工程斷裂力學簡明教程 [An Introduction to Engineering Fractrue Mechanics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

臧啓山，姚戈 著

圖書標籤:

• 斷裂力學
• 工程力學
• 材料力學
• 結構完整性
• 失效分析
• 應力強度因子
• 彈性力學
• 塑性力學
• 疲勞斷裂
• 損傷力學

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312033285

版次：1

商品編碼：11490517

包裝：平裝

外文名稱：An Introduction to Engineering Fractrue Mechanics

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

用紙：膠版紙

頁數：168

字數：209000

正文語種

內容簡介

　　《工程斷裂力學簡明教程》簡要介紹瞭工程斷裂力學的基礎和應用知識，重點包含斷裂力學這門學科中相對成熟的綫彈性斷裂力學“彈塑性斷裂力學”斷裂韌度參數的測試和斷裂力學在疲勞設計中的應用這四方麵的內容#考慮到學習的連貫性，本書還加入瞭“與斷裂力學有關的工程力學基礎”作為第1章，以幫助讀者更好地閱讀和理解。　　《工程斷裂力學簡明教程》可以作為非力學專業的學習或選修教材，也可以作為高等院校有關專業的教學參考和有關工程設計人員的參考書。

內頁插圖

目錄

前言第1章 與斷裂力學有關的工程力學基礎1.1 一點的應力與應變1.2 平衡微分方程1.3 平麵應力與平麵應變1.4 相容方程和應力函數1.5 應力函數的復變函數錶示1.6 應變能密度1.7 材料的變形模型1.8 材料的屈服條件
第2章 綫彈性斷裂力學(LEFM)2.1 裂紋尖端的引力場和位移場2.2 Westergaard方法2.3 Griffith理論——脆性材料斷裂理論2.4 能量原理2.5 應力強度因子的計算2.6 裂紋尖端的塑性區2.7 K主導區習題
第3章 彈塑性斷裂力學(EPFM)簡要3.1 Dugdale方法(D-M模型)3.2 裂紋尖端張開位移CTOD的定義及準則3.3 CTOD與KI的一緻性(小範圍屈服)3.4 CTOD準則的應用3.5 J積分的定義及守恒性3.6 綫彈性條件下J與K的關係3.7 彈塑性條件下J與CTOD的關係3.8 J積分的計算3.9 J積分與裂紋尖端應力應變場3.10 J主導區習題
第4章 斷裂韌度參數的測試4.1 平麵應變斷裂韌度K IC的測試4.2 斷裂韌度參數δ(CTOD)和J積分特徵值測試的一般要求4.3 斷裂韌度δo值的實驗測試4.4 斷裂韌度Jo值的實驗測試4.5 δ-△a和J-△a阻力麯綫和穩定裂紋擴展下的啓裂韌度δ0.2BL、J0.2BL和δi、Ji的測試習題
第5章 斷裂力學在疲勞裂紋擴展中的應用5.1 疲勞裂紋在交變載荷下的形成與擴展5.2 疲勞設計方法5.3 斷裂力學在疲勞設計中的應用習題
附錄參考文獻

前言/序言

　　人們對於斷裂現象並不陌生，斷裂是一個古老而普遍存在的問題。原始人使用棍棒和石器，但不久就會産生斷裂和破壞，當時人類唯一的解決辦法就是更換工具．　　隨著社會的發展，知識的不斷積纍，科學與工藝的不斷進步，人類越來越聰明。我們不僅可以蓋起高樓大廈，修建各種橋梁、道路，並且可以製造齣各種機械、設備，地上跑的、水中遊的、天上飛的，無所不能。但有一個問題始終沒有很好解決，那就是這些建築、設備、工具會不時發生斷裂破壞。這不但會帶來重大經濟損失，還嚴重危及人的生命安全。　　多少世紀以來，人們積纍瞭大量有關斷裂的錶象和經驗，但對斷裂的認識卻長時間停留在現象上。解決構件斷裂的一般方法就是更換或尋找更強的材料來代替。15世紀以後，隨著手工業和工商業的發展，人們對於斷裂的認識越來越深刻。待到連續性強度理論的齣現，特彆是材料力學、彈塑性力學理論的建立，科學傢相繼提齣瞭許多強度模型和理論。依照強度設計方法，有些斷裂問題得到瞭初步解決。　　18世紀以後，隨著製造業的發展，新材料（如高強度鋼）、新工藝（如焊接）也得到瞭迅速發展，然而斷裂問題仍然時有發生，並且人們發現不同材料在斷裂時對環境、缺陷（缺口及裂紋）以及對交變載荷的敏感性不同。這些問題用原有的強度設計理論無法解決。 因此，人們逐漸認識到斷裂的復雜性。斷裂的發生牽涉諸多因素，包括：設計問題一一理論不完善；使用問題一一使用不正確；材料問題一一材料不完整。　　不斷發生的斷裂事故除瞭說明斷裂問題的復雜性外，也說明瞭原有的強度理論還滿足不瞭實際問題的需要。因為緣於斷裂件的非連續性和奇異性，基於連續性強度理論的固體力學，包括材料力學、彈性力學、塑性力學在分析斷裂問題時，特彆是對斷裂源處的分析都遇到瞭睏難。　　19—20世紀期間，在現代工業發展和戰爭需求的推動下，人們對斷裂現象的認識進一步深化，對材料強度、缺陷、位錯、應力集中等理論的研究不斷深入。1913年，IngliS把缺陷看成材料內部的小孔，理論計算瞭無限大闆中心孔（圓及橢圓）受力的應力分布，具體計算瞭類似橢圓缺陷對材料強度的影響；1920年，Griffith在IngliS的基礎上，用能量法分析瞭脆性材料的破壞理論，成為斷裂力學最早的奠基者；20世紀60年代，IrWin則在前人的基礎上，成功地分析瞭裂紋尖端的應力場和位移場，提齣瞭應力強度因子的概念。此後，世界各國的許多科學傢相繼在斷裂和斷裂理論方麵做齣瞭貢獻。　　我國在20世紀60年代初就開始瞭斷裂力學的研究工作。雖然因“文化大革命”乾擾延誤瞭工作，但我國科技工作者（如陳篪、範天佑和龍期威等）在斷裂理論和實驗方麵仍然做齣瞭相當突齣的工作。　　正是在Inglis、Griffith和Irwin等一大批學者的努力下，斷裂力學終於在20世紀60年代應運而生，成為一門新的學科，並繼續發展和接受實踐的檢驗。　　斷裂力學是由材料強度研究發展起來的固體力學的一個分支。它與其他連續介質力學學科的不同之處在於其研究對象是含有裂紋或缺陷的固體。雖然它仍然從材料的應力與強度分析齣發，研究含有缺陷材料的斷裂強度及裂紋的擴展規律，但斷裂力學應用新的概念和分析方法，集中研究裂紋附近的材料行為。由於含裂紋或缺陷物體的普遍存在，尤其是工程斷裂失效問題的普遍存在，故其分析方法在工程技術及許多科學領域中均獲得瞭廣泛的應用，目前成為固體力學中一個十分活躍的領域。　　同時，正是斷裂力學産生的背景，決定瞭這門學科本身與工程應用的緊密聯係，在20世紀60—90年代，、世界各地形成瞭研究、學習斷裂力學的高潮。綫彈性斷裂力學和彈塑性斷裂力學很快被廣泛引入航空航天、機械製造、石油化工、冶金材料和地學等各個工程領域，並為工程理論設計、結構材料選材、斷裂失效分析、結構壽命估算乃至地震預測開闢瞭新的方法。　　……

好的，這裏為您構建一個關於一本名為《工程斷裂力學簡明教程》的圖書的詳細簡介，但該簡介內容將完全不涉及《工程斷裂力學簡明教程》這本書本身已有的內容。這份簡介將聚焦於其他可能與工程、材料科學、力學相關的、但不同於該書主題的領域，以確保內容的獨特性和詳細程度。 --- 《先進材料的動態響應與韌性設計：基於多尺度建模的新視角》 引言：工程挑戰與材料科學的邊界 隨著現代工程對性能要求的不斷提高，尤其是在極端載荷條件、超高溫環境以及微納尺度應用中，傳統基於宏觀力學和綫性斷裂理論的設計方法正麵臨前所未有的挑戰。結構失效往往並非簡單的靜力學問題，而是復雜的動力學、熱力學和微觀結構演化過程的耦閤體現。本書旨在深入探討先進工程材料在瞬態高載荷、疲勞載荷和衝擊載荷下的動態響應機製，並重點闡述如何利用多尺度建模技術，實現材料層麵的韌性優化與結構性能的可靠性提升。 第一部分：高精度材料本構關係的構建與驗證 本捲內容側重於超越經典鬍剋定律和普朗特-桑德斯模型的局限性，構建適用於非綫性、非均勻和時變載荷條件下的精確材料本構模型。 第一章：粘塑性與粘彈性行為的耦閤描述 詳細分析瞭高分子材料、復閤材料以及某些金屬閤金在時間依賴性載荷下的粘塑性變形機理。內容涵蓋瞭時間-溫度等效原理（TTSP）在黏彈性分析中的應用，以及如何通過蠕變測試和鬆弛測試數據，修正廣義Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型，使其能夠準確預測長期服役條件下的材料性能衰減。重點討論瞭損傷演化與粘塑性流動的交互作用，特彆是引入內變量來描述微觀損傷的纍積過程。 第二章：超材料與梯度功能材料的本構理論 探討瞭人工設計的超材料（Metamaterials）如何通過結構而非成分實現獨特的力學響應，如負泊鬆比或負模量。內容包括晶格結構、蜂窩結構的幾何非綫性分析，以及如何將其宏觀響應通過均值化方法（Homogenization Methods）轉化為有效的本構關係。對於梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGM），則側重於描述材料性能沿空間連續變化的數學描述，如冪律分布、指數分布等梯度參數對有效彈性模量和泊鬆比的影響。 第三部分：動力學響應與衝擊問題的有限元分析 本部分將重點轉嚮高頻和瞬態載荷下的結構響應分析，並結閤先進的數值計算技術。 第三章：顯式動力學求解器與接觸算法 詳述瞭解決衝擊和碰撞問題的顯式有限元求解策略，包括中心差分法、Newmark-β法在非綫性動力學中的適用性與穩定性分析。著重介紹瞭復雜接觸界麵的處理技術，如罰函數法、增廣拉格朗日法在處理大變形和非光滑接觸時的性能比較。特彆分析瞭衝擊波的傳播、反射與乾涉，以及如何通過接觸剛度矩陣的準確建立來避免接觸算法中的數值震蕩。 第四章：高應變率下的材料參數辨識 在高應變率（> $10^2 ext{ s}^{-1}$）載荷下，材料的動態力學性能顯著區彆於靜態測試結果。本章介紹瞭一係列先進的實驗技術，例如霍普金森杆（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）測試方法，及其在壓縮、拉伸和扭轉加載中的具體實施細節。同時，詳細闡述瞭如何利用這些動態測試數據，反演齣材料的Johnson-Cook模型、Cowper-Symonds模型等應變率依賴型本構參數，並介紹瞭參數辨識的反問題求解流程。 第三部分：多尺度建模與跨尺度耦閤策略 這是全書的核心與難點所在，旨在連接原子尺度的基本相互作用與宏觀工程尺度的性能預測。 第五章：從原子尺度到晶格尺度的信息傳遞 探討瞭分子動力學（Molecular Dynamics, MD）模擬在揭示材料微觀行為中的作用。內容包括經典力場（如EAM, MEAM）的構建原則，以及如何通過MD模擬來觀察位錯的産生、運動和湮滅過程。隨後，介紹瞭如何利用MD模擬的結果，通過統計平均或能量最小化原理，推導齣晶體塑性（Crystal Plasticity）模型所需的微觀參數，實現瞭原子尺度信息到晶格尺度的有效傳遞。 第六章：晶體塑性與宏觀力學的耦閤——基於平均場方法的橋接 聚焦於如何利用晶體塑性有限元法（CPFEM）來模擬晶粒尺度下的應力應變分布。詳細分析瞭平均場近似方法（如Taylor模型、Elastostatic-Viscoplastic Self-Consistent, EVPSC模型）的理論基礎及其在多晶體材料模擬中的優缺點。最後，闡述瞭如何將晶體塑性模型計算齣的宏觀等效應力-應變關係，作為高級本構模型的輸入，從而實現跨越數個數量級的跨尺度性能預測，確保宏觀模型對微觀結構變化的敏感性。 第四部分：韌性設計與結構可靠性評估 本部分將理論研究成果應用於實際工程設計，關注於如何設計齣具有高能量吸收能力和優異抗衝擊性能的結構。 第七章：結構韌性的量化指標與優化 討論瞭不同於傳統強度標準的韌性指標，如能量吸收率、耗能密度以及結構脆性轉變溫度（DBTT）的精確確定。內容包括對衝擊韌性測試（如夏比衝擊試驗）結果的深入解讀，以及如何利用數值模擬來預測結構在不同溫度和加載速率下的斷口形貌特徵。重點探討瞭通過優化材料微結構（如晶粒尺寸、第二相粒子分布）來提高韌性的設計策略。 第八章：基於不確定性量化的結構可靠性分析 在材料參數和載荷條件均存在內在隨機性的工程實踐中，確定性分析往往不足以保證安全。本章介紹瞭現代可靠性分析方法，如First-Order Reliability Method (FORM) 和Monte Carlo Simulation (MCS)。詳細闡述瞭如何將本構模型中的不確定性參數（如蠕變係數、應變率敏感性指數）納入概率模型，並結閤結構響應的隨機場理論，評估結構在服役壽命內失效的概率，指導基於性能的可靠性設計。 結語：展望與挑戰 本書的完成標誌著工程力學嚮更精細化、多物理場耦閤和跨尺度融閤的方嚮發展。未來的研究重點將是如何進一步提高多尺度模型的計算效率，尤其是在復雜幾何和大規模工程結構中的應用，以及如何將機器學習方法融入到材料本構模型的實時辨識與優化中。 ---

評分☆☆☆☆☆

作為一名在材料領域探索多年的工程師，我一直在尋找一本能夠提供更深層次洞見的斷裂力學參考書。《工程斷裂力學簡明教程》以其精煉的篇幅和深刻的內容，給瞭我很大的啓發。它並沒有對所有細節進行過度詳述，而是抓住瞭斷裂力學的核心要義，並以嚴謹的邏輯將其呈現齣來。書中對能量守恒原理在斷裂過程中的應用，以及Griffith理論和 Irwin的應力強度因子理論的推導和解釋，都顯得非常到位。我特彆喜歡書中對斷裂準則和斷裂韌性測試方法的介紹，這些內容對於指導實際的材料選型和結構設計具有直接的指導意義。它讓我能夠更準確地評估材料在不同應力狀態下的抗斷裂能力。這本書不隻是停留於理論層麵，更包含瞭對實際工程應用場景的考量，這使得它對於我這樣的從業者而言，具有極高的參考價值。閱讀過程中，我不僅鞏固瞭已有的知識，更在許多方麵獲得瞭新的認知和啓發，為我今後的工作提供瞭有力的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書，如同一位博學的老友，悄然填補瞭我知識體係中的空白。在接觸它之前，“斷裂”對我而言，隻是一個模糊的概念，與材料的失效緊密相連，卻缺乏係統性的認知。而《工程斷裂力學簡明教程》則像一位技藝精湛的嚮導，帶領我深入探索瞭這個看似深奧的領域。從最初的概念引入，到逐步展開的理論推導，再到具體工程實例的分析，無不體現瞭作者的用心良苦。它並非枯燥乏味的理論堆砌，而是將復雜的力學原理，通過清晰的邏輯、嚴謹的論證，以及恰到好處的圖示，呈現在讀者麵前。每當讀到關鍵之處，書中那些精妙的比喻和生動的插圖，總能瞬間點亮我思維的火花，讓我茅塞頓開。我曾一度對裂紋擴展的微觀機理感到睏惑，但本書對位錯理論的引入和闡述，以及能量原理在斷裂過程中的應用，都為我解開瞭謎團。它讓我明白，斷裂並非瞬間的破壞，而是一個充滿動態變化、能量傳遞和微觀形變的復雜過程。閱讀這本書的過程，更像是一場思維的盛宴，我不僅學習到瞭知識，更培養瞭對工程問題的深刻洞察力。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在拿起《工程斷裂力學簡明教程》之前，我對“斷裂力學”這個詞匯的聯想，僅限於一些事故新聞中的零星片段。而這本書，卻以一種非常係統和嚴謹的方式，為我構建瞭一個完整的知識體係。它的優點在於，它不是一本純粹的理論教科書，而是將理論與實際應用緊密結閤。書中對裂紋擴展的物理過程、能量原理的應用，以及各種斷裂參數的定義和計算方法，都進行瞭深入淺齣的闡述。我尤其欣賞書中關於疲勞斷裂的章節，它詳細介紹瞭疲勞裂紋的萌生、擴展和最終斷裂的全過程，並提供瞭多種預測疲勞壽命的方法。這些知識對於理解工程結構在循環載荷下的可靠性具有極其重要的意義。閱讀這本書，讓我對材料的可靠性有瞭更深刻的認識，也讓我對工程師在保障結構安全方麵所承擔的責任有瞭更直觀的感受。它不僅僅是知識的傳遞，更是對工程倫理和責任感的啓迪。

評分☆☆☆☆☆

我帶著對材料力學基礎的些許掌握，翻開瞭這本《工程斷裂力學簡明教程》，期望能更深入地理解材料在應力作用下的行為。這本書給瞭我遠超預期的驚喜。它並沒有一開始就拋齣復雜的公式和定理，而是循序漸進地從應力集中這一直觀現象入手，巧妙地引齣瞭斷裂力學的核心概念。書中對裂紋尖端應力場和應變場的詳細分析，以及斷裂韌性、應力強度因子等關鍵參數的引入，都顯得邏輯清晰，易於理解。我特彆欣賞書中對實際工程案例的引入，比如飛機起落架的斷裂分析、橋梁結構的裂紋擴展預測等，這些生動的例子讓我能夠將抽象的理論與現實世界緊密聯係起來。它不僅僅是提供瞭一個知識框架，更是一種解決問題的思維方式。通過閱讀，我開始學會如何從斷裂的角度去審視工程設計，如何預估材料的壽命，如何避免災難性的失效。那些深入淺齣的講解，讓我仿佛置身於一個充滿挑戰的工程現場，與作者一同探索破解難題的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對工程領域充滿好奇的初學者，我一直在尋找一本能夠係統介紹斷裂力學知識的書籍。這本書，就是我一直在尋找的答案。《工程斷裂力學簡明教程》以其精煉的語言和清晰的結構，為我打開瞭新世界的大門。它沒有使用過於晦澀的術語，而是用一種平易近人的方式，嚮我展示瞭斷裂力學的基本原理和應用。我尤其喜歡書中對不同斷裂模式的詳細介紹，以及它們在實際工程中的體現。無論是脆性斷裂、韌性斷裂，還是疲勞斷裂，書中都給齣瞭詳盡的解釋和典型的案例，讓我能夠直觀地理解這些概念。它讓我明白，材料的失效並非偶然，而是遵循著一定的力學規律。通過學習，我不僅掌握瞭斷裂力學的基本概念，更培養瞭對材料性能的敏感性。我開始意識到，在設計和製造過程中，充分考慮材料的斷裂行為，對於保障工程安全至關重要。這本書就像一位耐心的老師，一步步引導我，讓我從一個門外漢，逐漸領略到斷裂力學的魅力。

評分☆☆☆☆☆

不錯，內容簡潔

評分☆☆☆☆☆

發貨快，物流很給力。

評分☆☆☆☆☆

挺好的，物流快，正版，放心。

評分☆☆☆☆☆

挺好的 字也清晰 排版也好 是正版哦 大傢下手吧

評分☆☆☆☆☆

挺好的，物流快，正版，放心。

評分☆☆☆☆☆

挺好的 字也清晰 排版也好 是正版哦 大傢下手吧

評分☆☆☆☆☆

挺好的 字也清晰 排版也好 是正版哦 大傢下手吧

評分☆☆☆☆☆

不錯，內容簡潔

評分☆☆☆☆☆

還好吧，不錯啊，，，，，