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第一章 引论1

1.1 材料的变形、损伤与破坏1

1.2 损伤变量4

1.3 等效性假设8

1.3.1 载荷等效性假设8

1.3.2 应变等效性假设9

1.3.3 应力等效性假设10

1.3.4 弹性能等效性假设11

1.3.5 3维情况12

1.4 热力学分析方法14

1.4.1 热力学定律14

1.4.2 状态方程15

1.4.3 演变方程18

第二章 弹脆性损伤的一般理论20

2.1 基本方程20

2.1.1 状态方程20

2.1.2 率方程21

2.1.3 余自由能密度23

2.1.4 耗散势24

2.2 广义弹脆性本构关系26

2.2.1 全量型本构关系26

2.2.2 损伤扩展力28

2.2.3 增量型本构关系28

2.3.1 2阶连续性张量30

2.3 损伤张量30

2.3.2 2阶损伤度张量31

2.3.3 损伤张量主值32

2.4 有效弹性张量34

2.5 损伤扩展力张量38

2.5.1 物理含义38

2.5.2 应变空间表达式39

2.5.3 应力空间表达式43

2.5.4 损伤扩展力主值43

2.6 张量的标量值函数44

2.6.1 受损正交异性材料45

2.6.3 损伤扩展力48

2.6.2 平面应变情况48

2.6.4 率方程49

2.7 矢量损伤模型51

2.7.1 自由能密度函数52

2.7.2 损伤的局部坐标系53

2.7.3 损伤演变方程55

2.7.4 增量型关系56

2.8 微结构损伤模型57

2.8.1 损伤模型58

2.8.2 讨论59

3.1.1 等效性假设61

3.1 各向同性损伤的表征61

第三章 各向同性弹脆性损伤理论61

3.1.2 双标量表示的损伤63

3.1.3 单标量表示的损伤67

3.2 损伤扩展力68

3.2.1 应变空间的表达式68

3.2.2 应力空间的表达式70

3.2.3 体变与形变损伤71

3.2.4 单标量情况72

3.3 准单侧效应74

3.4.1 1维情况77

3.4 损伤与破坏准则77

3.4.2 多维情况78

3.5 损伤演变方程79

3.5.1 Kachanov方程79

3.5.2 非均匀损伤场83

3.5.3 应变表示的损伤演变85

第四章 粘脆性损伤理论87

4.1 粘性蠕变断裂87

4.1.1 蠕变现象87

4.1.2 稳定蠕变理论88

4.1.3 强化蠕变理论89

4.1.4 其他蠕变理论90

4.2.1 小变形情况91

4.2 粘脆性断裂时间91

4.2.2 有限变形情况94

4.2.3 粘脆性断裂的界限95

4.2.4 第1阶段蠕变的影响97

4.3 脆性损伤对蠕变的作用99

4.3.1 简单模型99

4.3.2 Rabotnov模型99

4.3.3 有限变形情况102

4.4 粘脆性的大损伤问题104

4.4.1 大损伤的定义104

4.4.2 本构方程105

4.4.3 Broberg等的改进106

4.5.2 稳定蠕变方程109

4.5 复杂应力下粘脆性断裂109

4.5.1 损伤演变方程109

4.5.3 实例110

第五章 断裂发展过程114

5.1 断裂发展方程114

5.1.1 断裂前沿发展速度方程114

5.1.2 断裂发展方程115

5.2 弯曲梁的断裂发展116

5.2.1 纯弯曲梁116

5.2.2 3点弯曲梁119

5.3 受扭圆轴的断裂发展120

5.4 应力腐蚀下圆轴的断裂发展122

5.5 内压厚壁圆简的损伤-断裂发展126

5.6 受拉板的热粘脆性损伤-断裂发展130

第六章 弹塑性损伤理论135

6.1 热力学方程135

6.1.1 状态方程135

6.1.2 耗散方程137

6.2 幂硬化材料的损伤139

6.3 全塑性材料的损伤142

6.3.1 理论分析142

6.3.2 实例145

6.4.1 热力学分析147

6.4 应变基损伤模型147

6.4.2 损伤特征149

6.4.3 弹性损伤本构关系150

6.4.4 弹塑性损伤本构关系151

6.5 应力基损伤模型153

6.5.1 热力学分析153

6.5.2 损伤特征155

6.5.3 弹性损伤本构关系156

6.5.4 弹塑性损伤本构关系157

6.6 弹塑性蠕变损伤模型158

6.6.1 本构关系159

6.6.2 弹塑性蠕变问题161

6.7.1 塑性损伤耗散势164

6.7 各向异性弹塑性损伤模型165

6.7.2 塑性本构关系166

6.7.3 损伤本构关系169

第七章 疲劳损伤理论171

7.1 疲劳与疲劳累积理论171

7.1.1 疲劳的力学参量171

7.1.2 疲劳问题的分类173

7.1.3 疲劳累积理论176

7.2 高周疲劳损伤力学模型179

7.2.1 基于微塑性分析的模型179

7.2.2 Chaboche模型182

7.3.1 低周疲劳的经典模型185

7.3 低周疲劳损伤力学模型185

7.3.2 基于弹塑性损伤分析的模型186

7.3.3 加载频率相关的模型189

7.3.4 Chaboche 模型190

7.4 循环加载下的脆性损伤191

7.4.1 基本方法191

7.4.2 旋转弯曲疲劳193

7.5 复合材料疲劳损伤模型195

7.5.1 模量下降模型195

7.5.2 剩余强度模型197

7.5.3 剩余应变强度模型198

7.6 宏、微观结合模型201

7.7.1 线性累积法204

7.7 疲劳损伤与蠕变损伤的耦合204

7.7.2 非线性累积法206

第八章 细观损伤力学理论209

8.1 特征应变概念与理论209

8.1.1 特征应变定义209

8.1.2 弹性力学基本方程209

8.1.3 问题的解210

8.2 弹性夹杂213

8.2.1 夹杂引起的弹性场213

8.2.2 Eshelby解214

8.2.3 等效夹杂法218

8.3.1 宏观平均分析219

8.3 随机分布的夹杂问题219

8.3.2 自洽法221

8.3.3 随机分布微缺陷223

8.4 广义自洽法227

8.5 3维问题233

8.5.1 随机分布的圆裂纹233

8.5.2 能量分析法235

8.6 细观损伤过程238

8.6.1 各向异性模型238

8.6.2 2维问题241

8.6.3 过程动力学245

9.1.1 实验研究248

9.1 受弯正交异性梁的损伤发展248

第九章 损伤理论应用与参数测量248

9.1.2 损伤演变方程250

9.1.3 弯曲损伤演变方程253

9.2 正交异性板的粘弹性损伤试验与分析255

9.2.1 基本力学性能256

9.2.2 应变率方程257

9.2.3 耗散势259

9.3 正交异性板损伤场发展的数值分析260

9.3.1 有限元法261

9.3.2 损伤场及其演变262

9.4.1 动力学方程264

9.4 冲击下层合结构损伤的计算机模拟264

9.4.2 动量守恒与接触处理267

9.4.3 开裂准则269

9.4.4 计算实例270

9.5 损伤参数的测量274

9.5.1 弹脆性损伤274

9.5.2 弹塑性损伤276

9.5.3 蠕变损伤279

9.5.4 疲劳损伤280

9.6 受损过程参量场的测试282

9.6.1 云纹干涉法的基本原理282

9.6.2 实例283

参考文献287