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绪论1

第一章 线弹性断裂力学4

1.1 裂纹及其对强度的影响4

1.1.1 裂纹的分类4

1.1.2 裂纹对材料强度的影响6

1.1.3 探伤结果与裂纹尺寸的换算9

1.2 能量释放率断裂理论10

1.2.1 Griffith理论10

1.2.2 Orowan理论12

1.2.3 能量释放率及其断裂判据13

1.3 应力强度因子断裂理论17

1.3.1 裂纹尖端区域的应力场和位移场17

1.3.2 应力强度因子断裂判据28

1.3.3 深埋裂纹与表面裂纹问题32

1.3.4 K判据的工程应用实例36

1.3.5 G与K的关系40

1.4 裂纹尖端的塑性区及K因子的塑性修正41

1.4.1 屈服判据41

1.4.2 裂纹前端屈服区的大小43

1.4.3 z塑性区修正46

第二章 复合型裂纹51

2.1 最大周向应力准则52

2.2 能量释放率准则56

2.3 应变能密度因子准则60

2.4 工程上应用的近似断裂判据64

第三章 弹塑性断裂力学67

3.1 COD理论68

3.1.1 COD定义及COD判据68

3.1.2 D-B带状屈服区模型的COD70

3.1.3 全面屈服条件下的COD72

3.1.4 COD判据的工程应用73

3.2 J积分理论78

3.2.1 J积分的回路积分定义及其守恒性78

3.2.2 J与G以及COD的关系80

3.2.3 J积分的形变功率定义82

3.2.4 J积分的计算及工程估算方法85

第四章 常用断裂参数的测试92

4.1 平面应变断裂韧度KIc的测试92

4.1.1 试样制备93

4.1.2 测试装置97

4.1.3 测试步骤100

4.1.4 试验结果的处理101

4.2 临界COD的实验测定106

4.3 J积分的实验测定方法112

4.3.1 J积分的实验标定112

4.3.2 JR阻力曲线法115

第五章 疲劳问题125

5.1 疲劳裂纹的形成及扩展126

5.1.1 疲劳裂纹的形成127

5.1.2 疲劳裂纹的扩展128

5.1.3 高周疲劳与低周疲劳130

5.2 疲劳裂纹扩展速率131

5.3 影响疲劳裂纹扩展速率的因素135

5.3.1 平均应力σm的影响135

5.3.2 过载峰的影响137

5.3.3 其它影响因素141

5.4 应变疲劳143

5.5 疲劳裂纹扩展寿命的估算144

5.6 应力腐蚀及腐蚀疲劳146

第六章 防脆断设计158

6.1 几种主要的防脆断设计方法159

6.1.1 基于KIc的设计方法159

6.1.2 许用缺陷尺寸设计方法165

6.1.3 压力容器的缺陷评定170

6.1.4 压力容器的“先漏后破”（LBB）设计方法173

6.1.5 按脆性转变温度设计的方法175

6.1.6 小结179

6.2 应用实例180

第七章 弹塑性断裂分析工程方法186

7.1 EPRI方法及其应用186

7.1.1 方法简介187

7.1.2 典型带缺陷结构的弹塑性解189

7.2 裂纹推动力图及其应用198

7.2.1 裂纹推动力图的制作方法198

7.2.2 裂纹推动力图的性质200

7.2.3 裂纹推动力图的工程应用200

7.3 稳定评定图及其应用202

7.3.1 稳定评定图的制作204

7.3.2 稳定评定图的性质205

7.3.3 稳定评定图的应用206

第八章 断裂质量控制207

8.1 材料评定207

8.1.1 冶金因素对断裂韧性的影响207

8.1.2 材料的断裂机理图209

8.2 用断裂力学方法评定热处理工艺212

8.3 焊接工艺的评定214

8.3.1 焊接缺陷及其评定标准214

8.3.2 焊缝形状等因素对应力强度因子及疲劳寿命的影响214

8.3.3 焊接残余应力及其影响218

8.4 检查与维修219

8.4.1 用断裂力学方法进行质量保证和检查220

8.4.2 维修缺陷尺寸的确定220

8.4.3 维修周期的确定221

第九章 概率断裂力学（PFM）224

9.1 工程结构的可靠性及概率断裂力学224

9.2 概率断裂力学的设计方法227

9.3 PFM中主要参数的统计性质231

9.3.1 裂纹检测概率231

9.3.2 缺陷尺寸的统计分布232

9.3.3 断裂韧性的概率统计性质233

9.3.4 疲劳裂纹扩展速率的概率特性234

9.4 PFM在防疲劳断裂中的应用235

9.5 蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟方法237

9.5.1 Monte Carlo方法简述237

9.5.2 Monte Carlo方法在疲劳寿命预测中的应用241

附录246

附录A 正态分布表246

附录B 第一、二类完整椭圆积分表247

附录C 常用应力强度因子表249

参考文献261