線彈性破壞力學基礎

本書所採用破壞力學的性格，限定於狹義的「材料力學」相等範圍。也就是說，在「材料力學」已知外力的基礎之下，求解構造物生成的應力與應變，此值對材料強度達到特性值，來討論此構造物的強度。同樣地，其中所採用的，假定龜裂存在的構造物強度，對應上述的應力與應變，來求解破壞力學的參數，與其他方法求解材料強度的特性值作一對比，來討論破壞。但是，此強度特性值如何被微觀機構決定，不進入討論材料強度論的範圍。強度論自體，在此與破壞力學幾乎可獨立討論，而且，明確區別注意不要混淆。

本書徹底將力學解說，材料假定是連續體，以數學方式作說明。相對地，破壞現象是複雜的物理現象，是否有數學手法的適用可能？此現象伴隨著支配的要因而異。本書中，為避免數學與物理的混同，第6章以前與第7章作切離，前者的部分解說視為重點。

線彈性破壞力學的基礎雖是彈性論，現狀上，對於龜裂的採用尚缺乏適當的入門書。因此，本書末的附錄，附加以龜裂為焦點的彈性論入門。因為數學算式較多，若是具備有大學中級程度的數學知識，第2章之後緊接著學習此附錄部分，再進入第3章，線性破壞力學的本質與適用限界將可容易理解。

線彈性破壞力學的手法，現在，因應必要的各種構造．強度規格也有採用之傾向，從事構造物的設計與保守之技術者，此分野的基礎知識是不可欠缺的。

岡村弘之

學經歷：1957年 東京大學工學院機械工程系畢業
1962年 工學博士、東京大學工學院講師
1963年 東京大學工學院助教授
1973年 東京大學工學院教授

譯者簡介

劉松柏 博士

現職：清雲科技大學機械系副教授
學歷：日本橫浜國立大學機械工學博士
日本國立大阪大學材料工學碩士
譯有：材料強度破壞學
破壞力學
平面顯示器技術與未來發展趨勢
複合材料的破壞與力學
彈．塑性力學基礎

1. 序論
1.1　線性破壞力學
1.2　線性破壞力學的採用特色
1.3　本書的構成

2. 龜裂前端附近的彈性變形狀態
2.1　缺口的應力集中
2.2　龜裂前端附近的獨立三個變形樣式
2.3　龜裂前端附近的應力以及位移的分布
2.4　應力強度因子
2.5　應力集中與應力強度因子的關係

3. 應力強度因子相關的基本事項
3.1　二次元問題的基本解析解
3-2　實用上重要的應力強度因子之範例
3.3　橢圓板狀龜裂
3.4　疊合原理及其應用
3.5　龜裂與缺口相關的相似則
3.6　應力強度因子的漸近特性

4. 能量與變形
4.1　應變能與位能
4.2　柔度與能量解放率
4.3　能量解放率與應力強度因子的關係
4.4　應力強度因子的實驗推定
4.5　能量解放率的積分表示與J積分

5. 龜裂前端的小規模降伏
5.1　小規模降伏狀態的線性破壞力學之適用
5.2　龜裂前端塑性域的修正
5.3　塑性域的平面應力以及平面應變狀態
5.4　龜裂前端的結合力模型
5.5　結合力模型的能量解放率

6. 變形與靜不定問題
6.1　多數外力作用的彈性體之變形與能量
6.2　伴隨龜裂進展的能量變化
6.3 由於龜裂存在變形的增加
6.4　具龜裂試材的變形例題
6.5　大變形時的非線性變形
6.6　缺口材的振動
6.7　假想荷重的位移計算
6.8　相互柔度的應力強度因子之實驗決定
6.9　靜不定結構物中的龜裂材之採用
6.10　伴隨龜裂成長的應力強度因子之變化
6.11　非線性變形的一般採用
6.12　具微細龜裂狀缺陷的材料變形

7. 線性破壞力學的工學應用
7.1　線性破壞力學的適用範圍
7.2　脆性破壞的發生條件
7.3　破壞韌性
7.4　龜裂的不安定成長與停止
7.5　由於疲勞的龜裂進展
7.6　龜裂進展受到環境的影響

附錄. 二次元龜裂的彈性論入門
A.1　二次元的彈性基礎式
A.2　Airy的應力函數
A.3　Goursat 的應力函數
A.4　Westergaard 的應力函數
A.5　有關應力函數的二，三的留意事項
A.6　扭轉的彈性論
A.7　承受均一應力無限板中的直線龜裂
A.8　龜裂前端近傍的應力．位移的一般解
A.9　應力函數與應力強度因子的關係
A.10　代表的解析之例

參與文獻
附表1　單位換算表
附表2　應力強度因子的資料1 — 二次元問題的基本解析解
附表3　應力強度因子的資料2 — 實用上重要的基本例