高等斷裂力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李群，歐卓成，陳宜亨 著

圖書標籤:

• 斷裂力學
• 固體力學
• 材料力學
• 工程力學
• 結構力學
• 材料科學
• 機械工程
• 損傷力學
• 應力強度因子
• 綫性彈性斷裂力學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030522405

版次：1

商品編碼：12166010

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙

頁數：307

字數：340000

正文語種：中文

內容簡介

　　《高等斷裂力學》主要針對斷裂力學中的高等理論進行介紹，全書分為兩部分內容。第1～6章介紹斷裂力學的曆史背景、斷裂力學的基本概念、數學彈性力學理論的基礎知識、復勢理論、Williams特徵展開理論、柯西型積分和黎曼一希爾伯特邊值問題、積分變換理論。第7～12章對界麵斷裂力學問題、復閤材料斷裂力學問題、復雜缺陷問題、壓電材料斷裂力學問題、材料構型力學基本理論、斷裂參數的數值計算方法等進行專題介紹。全書除瞭對高等斷裂力學知識的介紹之外，還加入瞭作者的創造性研究成果。
　　《高等斷裂力學》適閤研究生階段的學習，可作為高等學校工科類研究生的教材，也可供從事斷裂力學研究和應用的科技工作者及工程師使用和參考。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 緒論
1．1 斷裂力學的起源
1．1．1 固體的破壞
1．1．2 低應力脆斷
1．1．3 斷裂力學的産生
1．2 斷裂力學的研究進展
1．3 高等斷裂力學的任務和方法
1．3．1 斷裂力學的主要任務
1．3．2 求解斷裂力學問題的理論方法

第2章 斷裂力學基本概念
2．1 裂紋的類型
2．2 能量釋放率
2．3 裂紋端部場和應力強度因子
2．3．1 裂紋端部應力場和位移場
2．3．2 裂尖應力奇異性與應力強度因子概念
2．3．3 常見裂紋的應力強度因子
2．4 彈塑性斷裂與J積分
2．4．1 裂端塑性區的估計
2．4．2 J積分
2．5 裂尖張開位移
2．6 斷裂韌度的試驗測量
2．7 復閤型斷裂
2．7．1 最大環嚮應力
2．7．2 應變能密度因子
2．7．3 Jk積分
2．8 疲勞裂紋

第3章 數學彈性力學基礎
3．1 彈性力學的基本理論
3．1．1 基本力學量
3．1．2 控製方程
3．1．3 基本方程的張量形式
3．1．4 平麵問題的彈性基本方程
3．2 彈性力學基本量的復函數錶示
3．2．1 復變函數論基本概念
3．2．2 應力、位移、應力主矢量的復函數錶示
3．3 復勢函數的確定程度
3．4 多連通域內復勢函數的錶達式
3．4．1 有限多連通域
3．4．2 無限大多連通域
3．5 復勢函數的解析開拓
3．5．1 基本概念
3．5．2 半平麵上復勢函數的解析開拓
3．5．3 圓域中復勢函數的解析開拓
3．6 保角變換與麯綫坐標
3．6．1 保角變換
3．6．2 麯綫坐標

第4章 Williams特徵展開理論
4．1 Williams特徵展開式
4．2 高階奇異項與小範圍屈服
4．3 Williams特徵展開的性質
4．4 Buecknet-Rice權函數方法
4．5 環繞平麵直綫裂紋的路徑無關積分
4．6 彈性T項及其權函數的求解方法
4．6．1 彈性T項的基本概念
4．6．2 彈性T項對裂尖屈服區的影響
4．6．3 用二階權函數計算彈性T項
4．7 特徵展開式中高階項對，積分的作用

第5章 柯西型積分和黎曼一希爾伯特問題
5．1 柯西型積分的基本概念
5．2 黎曼-希爾伯特邊值問題
5．2．1 按給定的跳躍確定分區全純函數
5．2．2 第一類柯西積分方程
5．2．3 第二類柯西積分方程
5．2．4 齊次黎曼-希爾伯特問題
5．2．5 非齊次黎曼-希爾伯特問題
5．2．6 一個常用綫積分的計算
5．3 無限大平麵有限裂紋問題求解

第6章 積分變換方法
6．1 積分變換的基本概念
6．1．1 積分變換的定義
6．1．2 Fourier變換及其性質
6．1．3 Hankel變換
6．2 裂紋的混閤邊值問題
6．2．1 Ⅲ型裂紋問題
6．2．2 矩形邊界的平麵應變裂紋問題
6．3 無限大平麵中的Griffith裂紋問題

第7章 界麵斷裂力學問題
7．1 界麵裂紋解析解
7．1．1 界麵裂紋的R-H問題解
7．1．2 裂尖變形場及其特徵
7．2 界麵裂紋的Comninou模型
7．2．1 斷裂力學位錯理論簡介
7．2．2 Comninou模型問題解
7．3 界麵裂紋端部應力漸近場
7．4 界麵裂紋復勢的特徵展開
7．4．1 特徵展開微分特性
7．4．2 Bueckner功共軛積分
7．4．3 特徵應力場
7．4．4 界麵裂紋特徵展開的僞正交特性
7．4．5 路徑無關積分
7．5 反平麵剪切的彈性橢圓夾雜的界麵裂紋問題

第8章 復閤材料斷裂力學問題
8．1 各嚮異性綫彈性體的復勢理論
8．1．1 各嚮異性綫彈性體的本構關係
8．1．2 Stroh理論
8．1．3 Lekhnitskii理論
8．2 各嚮異性材料裂紋的基本解
8．3 特徵展開與路徑無關積分
8．3．1 復勢的特徵展開
8．3．2 特徵展開的微分特性
8．3．3 特徵展開的僞正交特性
8．3．4 J積分
8．3．5 一階權函數方法

第9章 復雜缺陷問題
9．1 各嚮同性材料的多裂紋問題
9．1．1 基本解
9．1．2 多裂紋問題的僞力法
9．1．3 裂麵受任意載荷作用的多裂紋問題
9．2 各嚮異性材料的多裂紋問題
9．3 納米多夾雜乾涉問題
9．3．1 納米多孔的錶麵／界麵方程
9．3．2 納米夾雜彈性場勢函數
9．3．3 納米多孔彈性場

第10章 壓電材料斷裂力學問題
10．1 基本方程
10．2 裂紋電邊界條件
10．3 壓電材料裂紋解析解
10．4 雙壓電材料的界麵裂紋
10．5 應力非自由裂紋模型
10．6 壓電材料三維幣形裂紋
10．7 壓電材料中的守恒積分
10．7．1 Bueckner積分
10．7．2 含微缺陷壓電材料中的Jk積分和M積分

第11章 材料構型力學基本理論
11．1 材料構型力學的基本概念
11．1．1 Jk積分及其構型應力
11．1．2 M積分及其構型應力
11．1．3 L積分及其構型應力
11．2 材料構型力學基本量的試驗測量
11．3 鐵電材料的構型力概念

第12章 斷裂參數的數值計算方法
12．1 有限元的裂尖奇異單元
12．2 應力強度因子計算方法
12．2．1 權函數方法
12．2．2 交互積分方法
12．2．3 外推法計算應力強度因子
12．3 J積分計算方法
12．3．1 ANSYS路徑操作計算J積分
12．3．2 等效積分區域法計算J積分
12．4 能量釋放率計算方法
12．4．1 能量釋放率的直接定義計算法
12．4．2 虛擬裂紋閉閤法計算能量釋放率
參考文獻

前言/序言

　　斷裂力學，作為固體力學的一個分支，是研究材料和工程結構中裂紋擴展規律的一門學科。其曆史可追溯到Griffith在1921年的開創性工作，經過近百年的發展，其基本原理日臻成熟，研究成果已被廣泛應用於工程結構與材料的失效評估中。
　　盡管在國內外很多高等學校已開設斷裂力學這門課程，但作者在為高校研究生講授高等斷裂力學的過程中，發現缺少一本針對高等斷裂力學知識深入淺齣、理論詳盡的專門教材。著眼於研究生未來科學工作的需要，基於作者多年來在西安交通大學講授“高等斷裂力學”的講稿和講義，對其進行補充、修改和整理，從而完成本書。希望能為高等斷裂力學相關知識的傳授盡微薄之力。
　　全書共12章。第1章介紹斷裂力學産生的曆史背景和發展現狀。第2章簡單闡述斷裂力學的基本概念。第3章介紹數學彈性力學理論的基礎知識。第4～6章則對斷裂力學中用到的Williams特徵展開理論、柯西型積分和黎曼一希爾伯特邊值問題、積分變換方法等高等斷裂理論知識進行介紹。第7～11章對界麵斷裂力學問題、復閤材料斷裂力學問題、復雜缺陷問題、壓電材料斷裂力學問題、材料構型力學基本理論等專題問題進行介紹。第12章介紹斷裂參數的數值計算方法。
　　本書除瞭對高等斷裂力學知識的介紹之外，還加入瞭作者的部分研究成果，以及左宏、王芳文、鬍義鋒、於寜宇等閤作者的工作，在此錶示感謝。
　　由於作者水平有限，書中難免存在疏漏之處，希望閱讀本書的專傢和同行批評指正。
　　作者
　　2016年9月於西安交通大學

好的，這是一本不涉及《高等斷裂力學》內容的圖書簡介，旨在詳細介紹一本可能存在的、關於材料科學或結構力學的其他主題的著作。 --- 圖書名稱：《先進材料的疲勞與損傷演化：從微觀機製到宏觀預測》 圖書簡介 本書聚焦於現代工程領域中至關重要的結構完整性問題，深入探討瞭先進工程材料在復雜載荷條件下的疲勞行為、損傷纍積過程及其最終的斷裂機製。不同於傳統的斷裂力學方法，本書將視角擴展到材料的微觀結構層麵，結閤先進的計算模擬技術和實驗錶徵手段，構建起一套全麵的、貫穿多尺度的損傷演化理論框架。 第一部分：材料微觀結構與本徵性能 本書開篇詳述瞭現代高性能材料，如高熵閤金、納米晶體材料、先進復閤材料以及功能梯度材料的微觀結構特徵。內容涵蓋晶體缺陷（位錯、晶界、空洞）的成因、分布及其對材料宏觀力學性能的初始影響。 晶體缺陷的控製與調控： 詳細介紹瞭先進製造技術（如增材製造、定嚮凝固）如何影響材料內部的缺陷密度和空間排布，以及這些缺陷如何成為疲勞萌生和擴展的初始源頭。討論瞭先進的電子顯微學技術（TEM, STEM）在缺陷錶徵中的應用。 界麵與基體相互作用： 對於復閤材料和多相材料，本書著重分析瞭界麵（如縴維/基體界麵、晶粒邊界）在載荷傳遞中的作用。探討瞭界麵弱粘結、脫粘、縴維拔齣等機製如何主導材料的損傷起始。 本徵疲勞行為： 闡述瞭不同材料體係（金屬、陶瓷、聚閤物）的本徵疲勞響應，包括低周疲勞（LCF）和高周疲勞（HCF）的本質區彆，以及應變-壽命法（Coffin-Manson關係）和應力-壽命法（Basquin關係）的適用性與局限性。 第二部分：疲勞損傷的演化與模型構建 本部分是本書的核心，係統闡述瞭疲勞損傷從萌生到擴展的動態過程，並引入瞭多尺度損傷本構模型。 裂紋萌生機製的精細化研究： 深入分析瞭錶麵粗糙度、應力集中點、以及材料內部非金屬夾雜物誘導的局部塑性區形成與滑移帶聚集對裂紋萌生的影響。討論瞭錶麵工程處理（如噴丸強化）對疲勞壽命的提升機理。 裂紋擴展速率的非綫性動力學： 偏離傳統的綫性斷裂參數描述，本書提齣瞭考慮材料塑性、應變硬化與載荷曆史效應的疲勞裂紋擴展模型。重點介紹瞭基於能量耗散率和J積分的修正模型，以更好地描述大裂紋擴展階段的行為。 先進的損傷演化模型： 引入瞭基於內變量理論的連續介質損傷力學（CCDM）框架，用於描述材料內部微裂紋的形成、匯閤與鏈接過程。詳細推導瞭各嚮異性材料的損傷張量演化方程，特彆關注瞭蠕變-疲勞交互作用下的時間依賴性損傷纍積。 第三部分：實驗錶徵與壽命評估 為瞭驗證理論模型的準確性，本書詳細介紹瞭用於研究疲勞損傷過程的先進實驗技術和數據分析方法。 原位（In-situ）疲勞測試技術： 重點介紹瞭同步輻射X射綫成像、高頻超聲波檢測以及同步加速器斷層掃描（CT）技術在實時監測疲勞裂紋擴展和內部損傷演化中的應用。這些技術使得研究人員能夠捕獲瞬態的損傷事件。 錶麵損傷的無損評估： 探討瞭聲發射（AE）技術、熒光滲透檢測（PT）以及脈衝渦流（PEC）技術在結構服役狀態下對早期疲勞缺陷的定位與定量評估方法。 壽命預測與概率方法： 鑒於材料性能的隨機性，本書引入瞭可靠性工程的觀點。詳細介紹瞭Weibull統計模型、極值理論在預測極端疲勞壽命場景中的應用，以及濛特卡洛模擬在評估結構剩餘壽命不確定性方麵的作用。 第四部分：特定載荷條件下的復雜損傷行為 本書最後探討瞭在實際工程應用中不可避免的復雜載荷情景。 多軸疲勞與應力狀態耦閤： 針對鏇轉彎麯、扭轉組閤加載等復雜應力狀態，提齣瞭應力強度因子或應變參數的組閤準則（如 SWT 參數、Fatigue Spectrum Plane 分析），並討論瞭剪切應變在裂紋擴展中的主導作用。 衝擊與高頻載荷響應： 分析瞭材料在超快速載荷（如彈丸撞擊、爆炸載荷下的材料響應）中的動態力學行為。引入瞭粘塑性模型和慣性效應，用以描述材料在極高應變率下的損傷特性。 服役環境對疲勞的影響： 深入研究瞭腐蝕疲勞（Corrosion Fatigue）和高溫疲勞（Thermal Fatigue）的耦閤機製。闡述瞭電化學過程、氧化物形成與機械應力循環相互作用如何加速裂紋的萌生與擴展。 目標讀者 本書麵嚮材料科學、機械工程、航空航天、土木工程及能源裝備領域的博士研究生、研究人員，以及需要深入理解先進材料結構完整性與失效機理的工程師和技術專傢。它提供瞭一個跨越微觀機製到宏觀工程應用的、嚴謹而全麵的理論和實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《高等斷裂力學》的過程中，我最大的感受就是其嚴謹性和深刻性。作者在每一個論證中都力求做到邏輯嚴密，層層遞進，不放過任何一個可能引起歧義的細節。他不僅介紹瞭斷裂力學的經典理論，比如 Griffith 準則和 Irwin 修正，還對這些理論的局限性和適用範圍進行瞭深入的探討。書中關於“斷裂過程分析”的章節，讓我對裂紋擴展的動力學過程有瞭全新的認識。作者通過詳細的數學模型，揭示瞭能量釋放率和應力強度因子在驅動裂紋前進中的作用，這讓我感覺自己仿佛置身於一個微觀的斷裂世界，親眼目睹著裂紋如何一步步撕裂材料。而且，書中還對一些復雜的斷裂場景，例如三維裂紋擴展以及界麵斷裂等進行瞭深入的分析，這對於我理解更復雜工程結構的安全評估非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是它的開放性和前瞻性。作者在闡述斷裂力學基本原理的同時，並沒有止步於此，而是積極地引導讀者思考斷裂力學在解決未來工程挑戰中的作用。書中探討瞭諸如生物材料的斷裂性能、復閤材料的斷裂失效以及智能材料在承受載荷時的響應機製等前沿課題。我尤其對關於“損傷力學”的介紹印象深刻，作者將宏觀的斷裂現象與材料內部微觀的損傷積纍聯係起來，構建瞭一個更為全麵的失效模型。這讓我明白，斷裂並非隻是一個簡單的物理過程，而是涉及到材料內部復雜的損傷演化。書中還對數值模擬技術在斷裂力學研究中的應用進行瞭介紹，例如有限元方法如何被用來模擬復雜的斷裂行為，這讓我對未來的研究方法有瞭更清晰的認識，也激發瞭我深入探索相關領域的熱情。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當我翻開《高等斷裂力學》時，心裏還是有點打鼓的，畢竟“高等”二字就意味著挑戰。然而，這本書的編排結構卻給瞭我意想不到的驚喜。它並沒有一開始就鋪陳復雜的數學推導，而是循序漸進，從宏觀的力學行為過渡到微觀的斷裂機製。作者巧妙地將概率論、統計學等輔助性學科的知識點融入其中，使得原本可能枯燥的數學證明變得更加易於理解。我特彆欣賞書中關於“疲勞斷裂”的章節，作者詳細介紹瞭裂紋萌生、擴展到最終斷裂的整個過程，並用大量實際數據和麯綫圖展示瞭影響疲勞壽命的關鍵因素。這讓我明白，材料的損傷並非一蹴而就，而是經過一個漫長而復雜的過程。書中還探討瞭一些前沿的斷裂研究方嚮，比如納米材料的斷裂行為，以及在極端環境下材料的失效模式，這讓我對斷裂力學的未來發展充滿瞭好奇和期待。

評分☆☆☆☆☆

這本《高等斷裂力學》真是讓我大開眼界！在我最初的認知裏，斷裂力學似乎是一個相當晦澀的領域，充斥著各種復雜的公式和抽象的概念。但這本書從一開始就以一種引人入勝的方式，將我帶入瞭一個充滿挑戰和智慧的世界。它並沒有一開始就拋齣大量高深的理論，而是從一些我們日常生活中可能遇到，但從未深入思考的現象入手，比如一塊玻璃杯摔碎的聲音，或是橋梁突然斷裂的恐怖新聞，這些看似尋常的例子，在作者的筆下被賦予瞭深刻的力學意義。作者用非常生動形象的比喻，將應力集中、裂紋擴展等核心概念解釋得淋灕盡緻，讓我在輕鬆愉快的閱讀過程中，逐漸掌握瞭斷裂力學的基本原理。而且，書中穿插的許多曆史故事，講述瞭斷裂力學發展過程中那些偉大的先驅們是如何一步步攻剋難關的，這不僅增加瞭閱讀的趣味性，更讓我對這個學科充滿瞭敬意。它讓我明白，斷裂力學並非高不可攀，而是與我們的生活息息相關，並且充滿瞭科學的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格實在讓我耳目一新，不同於我之前接觸過的很多專業書籍那種乾巴巴的理論堆砌，它更像是一位經驗豐富的工程師在給我講授他的心得體會。作者在講解每一個復雜的概念時，都非常注重理論與實際的結閤。他會深入剖析幾個經典的斷裂案例，比如航空發動機葉片在高溫高壓下的失效，或是石油管道在寒冷環境下發生的脆性斷裂，然後詳細分析這些失效的根源，以及斷裂力學是如何幫助我們預測和預防這些災難的。我尤其喜歡書中關於“斷裂韌性”的闡述，作者用大量的圖示和數據，清晰地展示瞭不同材料在承受載荷時，其抵抗裂紋擴展的能力是如何受到結構設計和材料性能的影響的。讀到這裏，我仿佛親身經曆瞭無數次的實驗和分析，對材料在實際應用中的可靠性有瞭更深刻的理解。這本書讓我覺得，學習斷裂力學不再僅僅是記憶公式，而是掌握瞭一門能夠解決實際工程問題的強大工具。