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第1章 绪论1

1.1 断裂力学产生简史1

1.2 材料力学与断裂力学2

1.3 木材断裂力学及研究进展3

1.3.1 对木质材料强度的预测3

1.3.2 断裂力学结合声发射技术在分析木材裂纹扩展机制上的应用5

1.3.3 国内在木材断裂力学领域的研究进展6

1.3.4 竹材断裂性质的研究6

1.4 本书的主要内容7

参考文献8

第2章 木材构造的力学特征及应力应变关系12

2.1 木材构造的力学特征12

2.2 固体材料的应力应变关系13

2.3 工程弹性常数15

2.4 木材的工程弹性常数16

2.5 平面应力与平面应变的概念17

2.5.1 等厚平板与平面应力17

2.5.2 长柱体与平面应变18

2.5.3 平面问题的应力应变关系18

2.6 木材弹性系数的测定20

2.6.1 电测法测试木材弹性系数简介20

2.6.2 数字散斑相关方法测试木材弹性系数简介22

2.6.3 弹性常数的限制24

参考文献25

第3章 木材顺纹理断裂27

3.1 引言27

3.2 线弹性断裂力学的原理27

3.2.1 裂纹及特征27

3.2.2 应力强度因子K及K准则28

3.2.3 能量释放率G及G准则30

3.2.4 K与G关系31

3.3 各向异性材料断裂力学34

3.4 线弹性断裂力学在木材中应用的特殊性37

3.5 木材顺纹理断裂应力强度因子KIC39

3.5.1 测试应力强度因子的基本方法39

3.5.2 不同厚度下CT试件的KTL IC41

3.5.3 不同裂纹长度下WOL试样的KTL IC44

3.6 能量法测试木材顺纹断裂韧性GTL IC45

3.6.1 试材与试样46

3.6.2 DCB试验与结果46

3.6.3 木材顺纹开裂能量释放率（GIC）与临界应力强度因子（KIC）的关系49

3.7 应用分形理论研究木材顺纹理断裂54

3.7.1 引言54

3.7.2 分形原理54

3.7.3 实验与分析56

3.7.4 顺纹理断面分维数与断裂韧性的关系59

3.8 木材顺纹理Ⅲ型断裂性质60

3.8.1 引言60

3.8.2 试材与方法61

3.8.3 实验与结果62

3.9 本章小结63

参考文献64

第4章 木材横纹理断裂67

4.1 引言67

4.2 木材横纹理裂纹尖端应力场分析68

4.3 横纹理裂纹开裂方向73

4.4 木材启裂时临界应力强度因子的测试74

4.4.1 试材和测试方法74

4.4.2 启裂断裂韧性KTL IC的测试与计算结果75

4.5 横纹理裂纹对木材常规强度的影响78

4.5.1 含垂直纹理裂纹时的抗弯强度79

4.5.2 含垂直纹理裂纹时的冲击韧性81

4.5.3 含垂直纹理裂纹时的顺纹抗拉强度83

4.6 木梁Ⅰ型层裂和木胶合板弯曲脱层损伤中的应变能释放率85

4.7 本章小结88

参考文献89

第5章 木材裂尖应力场的有限元分析和开裂方向预测90

5.1 材料与方法90

5.1.1 材料与基础数据90

5.1.2 断裂分析模型91

5.2 裂纹尖端应力场92

5.2.1 Mises应力场92

5.2.2 垂直和平行原裂纹面的σy、σx应力场93

5.2.3 开裂方向预测96

5.3 对木材界面强度与韧性的讨论99

5.4 本章小结101

参考文献101

第6章 木材损伤断裂过程的声发射特性分析与Felicity效应102

6.1 引言102

6.2 木材损伤与木材细观损伤基本构元103

6.3 材料、设备与方法105

6.3.1 试材与试样105

6.3.2 设备105

6.3.3 AE研究方法106

6.4 实验结果与分析106

6.4.1 弯曲试验106

6.4.2 产生纯Ⅰ型层间损伤的DCB试验与产生胞壁屈曲与塌溃损伤的压缩试验112

6.4.3 木材不同损伤类型的声发射特征112

6.5 Felicity效应113

6.6 本章小结114

参考文献115

第7章 竹结构的力学特征与组分力学性质117

7.1 引言117

7.2 竹结构的力学特征118

7.3 竹材组分的力学性质120

7.3.1 混合律方法120

7.3.2 单束纤维测试方法123

7.3.3 拉伸破坏的断口分析126

7.4 毛竹节间材与节部材的构造与强度差异研究127

7.4.1 材料与方法127

7.4.2 竹节与节间材的结构差异128

7.4.3 竹节与节间材的强度差异129

7.5 本章小结133

参考文献134

第8章 竹材的层间断裂性质135

8.1 引言135

8.2 竹材的Ⅰ型层裂性质135

8.2.1 试验原理135

8.2.2 试样与方法136

8.2.3 结果与分析138

8.2.4 Ⅰ型断面分析140

8.3 竹材的Ⅱ型层间断裂141

8.3.1 试验原理141

8.3.2 试材与方法143

8.3.3 结果与分析145

8.4 本章小结147

参考文献147

第9章 竹材横向断裂的物理模型与能量吸收机制150

9.1 引言150

9.2 竹材横向断裂的特征151

9.3 竹材韧性断裂的能量吸收机制153

9.3.1 对增强体的力学简化154

9.3.2 基本组织的变形和开裂155

9.3.3 界面脱黏分离155

9.3.4 纤维断裂及断后应力重新分布157

9.3.5 竹纤维束抽拔158

9.3.6 实例计算159

9.4 横断面分析162

9.5 本章小结162

参考文献163