疲劳与断裂力学
疲劳与断裂力学
1000+ 人选课
更新日期:2024/12/02
开课时间2024/09/09 - 2024/12/31
课程周期17 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

  疲劳与断裂力学是力学专业和机械及相关专业的一门专业课。课程目标是帮助学生获得疲劳与断裂破坏的基本概念、破坏机理、基本规律等知识,了解现代结构疲劳、断裂控制设计的基本原理与方法。具体目标为:1.对疲劳问题的基本概念和基本分析方法有明确的认识;掌握金属材料疲劳寿命分析的基本方法和基本理论,具备简单疲劳失效寿命预测和结构抗疲劳设计能力; 2.了解金属材料基本疲劳寿命曲线S-N和ε-N曲线的实验获取方法; 3.对断裂力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识;掌握处理断裂力学问题的基本方法,具备解决简单断裂问题的能力; 4.了解KIC、JIC和疲劳裂纹扩展速率的测试原理和方法。

   课程团队在材料和结构的疲劳断裂方面有着大量的工程实践经验,在课程中加强对科研成果的搜集和整理,及时纳入课程教学,以体现学科的最新发展近况和趋势。在内容上突出最新的科研成果及其与工程实际的结合,引入了疲劳分析与断裂力学的研究新发展和工程实例;在表现形式上,结合二维码技术,书中加入了疲劳性能与断裂力学行为的案例资料,增大了信息容量,提高了内容的可读性和扩展性,体现了面向学科前沿、面向工程实例的特色。

课程大纲

第一章 绪论

§1-1 引言 §1-2 疲劳的基本知识 §1-3 断裂力学的基本知识

§1-4 构件抗疲劳设计的方法 §1-5 疲劳破坏的机理

第一章 绪论作业

第二章 材料的循环变形及恒幅疲劳

§2-1 循环载荷的表征 §2-2 材料的应力-应变响应

§2-3 高周疲劳S-N 曲线 §2-4 低周疲劳e-N 曲线 §2-5 影响疲劳的一些因素

第二章作业

第三章 损伤累积理论和变幅疲劳分析

§3-1 变幅载荷谱及循环计数法 §3-2 线性疲劳损伤累积理论

§3-3 随机载荷下的应力-应变响应

第三章作业

第四章 材料的疲劳试验

4.1 材料疲劳试验方法

4.2 疲劳试验数据的统计分析

4.3 S-N曲线和P-S-N曲线的拟合

第四章作业

第五章 结构疲劳分析基础

5.1 缺口效应 5.2 名义应力法

5.3 局部应力应变法 5.4 有限元疲劳分析方法

第五章作业

第六章 线弹性断裂力学

6-1 裂纹的种类

6-2 能量理论

6-3 裂纹尖端应力场和应力强度因子

6-4 基于应力强度因子的断裂判据

6-5 埋藏和表面裂纹的应力强度因子

第六章作业

第七章 弹塑性断裂力学

7-1 裂纹尖端张开位移理论

7-2 J积分理论

第七章作业

第八章 疲劳裂纹扩展

8.1 疲劳裂纹扩展机理 8.2 裂纹扩展速率

8-3 疲劳裂纹扩展寿命预测

8-4 8-5 影响疲劳裂纹扩展的若干因素

第八章作业

第九章 材料断裂性能测试

9-1 平面应变断裂韧度KIC测试

9-2 弹塑性断裂韧度裂JIC试验

9-3 疲劳裂纹扩展速率试验

第九章作业