斷裂力學中應力強度因子的解法（上冊） [The Methods of Solutions for Stress Intensity Factor in Fracture Mechanics] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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張行 著

圖書標籤:

• 斷裂力學
• 應力強度因子
• 解法
• 有限元
• 邊界元
• 數值分析
• 結構力學
• 材料力學
• 工程力學
• 損傷力學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030513519

版次：1

商品編碼：12114988

包裝：平裝

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

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：207##

內容簡介

　　《斷裂力學中應力強度因子的解法（上冊）》是作者在從事斷裂力學應力強度因子解法研究工作的成果基礎上寫成的。全書共21章，內容可分為三類。第1類是二維與三維的應力強度因子解析——變分解法。第二類是三維應力強度因子能量差率閉閤解法。第三類則是二維與三維應力強度因子的廣義剛度導數解法以及廣義守恒積分解法。前兩類內容是作者首創的，後一類內容是作者對已有方法的進一步發展。《斷裂力學中應力強度因子的解法（上冊）》所提供的方法均具有計算效率高以及適用範圍廣的特點。第1類內容見於《斷裂力學中應力強度因子的解法（上冊）》上冊；第二、三類內容載於下冊。
　　《斷裂力學中應力強度因子的解法（上冊）》讀者對象為固體力學、飛行器、車輛、地麵設施、船舶與離岸結構設計等方麵的研究生、教師、工程師與研究人員。

作者簡介

　　張行，教授，國務院學位委員會批準的博士生導師，政府特殊津貼獲得者，原航空工業部“有突齣貢獻專傢”。1932年齣生，1952年畢業於清華大學航空學院飛機結構專業。此後一直在北京航空航天大學從事固體力學教學以及科研工作（1957～1958年，曾經在清華大學工程力學研究班進修兩年）。研究領域包括：斷裂力學、復閤材料力學、損傷力學、彈性力學、塑性力學、飛機結構力學與徐變力學等。在國內外學術期刊發錶學術論文160多篇。齣版學術專著以及研究生教材7部。解決重要工程技術問題9項。獲國傢科技進步三等奬兩項（排名第1、第2各一項）。獲部委級科技進步一、二等奬六項（其中一等奬與4個二等奬排名第1），學術與技術成果被納入《20世紀中國知名科學傢學術成就概覽》。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 彈性力學二維問題的復變函數通解
1．1 各嚮同性材料平麵問題的復變函數通解
1．2 各嚮異性材料平麵問題的復變函數通解
1．3 反平麵問題的復變函數通解
參考文獻

第2章 邊緣裂紋二維應力強度因子的解析——變分解法
2．1 各嚮同性材料邊緣裂紋平麵問題解法
2．2 各嚮異性材料邊緣裂紋平麵問題解法
2．3 邊緣裂紋反平麵問題解法
2．4 復連通域邊緣裂紋平麵問題解法
附錄2A各嚮異性邊緣裂紋平麵問題角分布函數在各嚮同性情況下的推廣
參考文獻

第3章 內部與邊緣裂紋二維應力強度因子的解析——廣義變分解法
3．1 以單區廣義變分原理為基礎的解法——結構對稱內部裂紋情況
3．2 以多區廣義變分原理為基礎的解法——結構非對稱內部裂紋情況
3．3 反對稱情況”
3．4 結構對稱與非對稱雙側邊緣裂紋情況
參考文獻

第4章 各嚮同性材料內部裂紋二維應力強度因子的解析——變分解法
4．1 各嚮同性材料平麵問題內部裂紋情況的一般錶達式
4．2 直綫裂紋情況——泰勒級數展開式
4．3 孔邊單側裂紋情況——洛朗級數展開式
4．4 孔邊雙側不等長裂紋情況
參考文獻

第5章 各嚮異性材料內部裂紋二維應力強度因子的解析——變分解法
5．1 單塊平闆孔邊裂紋情況的一般錶達式
5．2 單塊平闆孔邊裂紋情況的解析——變分解法
5．3 單塊平闆孔邊裂紋情況的數值結果
5．4 加勁平闆孔邊裂紋情況的一般錶達式
5．5 加勁平闆孔邊裂紋情況的解析——變分解法
5．6 加勁平闆孔邊裂紋情況的數值結果
參考文獻

第6章 層闆層間分層二維應力強度因子的解析——變分解法
6．1 兩種各嚮同性材料層闆層間裂紋問題解析——變分解法
6．2 兩種各嚮同性材料層闆層間裂紋問題的解析——廣義變分解法
6．3 對稱正交鋪層復閤材料層闆分層問題的解析——廣義變分解法
6．4 對稱斜交鋪層復閤材料層闆在反平麵變形情況下分層問題的解析——廣義變分解法
6．5 對稱斜交鋪層復閤材料層闆在平麵變形情況下分層問題的解析——廣義變分解法
6．6 復閤材料層閤梁在橫嚮載荷作用下分層問題的解析——廣義變分解法
6．7 振蕩奇異性與小範圍接觸的研究
參考文獻

第7章 三維有限大含裂紋體應力強度因子的變分——交替解法
7．1 解題方法
7．2 承受任意麵力的含深埋橢圓裂紋無阻大體的解析解法迴顧
7．3 承受任意麵力的無裂紋三維有限大體的函數變量變分解法——解析變分解法
7．4 數值計算結果
參考文獻

第8章 含裂紋三維彈性體角點應力奇異性分析的函數變量位移解法——解析變分解法8．1 三維彈性力學的含參量函數變量位移解法
8．2 對稱與反對稱情況下局部應力場分析
8．3 邊界條件——變分解法
8．4 結果討論
參考文獻

前言/序言

　　斷裂力學是研究含裂紋構件強度與壽命的一門固體力學新分支，是結構損傷容限設計的理論基礎。斷裂力學可分為綫彈性斷裂力學與彈塑性斷裂力學兩大類彆，前者適用於裂紋尖端附近小範圍屈服的情況；後者適用於裂紋尖端附近大範圍屈服的情況。就目前情況而言，彈塑性斷裂力學發展很快，但是綫彈性斷裂力學在結構損傷容限設計中仍居重要地位。
　　在綫彈性斷裂力學中，最重要的力學參量是應力強度因子，它是裂紋擴展的驅動力，控製著裂紋尖端附近的應力場與位移場。因此，應力強度因子可以用於預估含裂紋結構在單調載荷作用下的剩餘強度以及在重復載荷作用下的剩餘壽命，作為結構與機械損傷容限設計基礎。
　　目前，確定應力強度因子的方法大體可以分為解析法與數值法兩大類。解析法的優點是所需的計算工作少；數值法的優點是所能解決的問題多。而前者的缺點是所能解決的問題少；後者的缺點是所需的計算工作多。
　　本書目的在於介紹作者及其閤作者在應力強度因子解法方麵所取得的研究成果。此成果獲國傢級科技進步三等奬，曾成功地用於“殲十”前翼耐久性設計，使該部件重量減輕10kg。其部分係統結果為本書上下冊大量采用。
　　本書第1章至第8章介紹確定含裂紋二維與三維有限大體應力強度因予的解析變分方法。這是一種半解析半數值方法，兼有解析法與數值法的優點而剋服瞭它們各自的缺點，即所需計算工作少而所能解決的問題多。當然，邊界配置法與邊界元素法也屬於半解析半數值方法，但前者不能解決三維問題，而後者所需機時約比本方法所需機時大一個數量級。
　　本書第9章至第16章介紹確定含裂紋三維有限大體應力強度因子的能量差率封閉解法。這個方法的優點錶現在它可以充分利用已有的二維應力強度因子結果確定三維應力強度因子。特彆是這個方法是一種封閉解法，具有解析方法的優點，非常節省機時。由本方法所得結果與由有限元法所得結果的差彆在工程允許範圍之內，但本方法的計算工作量約為有限元法的韆分之一到萬分之一的數量級。
　　本書第17章至第21章介紹應力強度因子的廣義剛度導數解法與廣義守恒積分解法，它們發展瞭已有的剛度導數解法與守恒積分解法，拓寬瞭這兩種解法的應用範圍。
　　本書上、下兩冊分彆介紹第1至8章與第9至21章內容。
　　書中如有不當之處，敬請讀者批評與指正。

好的，這是一份關於您提供的書名（《斷裂力學中應力強度因子的解法（上冊）》）之外的其他圖書的詳細簡介。 --- 經典力學與結構分析專題係列：《結構動力學導論與基礎理論》 第一捲：基礎理論與模態分析 圖書簡介 本書是一本深入淺齣、全麵係統介紹結構動力學基礎理論與應用方法的專著。它旨在為結構工程、土木工程、機械工程及相關領域的學生、研究人員和工程技術人員提供一個堅實的理論框架和實用的分析工具。本書的編寫嚴格遵循從基礎概念到復雜分析的邏輯遞進路綫，內容詳實，配圖豐富，力求將抽象的動力學原理轉化為清晰可感的工程問題求解路徑。 核心內容概述 第一部分：動力學基礎與自由振動分析 本部分首先係統迴顧瞭經典力學中的基本概念，如自由度、剛度、阻尼、慣性力等，為引入動力學分析奠定基礎。 單自由度係統（SDOF）的分析： 詳細闡述瞭無阻尼和有阻尼係統的自由振動響應，包括特徵方程的建立、固有頻率與模態的確定。重點討論瞭對任意激勵下的響應求解方法，特彆是數值積分方法的應用。 多自由度係統（MDOF）的理論構建： 引入瞭質量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的建立過程。深入探討瞭基於牛頓第二定律和拉格朗日方程的運動微分方程推導。 模態分析與解耦： 核心內容聚焦於特徵值問題的求解，即係統模態（特徵嚮量）和固有頻率（特徵值）的計算。詳細介紹瞭模態疊加法的基礎，展示瞭如何通過坐標變換將耦閤的二階常微分方程組轉化為一組獨立的單自由度方程進行求解，這是結構動力學分析的基石。 第二部分：綫彈性結構的時域響應 本部分將理論分析延伸至實際外部激勵下的結構響應預測。 周期性與瞬態激勵： 詳細分析瞭簡諧激勵下的穩態響應，包括共振現象的發生條件與抑製方法。對於瞬態載荷（如衝擊、地震動），本書側重於積分求解法的應用，特彆是中心差分法和Newmark-$eta$法等數值方法的詳細推導、穩定性和收斂性分析。 輸入能量與響應傳遞： 引入瞭結構對輸入能量的響應概念，討論瞭峰值響應的預測和結構設計中的動態放大係數。 第三部分：響應譜方法與地震工程初步 本部分麵嚮工程實際需求，介紹瞭用於快速評估地震響應的近似分析方法。 響應譜的構建與應用： 詳細解釋瞭反應譜（Response Spectrum）的物理意義，包括其生成過程和在結構分析中的應用規範。重點討論瞭如何利用譜值直接計算結構的最大可能反應，而無需進行完整的時間步積分。 模態疊加譜分析法： 闡述瞭如何將模態分析的結果與反應譜結閤，計算多自由度係統的最大樓層剪力、彎矩和位移。同時，比較瞭CQC法（Complete Quadratic Combination）和SRSS法（Square Root of Sum of Squares）在組閤不同模態響應時的適用性與精度差異。 第四部分：非綫性動力學基礎 雖然本書主要聚焦於綫性係統，但本部分為後續的更高級研究打下基礎。 基本非綫性概念： 簡要介紹瞭材料非綫性和幾何非綫性對動力響應的影響，特彆是屈服後結構的能量耗散機製。 滯後阻尼與結構耗能： 對粘滯阻尼之外的結構阻尼模型（如Hysteretic Damping）進行瞭初步探討，強調其在描述結構損傷和能量損失中的作用。 本書特點 1. 理論的嚴謹性與工程的實用性並重： 每部分理論推導清晰，並配有大量的工程算例，確保讀者能夠將所學知識直接應用於實際工程問題的求解。 2. 豐富的圖示與對比分析： 包含大量概念圖、計算流程圖和不同方法間的對比錶格，極大地增強瞭學習的直觀性。 3. 軟件應用導嚮： 在講解數值方法時，會穿插提及主流有限元軟件（如ABAQUS/ANSYS）中相應模塊的設置要點，幫助讀者實現理論與軟件操作的無縫對接。 目標讀者 土木、結構、機械、航空航天等領域的高年級本科生、研究生、從事結構設計與評估的工程師、以及希望係統學習動力學理論的研究人員。 --- 《先進材料的力學行為與本構模型研究》 第二捲：材料本構理論與實驗錶徵 圖書簡介 本書聚焦於現代工程中廣泛應用的新型和高性能材料，如先進復閤材料、高熵閤金、超材料以及功能梯度材料等。它深入剖析瞭這些材料在復雜載荷條件下的微觀結構-宏觀力學行為的內在聯係，並係統地介紹瞭描述這些復雜行為所需的高級本構理論和實驗錶徵技術。本書旨在填補傳統材料力學教材在描述先進材料復雜本構關係上的不足，為材料設計、失效分析和先進結構優化提供理論支撐。 核心內容概述 第一部分：先進材料的微觀結構與宏觀響應 本部分首先建立對新型材料特殊力學性能來源的認識。 復閤材料的本構描述： 詳細介紹瞭層閤闆理論（Classical Lamination Theory, CLT）和分層殼理論（First Order Shear Deformation Theory, FSDT）。重點討論瞭縴維增強復閤材料的各嚮異性彈性矩陣的構建與分析，包括對界麵剪切效應的考慮。 超材料與結構化材料： 探討瞭通過設計材料的微結構（如晶格結構、點陣結構）來獲得傳統材料所不具備的宏觀力學性能（如負泊鬆比、負質量密度）。引入瞭有效介質理論（Effective Medium Theory）來錶徵這些結構的力學響應。 粘彈性與粘塑性： 針對高分子材料和一些金屬在特定溫度下的行為，深入研究瞭粘彈性材料的鬆弛函數和蠕變柔量，並介紹瞭經典的Prony級數展開法。在粘塑性方麵，重點討論瞭Perzyna模型和Schapery模型的應用。 第二部分：高級本構模型理論 本部分是本書的理論核心，專注於描述材料在非綫性、損傷和多場耦閤條件下的行為。 塑性理論進階： 詳細闡述瞭基於運動硬化的強化模型（如隨動硬化與包辛格效應）和基於等效塑性應變演化的各嚮同性強化模型。重點引入瞭廠牌塑性模型（Hill's Yield Criteria）及其在金屬塑性分析中的應用。 損傷力學模型： 引入瞭連續介質損傷力學（CDM）的概念，特彆是等效裂紋概念。詳細推導瞭基於能量釋放率的遲滯損傷模型，用於描述材料在循環載荷下的纍積損傷和剛度退化。 熱塑性與熱力耦閤： 討論瞭材料的溫度對其力學性能的顯著影響。係統介紹瞭熱彈性與熱塑性耦閤本構模型的建立，包括熱膨脹係數的確定和熱鬆弛效應的數學描述。 第三部分：實驗錶徵與參數辨識 理論模型的有效性依賴於準確的實驗數據和可靠的參數辨識。 先進的實驗技術： 介紹瞭如數字圖像相關（DIC）技術在測量全場應變分布中的應用，以及高速拉伸/壓縮試驗在捕捉動態材料行為中的關鍵作用。 本構參數的逆嚮工程： 詳細闡述瞭如何利用有限元仿真和實驗數據進行參數辨識（Parameter Identification）。討論瞭全局優化算法在求解復雜本構模型參數集中的應用，包括遺傳算法和粒子群優化算法的原理與實施。 動態載荷下的材料測試： 探討瞭霍普金森杆（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）技術在獲取材料高應變率下的力學參數（如動態屈服強度、韌性）時的誤差來源與修正方法。 本書特點 1. 跨學科視角： 整閤瞭材料科學、固體力學和計算方法，為多物理場問題提供統一的分析框架。 2. 深度與廣度兼顧： 既有對經典本構理論的深入剖析，也覆蓋瞭前沿的超材料和損傷模型，適閤作為研究生進階課程教材。 3. 計算實現側重： 許多章節的推導直接導嚮有限元代碼的實現，例如對非綫性迭代過程的數值穩定處理，有助於讀者開發自己的材料子程序（UMAT/VUMAT）。 目標讀者 材料學、固體力學、結構工程、航空航天工程等領域的研究生、博士後及高級工程師。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的難度確實不低，它更像是為已經有一定基礎的研究生或資深工程師準備的“進階指南”。作者的行文風格非常凝練，甚至有些“惜墨如金”，很多中間的推導步驟需要讀者自己去補充和思考。這既是優點也是挑戰——它迫使你必須主動地參與到知識的構建過程中去。我特彆喜歡其中對邊界條件處理的章節，作者用一係列精妙的算例展示瞭如何應對現實工程中那些棘手的非理想情況。這本書最大的價值在於培養讀者的批判性思維，它不隻是教你怎麼算，更重要的是教你思考“為什麼這樣算”。每讀完一個章節，都感覺自己的思維韌性得到瞭極大的鍛煉。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大震撼在於其對“不確定性”的係統性處理。在很多工程應用中，我們往往追求一個精確的答案，但作者卻花瞭大量篇幅去探討在信息不完全或係統內在隨機性存在的情況下，如何做齣最優決策。關於概率論在物理建模中的應用，以及如何量化誤差傳播的討論，簡直是教科書級彆的範例。我感覺自己仿佛置身於一個嚴謹的學術研討會中，作者作為主講人，條理清晰地引導我們穿越復雜的概率空間。對於從事前沿技術研發的人來說，這本書提供的不僅僅是工具，更是一種處理復雜問題的哲學指導方針。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先感受到的是作者對細節的極緻追求。對於每一個物理模型的建立，他都進行瞭詳盡的背景介紹和假設前提的審視，確保瞭理論的完備性。特彆是書中關於材料科學與微觀結構相互作用的章節，展現瞭作者深厚的跨學科功底。那些精細的數值模擬結果和實驗數據的對比分析，使得理論不再是空中樓閣，而是與現實世界緊密相連。我曾經花瞭數周時間去消化其中關於晶體塑性變形的章節，那種步步為營的講解方式，極大地提高瞭我的自學能力。這本書的排版和圖示設計也十分齣色，復雜的數學錶達式被清晰地呈現，大大降低瞭閱讀的疲勞感，實為理工科學習者案頭必備的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這部作品的敘事結構非常獨特，它采用瞭一種“從現象到本質，再迴到應用”的螺鏇式上升結構。開篇就提齣瞭一個看似無解的宏大難題，然後逐步引入所需的數學工具和物理概念，最終將所有綫索匯集到對初始問題的深刻洞察上。這種寫作手法極大地激發瞭讀者的好奇心和求知欲。我在閱讀過程中，不斷被作者的巧妙設計所吸引，每一次的“頓悟”都伴隨著翻頁的衝動。這本書的價值，在於它成功地架起瞭基礎理論與尖端應用之間的鴻溝，為我未來的研究方嚮指明瞭一條清晰且充滿挑戰的道路。

評分☆☆☆☆☆

這本理論物理學的經典著作，深入淺齣地剖析瞭宏觀世界中的能量轉換機製，尤其是在非綫性係統中的錶現。作者以極其嚴謹的數學推導為基礎，構建瞭一個宏大的理論框架，將熱力學、流體力學與電磁學巧妙地融閤在一起。書中關於非平衡態熱力學的討論，為理解復雜係統的演化提供瞭全新的視角。我特彆欣賞作者在闡述復雜概念時所展現齣的清晰邏輯，那些層層遞進的論證過程，仿佛帶領讀者進行瞭一場思想的探險。它不僅僅是教科書，更像是一部哲學著作，讓人在學習具體公式的同時，反思物理世界的本質。讀完後，我對物理學的理解達到瞭一個新的高度，那些原本晦澀難懂的現象，現在都變得豁然開朗。