一、课程基本情况

中文名称： 断裂力学

英文名称： Fracture Mechanics

课 程 号： 0220042

授课对象： 工程力学专业本科生

开课学期： 第5学期

学 时 数： 24

学 分 数： 1.5

课程性质： 专业选修课

考核方式： 考查

先修课程： 材料力学、结构力学、弹性力学

后续课程： 板壳理论等

开课教研室：力学教研室

执 笔 人： 李妍

二、课程教学目标

1．任务和地位

本课程是以材料力学、弹性力学为基础，并为板壳理论、大跨钢结构等后续课程打下坚实的基础，使学生能够应用断裂力学理论解决工程中的低应力脆断等问题，为将来解决工程实际问题提供必要的理论基础。

2．知识要求

断裂力学是以变形体力学为基础，研究含缺陷（或裂纹）材料和结构的抗断裂性能，以及在各种工作环境下裂纹的平衡、扩展、失稳及止裂规律的一门学科。

3．能力要求

本课程的教学目的是培养学生能够独立地应用断裂力学理论解决工程中的实际问题能力，为结构的防脆断设计和科学研究打下基础。

三、教学内容的基本要求和学时分配

1．教学内容

（1）线弹性断裂力学

裂纹及其对强度的影响、能量释放率断裂理论、应力强度因子断裂理论、K因子的塑性修正。

（2）复合型裂纹

最大周向应力准则、能量释放率准则、应变能密度因子准则和工程上应用的近似断裂判据。

（3）弹塑性断裂力学

COD理论、J积分理论。

（4）疲劳问题

疲劳裂纹的形成及扩展、疲劳裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展寿命的估算

（5）防脆断设计

几种主要的防脆断设计方法及应用实例。

（6）弹塑性断裂分析工程方法

EPRI方法及其应用、裂纹推动力图及其应用、稳定评定图及其应用。

2．教学要求

（1）掌握裂纹及其对强度的影响、能量释放率断裂理论、应力强度因子断裂理论、K因子的塑性修正。

（2）掌握最大周向应力准则、能量释放率准则、应变能密度因子准则和工程上应用的近似断裂判据。

（3）掌握COD理论、J积分理论。

（4）掌握疲劳裂纹的形成及扩展、疲劳裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展寿命的估算

（5）掌握几种主要的防脆断设计方法及应用实例。

（6）掌握EPRI方法及其应用、裂纹推动力图及其应用、稳定评定图及其应用。

3．时间分配和进度（24学时）

（1）绪论 2学时

（2）线弹性断裂力学 6学时

（3）复合型裂纹 4学时

（4）弹塑性断裂力学 4学时

（5）疲劳问题 4学时

（6）防脆断设计 2学时

（7）弹塑性断裂分析工程方法 2学时

4．教学内容的重点，难点

重点：能量释放率断裂理论、应力强度因子断裂理论、K因子的塑性修正、最大周向应力准则、能量释放率准则、应变能密度因子准则、COD理论、J积分理论、防脆断设计方法。

难点：K因子的塑性修正、COD理论、J积分理论、防脆断设计方法。

5．本课程与其它课程的联系与分工

本课程在弹性力学的基础上，使学生能够应用断裂力学理论解决工程中的低应力脆断等问题，为将来解决工程实际问题提供必要的理论基础。

6．建议使用教材和参考书目

《工程断裂力学》黄维扬 航空工业出版社1992

《工程断裂力学》何庆芝 郦正能等 北京航空航天大学出版社1993

《应用断裂力学基础》 范天佑 北京理工大学出版社1992

《断裂力学》丁遂栋 机械工业出版社1997

《板壳断裂力学》 柳春图 蒋持平 国防工业出版社2000

《断裂力学》程靳 赵淑尚 科技出版社2006

四、大纲说明

1．习题

本门课程的作业主要为课后习题，根据授课内容练习，意在对所学知识的巩固与更好的理解。其中为分基本题目和与工程有关题目作为作业，作业量不少于20题。

2．实验：

无

3．考核

本课程为考查，要注重平时考核，也要注重与工程结合，培养学生创新意识。

考试成绩评定：平时成绩50%，期末成绩50%。

4．其他

本课程采用多媒体、板书、和课堂讨论等形式的教学手段，提高学生对课程理解及在工程中的作用。