疲劳与断裂力学
疲劳与断裂力学
5000+ 人选课
更新日期:2025/04/02
开课时间2025/03/03 - 2025/06/30
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
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
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
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
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
4.3S-N曲线和P-S-N曲线的拟合
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
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
弹塑性断裂力学
7.1裂纹尖端张开位移理论
7.2J积分理论
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
8.48.5影响疲劳裂纹扩展的若干因素
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