高等断裂力学/现代力学丛书 [Advanced Fracture Mechanics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王自强，陈少华 著

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• 断裂力学
• 固体力学
• 材料力学
• 工程力学
• 现代力学
• 高等教育
• 专业教材
• 力学分析
• 结构完整性
• 失效分析

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030230355

版次：1

商品编码：12242462

包装：平装

丛书名： 现代力学丛书

外文名称：Advanced Fracture Mechanics

开本：16开

出版时间：2009-03-01

用纸：胶版纸

页数：370

字数：466000

正文语种：中文

内容简介

　　《高等断裂力学/现代力学丛书》系统论述断裂力学的基本概念、理论基础、力学原理、分析方法以及断裂力学的实验测定和工程应用。深入阐明了断裂力学各个重要发展阶段的新颖学术思想和原创性工作，同时融会贯通地介绍了国内学者在作者熟悉的若干领域内的创造性贡献
　　《高等断裂力学/现代力学丛书》共14章。第1章介绍断裂力学的历史背景和发展脉络；第2-5章介绍线弹性断裂力学；第6-8章论述弹塑性断裂力学；第9及第10章分别介绍疲劳裂纹扩展和界面裂纹；第11-14章阐述裂纹体弹性动力学和裂纹动态扩展。

内页插图

目录

前言/序言

　　断裂力学作为工程科学的阆苑奇葩，不仅在固体力学界大放异彩，而且在工程结构可靠性分析和损伤容限设计，材料力学性能表征，固体缺陷和强度，应用数学，地震和地壳断裂以及地质力学等领域星光闪烁，引起了广泛的关注。
　　断裂力学的历史渊源可以追溯到Griffith在1921年和1924年的开创性工作。而现代断裂力学的发展源于Irwin和Orowan在1948年的著名工作。因此，断裂力学作为一门工程科学已经有了80多年的发展历史，其基本原理已经日臻成熟，而它的应用正在向广度和深度发展。
　　国内已有几十种断裂力学的著作，这些著作大体分为三类：第一类作为高等院校的教材，主要介绍断裂力学的理论基础和分析方法；第二类偏重断裂力学的工程应用，主要介绍断裂力学的基本原理，断裂机理和断裂准则等一般知识；第三类是断裂力学某个领域的专著，主要介绍该领域的原创性研究成果。
　　本书介绍了断裂力学的历史背景和发展脉络，对断裂力学的基本概念和理论基础、力学原理、分析方法以及断裂参量实验测定方法和工程应用作了系统论述，本书还对裂纹体的弹性动力学和裂纹动态扩展作了系统介绍。书中既关注了国外学者的重要工作也关注了国内学者的创造性贡献。
　　国内学者对断裂力学的创造性贡献是多方面的，限于篇幅，本书只介绍了作者熟悉的若干领域内国内学者的创造性贡献，关于国内学者在断裂力学其他领域的创造性贡献，感兴趣的读者可以参阅国内诸多断裂力学专著。
　　本书的第1～9章由王自强撰写，第10章由王自强和陈少华共同撰写，第11～14章由陈少华撰写。
　　本书出版得到中国科学院力学研究所《现代力学丛书》出版基金资助，在此表示深切的谢意。
　　本书出版还得到美国加州大学Riverside分校机械系的徐冠水教授的帮助和中国科学院力学研究所吴永礼研究员的帮助，徐冠水教授向我们提供了Griffith的经典文献，吴永礼研究员对本书进行了校核，在此一并表示深切的谢意。
　　本书的第一作者还要感谢冯秀艳博士采集和汇总了前9章的电子版插图。

《结构可靠性与断裂韧性：现代工程应用》 图书简介 本书系统深入地探讨了现代工程结构在复杂载荷条件和材料退化过程中的可靠性评估与断裂行为。全书内容紧密结合了理论力学、材料科学、概率论与数理统计等多个学科的最新研究成果，旨在为工程师、科研人员以及高年级本科生和研究生提供一套全面且实用的工具集，以应对日益严峻的结构安全挑战。 全书共分为八章，结构严谨，逻辑清晰，从宏观的工程可靠性框架构建，过渡到微观的材料损伤演化机制，最终落脚于实际工程问题的数值模拟与寿命预测。 第一章：工程结构可靠性基础 本章首先回顾了经典的可靠性理论，重点阐述了极限状态函数、概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）在工程评估中的应用。不同于传统的确定性设计方法，本章详细介绍了基于可靠性指标 $eta$ 的半概率方法（如First-Order Reliability Method, FORM）和更精确的二阶可靠性方法（Second-Order Reliability Method, SORM）。特别地，引入了荷载与抗力随机性的处理流程，包括输入参数的不确定性量化、灵敏度分析以及在有限样本情况下的参数估计技术。此外，还对比分析了基于可靠性指标的寿命预测模型与基于疲劳累积损伤的寿命预测方法的适用边界。 第二章：随机过程与结构响应分析 本章专注于在时变载荷作用下结构的随机动态响应分析。内容涵盖了平稳和非平稳随机过程的数学描述，如维纳过程和布朗运动在线性系统中的应用。重点讨论了随机振动理论，包括频域分析法和时域蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation, MCS）。为了提高计算效率，本章深入介绍了高斯平稳过程下的离散化方法和谱密度函数的估计技术。对于非线性结构系统，则引入了随机有限元（Stochastic Finite Element Method, SFEM）的基本框架，用以捕捉材料属性和几何参数随机性对整体结构刚度和动力特性的影响。 第三章：材料损伤演化与本构关系 材料的内在损伤是结构退化的核心驱动力。本章详细梳理了经典损伤力学模型，如连续介质损伤力学（Continuum Damage Mechanics, CDM），并引入了微观尺度的损伤演化规律。重点讨论了包含各向异性和耦合效应的损伤本构模型，例如基于弹塑性损伤的背应力（backstress）演化方程。针对复合材料和功能梯度材料（FGM），本章提出了修正的应力-应变关系，用以描述界面脱粘和基体微裂纹的协同作用。疲劳损伤的累积模型（如Miner法则的修正形式）在本章得到了详尽的分析，并探讨了应变梯度理论在描述材料尺寸效应中的潜力。 第四章：疲劳寿命评估与断裂萌生 疲劳是导致结构失效的首要原因。本章系统介绍了S-N曲线法、应变控制法以及线性疲劳累积损伤理论。关键内容集中在裂纹萌生的预测，特别是高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的交界区域。本章详细讨论了基于表面能量和局部应变梯度的疲劳裂纹起始判据。针对不同载荷模式（如旋转弯曲、轴向拉伸和扭转耦合）下的疲劳累积模型进行了细致的数学推导和工程案例验证。 第五章：弹塑性断裂力学进阶 本章超越了标准的线弹性断裂力学范畴，深入探讨了材料屈服后裂纹尖端的塑性区效应。核心内容聚焦于J积分理论的推广应用，包括在小挠度与大挠度条件下的等效J积分计算。弹性载荷重分配（Load Redistribution）对裂纹扩展稳定性的影响在本章得到了详细阐述。针对韧性材料，塑性应变梯度理论（Plastic Strain Gradient Theory）被引入，以精确描述裂尖应力场的奇异性。此外，还讨论了裂纹尖端张开位移（Crack Tip Opening Displacement, CTOD）的修正模型及其在焊缝和热影响区（HAZ）中的应用。 第六章：高可靠性设计与寿命优化 可靠性设计不再是事后验证，而是贯穿于设计全过程。本章阐述了目标可靠性指标的设定原则，并重点介绍了基于性能函数的反问题求解技术，即如何根据预定的可靠度水平反推所需的材料参数和几何尺寸。内容涉及故障树分析（Fault Tree Analysis, FTA）和事件树分析（Event Tree Analysis, ETA）在系统级失效模式识别中的应用。本章还介绍了基于寿命预测的维修策略优化，包括最优定期维护和基于状态的预防性维护（Condition-Based Maintenance, CBM）的决策模型。 第七章：数值模拟与软件实现 现代工程分析严重依赖于高效的数值方法。本章集中于如何将前述理论转化为可操作的计算工具。详细介绍了扩展有限元法（XFEM）在处理无网格重划分的裂纹扩展问题中的优势，以及内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）在模拟界面粘结和裂纹闭合现象中的参数标定方法。针对随机性问题，本章提供了高效的随机有限元（SFEM）的求解流程，包括随机场模拟技术（如谱法和位移驱动法）和高斯积分点的选择策略。 第八章：先进结构评估案例研究 本章通过多个工业实例，展示了理论与方法的综合应用。案例涵盖了高压管道的腐蚀疲劳评估、航空发动机叶片的剩余寿命预测以及核反应堆压力容器的应力腐蚀开裂（SCC）风险评估。每个案例都遵循“模型建立—参数辨识—可靠性计算—优化建议”的完整流程，旨在为读者提供解决实际工程难题的清晰路径和量化工具。特别关注了温度、环境腐蚀与机械载荷的耦合作用对结构耐久性的综合影响。 本书的编写风格力求严谨精确，避免冗余的描述，侧重于方法论的深度挖掘和工程实用性，旨在成为结构完整性与可靠性领域的重要参考资料。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书的时候，一股浓厚的学术气息扑面而来。从封面设计到内页排版，都透着一股精雕细琢的专业感，让人一看就知道是经过精心打磨的学术著作。我翻阅了几页，发现其中的数学推导严谨而系统，逻辑清晰，层次分明。作者在阐述概念时，总是能够恰当地引用前人的研究成果，并在此基础上进行延伸和发展，展现了深厚的学术功底。我特别欣赏它在引入新概念时，都会给出清晰的定义和物理意义的解释，这对于像我这样需要快速掌握核心概念的学习者来说，无疑是极大的便利。即使是对于一些复杂的模型和理论，作者也能够通过巧妙的组织和编排，使得读者在理解上不会感到过于突兀。这本书给我一种“站在巨人的肩膀上”的感觉，让我能够更高效地吸收和理解前沿的力学知识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学史有着浓厚兴趣的爱好者，我一直对那些看似微不足道但却对人类文明进程产生深远影响的理论感到着迷。这本书的出现，让我有机会深入了解“断裂力学”这个在现代工程和材料科学中扮演着至关重要角色的学科。我惊叹于科学家们如何从宏观的实验现象出发，逐步构建出如此精妙的理论体系，并最终能够预测和控制材料的失效行为。书中的历史回顾部分，让我看到了这个学科发展的曲折历程，以及那些伟大的科学家们是如何在挑战中不断突破的。它不仅仅是一本关于力学理论的书，更是一部关于人类智慧和探索精神的赞歌。我从中不仅学到了知识，更感受到了科学的魅力和其背后所蕴含的深刻哲理，让我对科学的敬畏之心油然而生。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在工程实践一线工作的工程师，平日里接触到最多的还是工程应用的具体案例。这本书的出现，对我来说就像是一把开启了新世界大门的钥匙。我一直对材料在承受外力时所表现出的复杂行为感到好奇，尤其是那些在我们日常可见的结构中隐藏的潜在风险。这本书的出现，让我有机会从更根本的理论层面去理解这些现象。虽然我没有时间去深入研究每一个公式和推导，但我发现书中的一些章节，比如关于裂纹扩展的机理和影响因素的分析，与我日常遇到的工程难题有着惊人的契合度。它提供了一个强大的理论框架，让我能够更清晰地认识到问题产生的根源，并为寻找更有效的解决方案提供了思路。我把它当作一本“工具书”来使用，在遇到具体问题时，能够快速定位到相关的理论知识，从而更准确地评估风险，优化设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，厚实的封面纸张，烫金的书名在光线下闪烁着专业的光泽，边缘的圆角处理也显得十分用心，拿在手里就能感受到沉甸甸的学术分量。我是在书店里偶然翻到的，第一眼就被它严谨而不失现代感的排版所吸引。打开书页，字迹清晰，排版疏朗，大量图表和公式的穿插更是恰到好处，使得原本可能枯燥的理论知识变得生动直观。我尤其欣赏它在细节上的打磨，无论是索引的详尽程度，还是参考文献的引用规范，都体现了作者和出版社极高的专业素养。作为一名在相关领域摸索多年的研究者，我深知一本好的教材或参考书，除了内容本身的深度，其呈现方式同样至关重要。这本书在这方面做得非常出色，让人在阅读过程中能够心无旁骛地沉浸在知识的海洋中。它的存在，无疑为我的学术研究注入了一股新的活力，让我对深入探索更复杂、更精妙的力学问题充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

对于我这个非专业背景但对科学知识有着强烈好奇心的读者来说，这本书无疑是一次充满挑战但也极为 rewarding 的阅读体验。我最初被它深邃的标题所吸引，虽然很多公式和推导我无法完全理解，但我能感受到其中蕴含的严谨逻辑和科学美感。作者似乎非常擅长将抽象的概念具象化，通过大量的插图和例证，即使是那些我初次接触的理论，也能在脑海中勾勒出大致的轮廓。我尤其喜欢它对于一些经典问题的溯源和探讨，仿佛在阅读一部力学思想的发展史。虽然有时会因为理解上的障碍而需要反复查阅资料，但每一次的突破都带来巨大的成就感。这本书没有给我一种“灌输”的感觉，而是更像一位循循善诱的导师，引导我一步步去探索未知。它激发了我对微观世界和材料行为的更深层次的思考，让我开始用一种全新的视角去观察周遭的世界。