断裂力学中应力强度因子的解法（上册） [The Methods of Solutions for Stress Intensity Factor in Fracture Mechanics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张行 著

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• 断裂力学
• 应力强度因子
• 解法
• 有限元
• 边界元
• 数值分析
• 结构力学
• 材料力学
• 工程力学
• 损伤力学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030513519

版次：1

商品编码：12114988

包装：平装

外文名称：The Methods of Solutions for Stress Intensity Factor in Fracture Mechanics

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：207##

内容简介

　　《断裂力学中应力强度因子的解法（上册）》是作者在从事断裂力学应力强度因子解法研究工作的成果基础上写成的。全书共21章，内容可分为三类。第1类是二维与三维的应力强度因子解析——变分解法。第二类是三维应力强度因子能量差率闭合解法。第三类则是二维与三维应力强度因子的广义刚度导数解法以及广义守恒积分解法。前两类内容是作者首创的，后一类内容是作者对已有方法的进一步发展。《断裂力学中应力强度因子的解法（上册）》所提供的方法均具有计算效率高以及适用范围广的特点。第1类内容见于《断裂力学中应力强度因子的解法（上册）》上册；第二、三类内容载于下册。
　　《断裂力学中应力强度因子的解法（上册）》读者对象为固体力学、飞行器、车辆、地面设施、船舶与离岸结构设计等方面的研究生、教师、工程师与研究人员。

作者简介

　　张行，教授，国务院学位委员会批准的博士生导师，政府特殊津贴获得者，原航空工业部“有突出贡献专家”。1932年出生，1952年毕业于清华大学航空学院飞机结构专业。此后一直在北京航空航天大学从事固体力学教学以及科研工作（1957～1958年，曾经在清华大学工程力学研究班进修两年）。研究领域包括：断裂力学、复合材料力学、损伤力学、弹性力学、塑性力学、飞机结构力学与徐变力学等。在国内外学术期刊发表学术论文160多篇。出版学术专著以及研究生教材7部。解决重要工程技术问题9项。获国家科技进步三等奖两项（排名第1、第2各一项）。获部委级科技进步一、二等奖六项（其中一等奖与4个二等奖排名第1），学术与技术成果被纳入《20世纪中国知名科学家学术成就概览》。

内页插图

目录

前言

第1章 弹性力学二维问题的复变函数通解
1．1 各向同性材料平面问题的复变函数通解
1．2 各向异性材料平面问题的复变函数通解
1．3 反平面问题的复变函数通解
参考文献

第2章 边缘裂纹二维应力强度因子的解析——变分解法
2．1 各向同性材料边缘裂纹平面问题解法
2．2 各向异性材料边缘裂纹平面问题解法
2．3 边缘裂纹反平面问题解法
2．4 复连通域边缘裂纹平面问题解法
附录2A各向异性边缘裂纹平面问题角分布函数在各向同性情况下的推广
参考文献

第3章 内部与边缘裂纹二维应力强度因子的解析——广义变分解法
3．1 以单区广义变分原理为基础的解法——结构对称内部裂纹情况
3．2 以多区广义变分原理为基础的解法——结构非对称内部裂纹情况
3．3 反对称情况”
3．4 结构对称与非对称双侧边缘裂纹情况
参考文献

第4章 各向同性材料内部裂纹二维应力强度因子的解析——变分解法
4．1 各向同性材料平面问题内部裂纹情况的一般表达式
4．2 直线裂纹情况——泰勒级数展开式
4．3 孔边单侧裂纹情况——洛朗级数展开式
4．4 孔边双侧不等长裂纹情况
参考文献

第5章 各向异性材料内部裂纹二维应力强度因子的解析——变分解法
5．1 单块平板孔边裂纹情况的一般表达式
5．2 单块平板孔边裂纹情况的解析——变分解法
5．3 单块平板孔边裂纹情况的数值结果
5．4 加劲平板孔边裂纹情况的一般表达式
5．5 加劲平板孔边裂纹情况的解析——变分解法
5．6 加劲平板孔边裂纹情况的数值结果
参考文献

第6章 层板层间分层二维应力强度因子的解析——变分解法
6．1 两种各向同性材料层板层间裂纹问题解析——变分解法
6．2 两种各向同性材料层板层间裂纹问题的解析——广义变分解法
6．3 对称正交铺层复合材料层板分层问题的解析——广义变分解法
6．4 对称斜交铺层复合材料层板在反平面变形情况下分层问题的解析——广义变分解法
6．5 对称斜交铺层复合材料层板在平面变形情况下分层问题的解析——广义变分解法
6．6 复合材料层合梁在横向载荷作用下分层问题的解析——广义变分解法
6．7 振荡奇异性与小范围接触的研究
参考文献

第7章 三维有限大含裂纹体应力强度因子的变分——交替解法
7．1 解题方法
7．2 承受任意面力的含深埋椭圆裂纹无阻大体的解析解法回顾
7．3 承受任意面力的无裂纹三维有限大体的函数变量变分解法——解析变分解法
7．4 数值计算结果
参考文献

第8章 含裂纹三维弹性体角点应力奇异性分析的函数变量位移解法——解析变分解法8．1 三维弹性力学的含参量函数变量位移解法
8．2 对称与反对称情况下局部应力场分析
8．3 边界条件——变分解法
8．4 结果讨论
参考文献

前言/序言

　　断裂力学是研究含裂纹构件强度与寿命的一门固体力学新分支，是结构损伤容限设计的理论基础。断裂力学可分为线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类别，前者适用于裂纹尖端附近小范围屈服的情况；后者适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。就目前情况而言，弹塑性断裂力学发展很快，但是线弹性断裂力学在结构损伤容限设计中仍居重要地位。
　　在线弹性断裂力学中，最重要的力学参量是应力强度因子，它是裂纹扩展的驱动力，控制着裂纹尖端附近的应力场与位移场。因此，应力强度因子可以用于预估含裂纹结构在单调载荷作用下的剩余强度以及在重复载荷作用下的剩余寿命，作为结构与机械损伤容限设计基础。
　　目前，确定应力强度因子的方法大体可以分为解析法与数值法两大类。解析法的优点是所需的计算工作少；数值法的优点是所能解决的问题多。而前者的缺点是所能解决的问题少；后者的缺点是所需的计算工作多。
　　本书目的在于介绍作者及其合作者在应力强度因子解法方面所取得的研究成果。此成果获国家级科技进步三等奖，曾成功地用于“歼十”前翼耐久性设计，使该部件重量减轻10kg。其部分系统结果为本书上下册大量采用。
　　本书第1章至第8章介绍确定含裂纹二维与三维有限大体应力强度因予的解析变分方法。这是一种半解析半数值方法，兼有解析法与数值法的优点而克服了它们各自的缺点，即所需计算工作少而所能解决的问题多。当然，边界配置法与边界元素法也属于半解析半数值方法，但前者不能解决三维问题，而后者所需机时约比本方法所需机时大一个数量级。
　　本书第9章至第16章介绍确定含裂纹三维有限大体应力强度因子的能量差率封闭解法。这个方法的优点表现在它可以充分利用已有的二维应力强度因子结果确定三维应力强度因子。特别是这个方法是一种封闭解法，具有解析方法的优点，非常节省机时。由本方法所得结果与由有限元法所得结果的差别在工程允许范围之内，但本方法的计算工作量约为有限元法的千分之一到万分之一的数量级。
　　本书第17章至第21章介绍应力强度因子的广义刚度导数解法与广义守恒积分解法，它们发展了已有的刚度导数解法与守恒积分解法，拓宽了这两种解法的应用范围。
　　本书上、下两册分别介绍第1至8章与第9至21章内容。
　　书中如有不当之处，敬请读者批评与指正。

好的，这是一份关于您提供的书名（《断裂力学中应力强度因子的解法（上册）》）之外的其他图书的详细简介。 --- 经典力学与结构分析专题系列：《结构动力学导论与基础理论》 第一卷：基础理论与模态分析 图书简介 本书是一本深入浅出、全面系统介绍结构动力学基础理论与应用方法的专著。它旨在为结构工程、土木工程、机械工程及相关领域的学生、研究人员和工程技术人员提供一个坚实的理论框架和实用的分析工具。本书的编写严格遵循从基础概念到复杂分析的逻辑递进路线，内容详实，配图丰富，力求将抽象的动力学原理转化为清晰可感的工程问题求解路径。 核心内容概述 第一部分：动力学基础与自由振动分析 本部分首先系统回顾了经典力学中的基本概念，如自由度、刚度、阻尼、惯性力等，为引入动力学分析奠定基础。 单自由度系统（SDOF）的分析： 详细阐述了无阻尼和有阻尼系统的自由振动响应，包括特征方程的建立、固有频率与模态的确定。重点讨论了对任意激励下的响应求解方法，特别是数值积分方法的应用。 多自由度系统（MDOF）的理论构建： 引入了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的建立过程。深入探讨了基于牛顿第二定律和拉格朗日方程的运动微分方程推导。 模态分析与解耦： 核心内容聚焦于特征值问题的求解，即系统模态（特征向量）和固有频率（特征值）的计算。详细介绍了模态叠加法的基础，展示了如何通过坐标变换将耦合的二阶常微分方程组转化为一组独立的单自由度方程进行求解，这是结构动力学分析的基石。 第二部分：线弹性结构的时域响应 本部分将理论分析延伸至实际外部激励下的结构响应预测。 周期性与瞬态激励： 详细分析了简谐激励下的稳态响应，包括共振现象的发生条件与抑制方法。对于瞬态载荷（如冲击、地震动），本书侧重于积分求解法的应用，特别是中心差分法和Newmark-$eta$法等数值方法的详细推导、稳定性和收敛性分析。 输入能量与响应传递： 引入了结构对输入能量的响应概念，讨论了峰值响应的预测和结构设计中的动态放大系数。 第三部分：响应谱方法与地震工程初步 本部分面向工程实际需求，介绍了用于快速评估地震响应的近似分析方法。 响应谱的构建与应用： 详细解释了反应谱（Response Spectrum）的物理意义，包括其生成过程和在结构分析中的应用规范。重点讨论了如何利用谱值直接计算结构的最大可能反应，而无需进行完整的时间步积分。 模态叠加谱分析法： 阐述了如何将模态分析的结果与反应谱结合，计算多自由度系统的最大楼层剪力、弯矩和位移。同时，比较了CQC法（Complete Quadratic Combination）和SRSS法（Square Root of Sum of Squares）在组合不同模态响应时的适用性与精度差异。 第四部分：非线性动力学基础 虽然本书主要聚焦于线性系统，但本部分为后续的更高级研究打下基础。 基本非线性概念： 简要介绍了材料非线性和几何非线性对动力响应的影响，特别是屈服后结构的能量耗散机制。 滞后阻尼与结构耗能： 对粘滞阻尼之外的结构阻尼模型（如Hysteretic Damping）进行了初步探讨，强调其在描述结构损伤和能量损失中的作用。 本书特点 1. 理论的严谨性与工程的实用性并重： 每部分理论推导清晰，并配有大量的工程算例，确保读者能够将所学知识直接应用于实际工程问题的求解。 2. 丰富的图示与对比分析： 包含大量概念图、计算流程图和不同方法间的对比表格，极大地增强了学习的直观性。 3. 软件应用导向： 在讲解数值方法时，会穿插提及主流有限元软件（如ABAQUS/ANSYS）中相应模块的设置要点，帮助读者实现理论与软件操作的无缝对接。 目标读者 土木、结构、机械、航空航天等领域的高年级本科生、研究生、从事结构设计与评估的工程师、以及希望系统学习动力学理论的研究人员。 --- 《先进材料的力学行为与本构模型研究》 第二卷：材料本构理论与实验表征 图书简介 本书聚焦于现代工程中广泛应用的新型和高性能材料，如先进复合材料、高熵合金、超材料以及功能梯度材料等。它深入剖析了这些材料在复杂载荷条件下的微观结构-宏观力学行为的内在联系，并系统地介绍了描述这些复杂行为所需的高级本构理论和实验表征技术。本书旨在填补传统材料力学教材在描述先进材料复杂本构关系上的不足，为材料设计、失效分析和先进结构优化提供理论支撑。 核心内容概述 第一部分：先进材料的微观结构与宏观响应 本部分首先建立对新型材料特殊力学性能来源的认识。 复合材料的本构描述： 详细介绍了层合板理论（Classical Lamination Theory, CLT）和分层壳理论（First Order Shear Deformation Theory, FSDT）。重点讨论了纤维增强复合材料的各向异性弹性矩阵的构建与分析，包括对界面剪切效应的考虑。 超材料与结构化材料： 探讨了通过设计材料的微结构（如晶格结构、点阵结构）来获得传统材料所不具备的宏观力学性能（如负泊松比、负质量密度）。引入了有效介质理论（Effective Medium Theory）来表征这些结构的力学响应。 粘弹性与粘塑性： 针对高分子材料和一些金属在特定温度下的行为，深入研究了粘弹性材料的松弛函数和蠕变柔量，并介绍了经典的Prony级数展开法。在粘塑性方面，重点讨论了Perzyna模型和Schapery模型的应用。 第二部分：高级本构模型理论 本部分是本书的理论核心，专注于描述材料在非线性、损伤和多场耦合条件下的行为。 塑性理论进阶： 详细阐述了基于运动硬化的强化模型（如随动硬化与包辛格效应）和基于等效塑性应变演化的各向同性强化模型。重点引入了厂牌塑性模型（Hill's Yield Criteria）及其在金属塑性分析中的应用。 损伤力学模型： 引入了连续介质损伤力学（CDM）的概念，特别是等效裂纹概念。详细推导了基于能量释放率的迟滞损伤模型，用于描述材料在循环载荷下的累积损伤和刚度退化。 热塑性与热力耦合： 讨论了材料的温度对其力学性能的显著影响。系统介绍了热弹性与热塑性耦合本构模型的建立，包括热膨胀系数的确定和热松弛效应的数学描述。 第三部分：实验表征与参数辨识 理论模型的有效性依赖于准确的实验数据和可靠的参数辨识。 先进的实验技术： 介绍了如数字图像相关（DIC）技术在测量全场应变分布中的应用，以及高速拉伸/压缩试验在捕捉动态材料行为中的关键作用。 本构参数的逆向工程： 详细阐述了如何利用有限元仿真和实验数据进行参数辨识（Parameter Identification）。讨论了全局优化算法在求解复杂本构模型参数集中的应用，包括遗传算法和粒子群优化算法的原理与实施。 动态载荷下的材料测试： 探讨了霍普金森杆（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）技术在获取材料高应变率下的力学参数（如动态屈服强度、韧性）时的误差来源与修正方法。 本书特点 1. 跨学科视角： 整合了材料科学、固体力学和计算方法，为多物理场问题提供统一的分析框架。 2. 深度与广度兼顾： 既有对经典本构理论的深入剖析，也覆盖了前沿的超材料和损伤模型，适合作为研究生进阶课程教材。 3. 计算实现侧重： 许多章节的推导直接导向有限元代码的实现，例如对非线性迭代过程的数值稳定处理，有助于读者开发自己的材料子程序（UMAT/VUMAT）。 目标读者 材料学、固体力学、结构工程、航空航天工程等领域的研究生、博士后及高级工程师。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的叙事结构非常独特，它采用了一种“从现象到本质，再回到应用”的螺旋式上升结构。开篇就提出了一个看似无解的宏大难题，然后逐步引入所需的数学工具和物理概念，最终将所有线索汇集到对初始问题的深刻洞察上。这种写作手法极大地激发了读者的好奇心和求知欲。我在阅读过程中，不断被作者的巧妙设计所吸引，每一次的“顿悟”都伴随着翻页的冲动。这本书的价值，在于它成功地架起了基础理论与尖端应用之间的鸿沟，为我未来的研究方向指明了一条清晰且充满挑战的道路。

评分☆☆☆☆☆

这本理论物理学的经典著作，深入浅出地剖析了宏观世界中的能量转换机制，尤其是在非线性系统中的表现。作者以极其严谨的数学推导为基础，构建了一个宏大的理论框架，将热力学、流体力学与电磁学巧妙地融合在一起。书中关于非平衡态热力学的讨论，为理解复杂系统的演化提供了全新的视角。我特别欣赏作者在阐述复杂概念时所展现出的清晰逻辑，那些层层递进的论证过程，仿佛带领读者进行了一场思想的探险。它不仅仅是教科书，更像是一部哲学著作，让人在学习具体公式的同时，反思物理世界的本质。读完后，我对物理学的理解达到了一个新的高度，那些原本晦涩难懂的现象，现在都变得豁然开朗。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先感受到的是作者对细节的极致追求。对于每一个物理模型的建立，他都进行了详尽的背景介绍和假设前提的审视，确保了理论的完备性。特别是书中关于材料科学与微观结构相互作用的章节，展现了作者深厚的跨学科功底。那些精细的数值模拟结果和实验数据的对比分析，使得理论不再是空中楼阁，而是与现实世界紧密相连。我曾经花了数周时间去消化其中关于晶体塑性变形的章节，那种步步为营的讲解方式，极大地提高了我的自学能力。这本书的排版和图示设计也十分出色，复杂的数学表达式被清晰地呈现，大大降低了阅读的疲劳感，实为理工科学习者案头必备的宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大震撼在于其对“不确定性”的系统性处理。在很多工程应用中，我们往往追求一个精确的答案，但作者却花了大量篇幅去探讨在信息不完全或系统内在随机性存在的情况下，如何做出最优决策。关于概率论在物理建模中的应用，以及如何量化误差传播的讨论，简直是教科书级别的范例。我感觉自己仿佛置身于一个严谨的学术研讨会中，作者作为主讲人，条理清晰地引导我们穿越复杂的概率空间。对于从事前沿技术研发的人来说，这本书提供的不仅仅是工具，更是一种处理复杂问题的哲学指导方针。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的难度确实不低，它更像是为已经有一定基础的研究生或资深工程师准备的“进阶指南”。作者的行文风格非常凝练，甚至有些“惜墨如金”，很多中间的推导步骤需要读者自己去补充和思考。这既是优点也是挑战——它迫使你必须主动地参与到知识的构建过程中去。我特别喜欢其中对边界条件处理的章节，作者用一系列精妙的算例展示了如何应对现实工程中那些棘手的非理想情况。这本书最大的价值在于培养读者的批判性思维，它不只是教你怎么算，更重要的是教你思考“为什么这样算”。每读完一个章节，都感觉自己的思维韧性得到了极大的锻炼。