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第一章 绪论1

1.1断裂力学简介1

1.1.1断裂力学及其历史发展1

1.1.2断裂力学的未来发展3

1.2断裂力学的几个基本概念4

1.2.1裂纹的分类4

1.2.2远场与近场4

1.2.3远场条件与近场条件5

1.2.4对称与反对称条件5

1.2.5界面连续性条件6

1.2.6局部解与全场解6

1.2.7准静态定常扩展裂纹与动态定常扩展裂纹6

1.3平面弹性基本理论与方法7

1.3.1两类平面弹性问题7

1.3.2平面弹性基本方程与边界条件7

1.3.3平面弹性问题的解法11

参考文献21

第二章 线弹性裂纹尖端场25

2.1 Williams解法25

2.1.1 Ⅰ型、Ⅱ型裂纹尖端场25

2.1.2 Ⅲ型裂纹尖端场29

2.2 Westergaard应力函数解法32

2.2.1 Ⅰ型裂纹问题32

2.2.2 Ⅱ型裂纹问题36

2.2.3 Ⅲ型裂纹问题38

2.3积分变换解法39

2.3.1 Ⅰ型裂纹的积分变换解39

2.3.2 Ⅱ型裂纹的积分变换解44

2.3.3Ⅲ型裂纹的积分变换解46

2.4边界配置法48

2.4.1裂纹面自由的边界配置法49

2.4.2裂纹面承受均布载荷时的边界配置法52

2.5.1塑性区形状和尺寸56

2.5裂纹尖端区小范围屈服近似修正56

2.5.2裂纹尖端塑性区的近似修正59

参考文献60

第三章 线弹性断裂准则体系61

3.1应力强度因子准则61

3.1.1应力强度因子的定义61

3.1.2裂纹失稳扩展的应力强度因子准则62

3.2.1脆性材料的能量释放率63

3.2能量释放率准则63

3.2.2能量释放率脆断准则64

3.2.3塑性材料断裂韧性的能量指标64

3.2.4能量释放率与应力强度因子的关系65

3.3混合型脆断准则66

3.3.1最大拉应力准则67

3.3.2最大能量释放率准则68

3.3.3应变能密度因子准则69

参考文献70

4.1.1 Paris公式71

第四章 基于断裂力学的疲劳寿命预测71

4.1疲劳裂纹扩展速率71

4.1.2 Forman公式73

4.1.3考虑超载效应的裂纹扩展速率74

4.1.4考虑加载频率影响的裂纹扩展速率74

4.1.5腐蚀环境下的裂纹扩展速率75

4.2疲劳裂纹扩展寿命预测78

4.2.1疲劳寿命预测公式78

4.2.2疲劳性能参数C、m的确定79

4.2.3几何修正因子Y的计算79

参考文献79

第五章 弹塑性断裂力学80

5.1 COD理论80

5.1.1裂纹尖端屈服区的简化模型80

5.1.2弹塑性断裂的COD理论82

5.2 J积分理论83

5.2.1 J积分的定义83

5.2.2 J积分的守恒性84

5.2.4 J积分与应力强度因子KI、能量释放率GI的关系85

5.2.3 J积分与COD的关系85

5.2.5 J积分准则87

5.3弹塑性断裂力学的HRR理论87

5.3.1基本方程87

5.3.2控制方程89

5.3.3确定特征值λ90

5.3.4控制方程的求解92

5.4.1幂硬化材料定常扩展Ⅰ型裂纹尖端场93

5.4准静态定常扩展裂纹尖端场的渐近分析93

5.4.2弹粘塑性材料准静态定常扩展裂纹尖端场95

参考文献99

第六章 界面断裂力学102

6.1弹性双材料界面裂纹尖端场103

6.1.1 Ⅰ型和Ⅱ型界面裂纹尖端场的Rice解103

6.1.2 Ⅲ型界面裂纹尖端场的Williams解106

6.2.1接触区模型107

6.2界面裂纹尖端场振荡奇异性的消除方法107

6.2.2界面层模型108

6.3界面斜交裂纹问题109

6.3.1界面斜交的平面裂纹问题109

6.3.2界面斜交的反平面裂纹问题112

6.4界面垂直裂纹问题的弹塑性分析113

6.4.1力学模型113

6.4.2平面应力问题114

6.4.3平面应变问题115

6.4.4定解条件116

6.4.5裂纹尖端场的数值解118

6.5弹塑性界面裂纹125

6.5.1力学模型125

6.5.2控制方程126

6.5.3定解条件127

6.6幂律蠕变材料准静态定常扩展界面裂纹的渐近分析129

6.6.1力学模型129

6.6.2控制方程130

6.6.3定解条件131

6.6.4数值计算133

6.6.5基于混合解法的渐近分析方法133

参考文献136

第七章 功能梯度材料断裂力学138

7.1平面裂纹基于应力函数解法的积分变换法138

7.1.1平面裂纹基于应力函数解法的控制方程138

7.1.2功能梯度材料与传统均匀材料裂纹问题的异同141

7.1.3基于应力函数解法的Fourier逆变换形式解142

7.1.4奇异积分方程的导出与求解145

7.1.5应力强度因子与能量释放率149

7.2平面裂纹基于位移解法的积分变换法150

7.2.1平面裂纹基于位移解法的控制方程150

7.2.2基于位移解法的Fourier逆变换形式解151

7.2.3奇异积分方程的导出与求解153

7.3.1力学模型156

7.3功能梯度材料板条反平面裂纹156

7.3.2奇异积分方程的导出与求解157

7.3.3数值结果与讨论160

7.4功能梯度涂层界面裂纹163

7.4.1力学模型163

7.4.2位移场的Fourier变换解163

7.4.3奇异积分方程及其求解166

7.4.4数值结果168

7.5.1界面层的基本方程171

7.5功能梯度界面层模型171

7.5.2积分方程组174

7.5.3应力强度因子175

7.5.4算例和讨论176

7.6功能梯度涂层弱（微）间断界面的冲击断裂分析180

7.6.1力学模型181

7.6.2奇异积分方程的导出与求解181

7.6.3数值结果与讨论183

参考文献190