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1 绪论1

1.1 失效与失效学1

1.2 裂纹与裂纹学3

1.3 裂纹学的重要性5

1.4 裂纹学的主要内容6

2 裂纹萌生与扩展机理12

2.1 穿晶脆性裂纹12

2.1.1 断口特征12

2.1.2 包络线再生核模型17

2.1.3 穿晶脆性裂纹萌生及其扩展机理20

2.1.4 影响裂纹行为的因素25

2.2 穿晶延性裂纹28

2.2.1 断裂特征28

2.2.2 穿晶延性裂纹萌生及其扩展机理30

2.2.3 影响裂纹行为的因素36

2.3 沿晶脆性裂纹38

2.4 沿晶延性裂纹42

2.5 疲劳裂纹萌生及扩展机理43

2.5.1 疲劳研究的历史发展44

2.5.2 循环加载下的材料疲劳行为47

2.5.3 疲劳裂纹的萌生53

2.5.4 疲劳裂纹的扩展60

2.5.5 疲劳问题的物理数学模型66

3 裂纹的力学问题77

3.1 裂纹萌生力学77

3.1.1 损伤的定义78

3.1.2 裂纹萌生判据79

3.1.3 脆性裂纹萌生80

3.1.4 延性裂纹萌生82

3.1.5 构件中的裂纹萌生84

3.2 裂纹扩展力学85

3.2.1 宏观裂纹的力学问题85

3.2.2 疲劳裂纹扩展力学问题113

3.2.3 疲劳短裂纹扩展力学122

4 裂纹与环境的交互作用133

4.1 应力腐蚀133

4.1.1 电化学腐蚀133

4.1.2 应力腐蚀特征134

4.1.3 阳极溶解型机理136

4.1.4 氢致开裂型机理140

4.2 氢损伤143

4.2.1 氢致开裂过程143

4.2.2 氢脆特征与氢致裂纹扩展145

4.2.3 其他氢脆机理146

4.3 腐蚀疲劳147

4.3.1 腐蚀疲劳特征147

4.3.2 腐蚀疲劳机理149

4.3.3 腐蚀疲劳裂纹的扩展特性150

4.3.4 影响腐蚀疲劳的主要因素152

4.4 材料的蠕变153

4.4.1 蠕变的基本特征153

4.4.2 蠕变机理156

4.4.3 蠕变断裂机理159

4.4.4 蠕变断裂力学161

4.5 高温疲劳166

4.5.1 高温疲劳损伤166

4.5.2 高温疲劳裂纹扩展168

4.5.3 高温疲劳寿命预测方法170

5 裂纹的检测与分析技术173

5.1 裂纹的宏观检查分析173

5.1.1 光学方法检测175

5.1.2 射线检测179

5.1.3 渗透检测183

5.1.4 磁学方法检测184

5.1.5 声学方法检测187

5.1.6 电学方法检测198

5.1.7 热学方法检测202

5.2 裂纹部位的力学分析及材质检验203

5.2.1 裂纹部位的力学分析203

5.2.2 裂纹部位的材质检验204

5.3 裂纹的微观检查分析204

5.4 裂纹形成原因综合分析205

5.4.1 裂纹源位置分析205

5.4.2 裂纹走向分析206

5.4.3 裂纹周围及裂纹末端分析208

6 含裂纹结构的安全评估209

6.1 裂纹安全评估学的基本原理209

6.1.1 结构完整性评定规范发展历史209

6.1.2 结构完整性评定简介210

6.2 确定性安全评定方法217

6.2.1 设计曲线法217

6.2.2 R6“双判据”法221

6.2.3 EPRI工程估算评定方法235

6.2.4 含裂纹结构的疲劳评定237

6.3 概率安全评定238

6.3.1 结构可靠性理论239

6.3.2 评定参数的分布特点248

6.3.3 概率安全评定方法251

7 工艺性裂纹254

7.1 铸造缺陷254

7.1.1 铸造缺陷分类254

7.1.2 铸造缺陷的成因及分析方法262

7.2 锻造裂纹264

7.2.1 锻造缺陷分类264

7.2.2 锻造裂纹的形成机理265

7.3 热处理缺陷269

7.3.1 热处理裂纹分类270

7.3.2 影响淬火裂纹的因素272

7.4 焊接裂纹272

7.4.1 焊接裂纹分类273

7.4.2 焊接裂纹形成机理及影响因素275

8 裂纹的预测、控制及预防280

8.1 裂纹的预测280

8.1.1 疲劳裂纹萌生寿命280

8.1.2 疲劳裂纹扩展寿命285

8.2 裂纹的控制287

8.2.1 裂纹止裂的基本原理287

8.2.2 止裂的具体应用290

8.2.3 疲劳裂纹的修复292

8.2.4 蠕变损伤的修复292

8.3 裂纹的预防303

8.3.1 确定失效影响参数304

8.3.2 确定各参数的相对影响305

8.3.3 结构失效控制方法的相对有效率307

8.3.4 裂纹预防的具体措施311

参考文献312