目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 材料構(gòu)型力的起源 2
1.2 材料構(gòu)型力的現(xiàn)狀 3
第2章 材料構(gòu)型力的基本概念 9
2.1 Jk積分 9
2.1.1 Jk積分的基本概念 9
2.1.2 Jk積分的物理意義 10
2.1.3 Jk積分的路徑無關(guān)性 13
2.2 M積分 14
2.2.1 M積分的基本概念 14
2.2.2 M積分的物理意義 15
2.2.3 M積分的路徑無關(guān)性 18
2.3 L 積分 20
2.3.1 L積分的基本概念 20
2.3.2 L積分的物理意義 23
2.3.3 L積分的路徑無關(guān)性 25
2.4 材料構(gòu)型力的其他性質(zhì) 27
2.4.1 Jk積分的守恒定律 27
2.4.2 材料構(gòu)型力與坐標(biāo)系變化的關(guān)系 28
2.4.3 Jk積分、M積分和L積分的勢函數(shù)表達(dá)式 29
2.4.4 Jk積分、M積分、L積分與Bueckner功共軛積分 30
第3章 材料構(gòu)型力的數(shù)值計算方法 35
3.1 材料構(gòu)型力的數(shù)值實現(xiàn)方法 35
3.1.1 Jk積分的數(shù)值實現(xiàn)方法 35
3.1.2 M積分的數(shù)值實現(xiàn)方法 37
3.1.3 L 積分的數(shù)值實現(xiàn)方法 38
3.2 基于ABAQUS平臺的材料構(gòu)型力數(shù)值計算 38
3.3 基于ANSYS平臺的材料構(gòu)型力數(shù)值計算 42
3.3.1 Jk積分的APDL命令流 43
3.3.2 M積分的APDL命令流 45
3.3.3 L積分的APDL命令流 48
第4章 材料構(gòu)型力的實驗測量方法 53
4.1 Jk積分的實驗測量方法 53
4.1.1 J1積分的國家標(biāo)準(zhǔn)測量方法 53
4.1.2 Jk積分的DIC測量方法 55
4.2 M 積分的實驗測量方法 60
4.2.1 M積分的傳統(tǒng)測量方法 60
4.2.2 M積分的間接測量方法 62
4.2.3 M積分的DIC測量方法 63
第5章 材料構(gòu)型力在裂紋擴展中的應(yīng)用 74
5.1 J 積分?jǐn)嗔褱?zhǔn)則 74
5.2 Jk積分在復(fù)合型裂紋擴展中的應(yīng)用 75
5.2.1 基于Jk積分的復(fù)合型裂紋擴展準(zhǔn)則 75
5.2.2 基于Jk積分裂紋擴展的數(shù)值實現(xiàn)方法 76
5.3 Jk積分在線彈性復(fù)合型疲勞裂紋擴展中的應(yīng)用 88
5.3.1 基于Jk積分的復(fù)合型疲勞裂紋擴展模型 88
5.3.2 疲勞裂紋擴展數(shù)值計算方法 89
5.3.3 疲勞裂紋擴展數(shù)值模擬與結(jié)果討論 90
5.4 Jk 積分在復(fù)合型彈塑性疲勞裂紋擴展中的應(yīng)用 97
5.4.1 彈塑性材料的Jk積分 97
5.4.2 基于Jk積分的復(fù)合型彈塑性疲勞裂紋擴展模型 98
5.4.3 彈塑性疲勞裂紋實驗和數(shù)值模擬方法 99
5.4.4 彈塑性疲勞裂紋擴展結(jié)果 103
5.5 Jk積分在界面裂紋擴展中的應(yīng)用 111
5.5.1 界面裂紋的裂尖Jk積分 112
5.5.2 裂尖Jk積分的數(shù)值計算 114
5.5.3 修正的裂尖材料構(gòu)型力J2r 121
5.5.4 界面Jk積分的算例驗證 122
5.5.5 基于Jk積分的界面斷裂準(zhǔn)則 125
第6章 材料構(gòu)型力在多缺陷失效破壞中的應(yīng)用 128
6.1 基于Jk積分的夾雜相變材料失效或強化 128
6.1.1 基于Jk積分揭示裂紋和夾雜相的干涉效應(yīng) 129
6.1.2 顆粒/纖維復(fù)合材料的相變增韌機理 131
6.1.3 異質(zhì)夾雜與裂紋的干涉機理 136
6.2 基于M積分的脆性體中微裂紋聚合 138
6.2.1 微裂紋聚合有限元計算模型及結(jié)果分析 139
6.2.2 臨界M積分與兩條裂紋構(gòu)型的相關(guān)性 143
6.3 基于M積分的脆性體中孔洞聚合 144
6.3.1 孔洞聚合有限元計算模型及結(jié)果分析 144
6.3.2 臨界M積分與兩孔洞方位角的相關(guān)性 147
6.4 M積分與含夾雜/缺陷有效彈性模量的顯式關(guān)系 149
6.4.1 單向加載下的含夾雜M積分 149
6.4.2 復(fù)雜加載下的含夾雜M積分 153
6.4.3 M積分與含夾雜材料有效彈性模量的顯式關(guān)系 157
6.4.4 M積分與含多孔缺陷材料有效彈性模量的顯式關(guān)系 160
6.5 基于M積分的含復(fù)雜多缺陷材料的損傷評估 164
6.5.1 基于M積分等效的損傷評估方法 164
6.5.2 典型缺陷構(gòu)型損傷評估的數(shù)值算例分析 166
6.6 M 積分在含多缺陷材料疲勞失效中的應(yīng)用 170
6.6.1 基于M積分的含缺口彈塑性材料損傷標(biāo)定 170
6.6.2 基于M積分的含復(fù)雜多缺陷材料疲勞失效模型 172
6.6.3 含多缺陷材料疲勞失效實驗驗證及結(jié)果分析 174
6.7 基于M積分的黏塑性多裂紋問題研究 179
6.7.1 黏塑性材料本構(gòu)模型 180
6.7.2 基于M積分的黏塑性材料裂紋擴展分析 183
第7章 材料構(gòu)型力在損傷力學(xué)中的應(yīng)用 188
7.1 損傷模型 188
7.1.1 基于材料構(gòu)型力的損傷模型 188
7.1.2 材料構(gòu)型力損傷模型的數(shù)值實現(xiàn)與算例分析 195
7.2 腐蝕損傷模型 203
7.2.1 基于材料構(gòu)型力的腐蝕損傷模型 204
7.2.2 材料構(gòu)型力腐蝕損傷模型的數(shù)值算例分析 206
7.3 疲勞損傷累積模型 210
7.3.1 基于材料構(gòu)型力的疲勞損傷累積模型 211
7.3.2 材料構(gòu)型力疲勞損傷累積模型的數(shù)值實現(xiàn) 212
第8章 材料構(gòu)型力在納米缺陷材料失效分析中的應(yīng)用 220
8.1 M積分在含納米缺陷材料失效分析中的應(yīng)用 221
8.1.1 多納米孔洞彈性場 221
8.1.2 多納米孔洞干涉問題的M積分 228
8.2 雙態(tài)M積分在含納米缺陷材料失效分析中的應(yīng)用 233
8.2.1 納米尺度下雙態(tài)M積分基本理論 233
8.2.2 多納米孔洞的雙態(tài)M積分分析 236
第9章 材料構(gòu)型力在力電耦合材料失效分析中的應(yīng)用 242
9.1 壓電功能材料中的材料構(gòu)型力理論及應(yīng)用 242
9.1.1 壓電功能材料中的材料構(gòu)型力概念 242
9.1.2 材料構(gòu)型力在壓電功能材料裂紋-電疇干涉問題中的應(yīng)用 255
9.1.3 壓電功能材料中的材料構(gòu)型力與Bueckner 功共軛積分的關(guān)系 261
9.1.4 三維非線性多晶體中的材料構(gòu)型力理論 265
9.2 撓曲電材料中的材料構(gòu)型力理論及應(yīng)用 273
9.2.1 撓曲電材料中的材料構(gòu)型力概念 274
9.2.2 撓曲電材料的Ⅲ型裂紋分析 285
參考文獻(xiàn) 301