材料力学行为(杨王玥)

本书主要讨论材料在各种条件下的变形与断裂行为。依据材料的力学行为遵循弹性变形—塑性变形—断裂的变化过程，将宏观性能与组织结构变化联系起来，除了金属材料以外，还对聚合物、陶瓷以及复合材料的力学行为作了一定的补充。既从力学角度，也从材料学角度对材料力学行为进行研究。第1章主要阐述了材料的弹性变形。第2，4，5～7,9章描述了材料在不同条件下表现出的变形和断裂行为，它们分别为室温下静载（第2章）、温度与加载速率的影响（第4章）、载荷大小与方向随时间变化的影响（第5章）、高温下的行为（第6章）、环境介质与载荷的联合作用（第7章）、纤维增强复合材料的力学行为（第9章）等。第3章介绍了断裂力学与断裂韧性的初步知识，引入了金属、陶瓷材料及聚合物的韧化方法。第8章为金属材料的强化。本书可作为高等学校金属材料工程、材料成形与控制工程、冶金工程、机械设计等专业的教材。

无

第1章材料的弹性与滞弹性1 11受力与变形的表述方法1 111受力状态的表述1 112变形的表述3 12材料的弹性概述4 121材料的弹性变形与塑性变形4 122材料的弹性类型5 123工程材料的弹性特点6 13材料的弹性变形规律7 131线弹性应力应变关系——胡克定律7 132晶体的弹性各向异性与广义胡克定律8 14线弹性材料的弹性常数10 141各向同性材料的弹性常数10 142晶体的弹性常数及其各向异性10 15线弹性变形的机理与影响因素13 151材料弹性的结合键机制14 152材料在键合机制下的弹性模量与相关因素15 16高分子材料的弹性与影响因素17 161高分子材料的弹性变形17 162原子结合键机制的弹性变形18 163构象熵机制的弹性变形19 164高弹体弹性的变形规律及影响因素20 17材料的刚度与异常弹性22 171材料的刚度与比模量22 172材料的弹性反常22 18材料的滞弹性24 181滞弹性的标准线性固体模型25 182标准线性固体的应力松弛与弹性后效26 183一般情况下的应力应变关系28 184模量的频率特性及模量亏损29 19材料的内耗31 191内耗性能指标32 192标准线性固体的内耗特性33 193斯诺克(Snoek)内耗峰及其微观机理34 194斯诺克内耗峰的影响因素及应用35 195其他弛豫型内耗37 196静态滞后型内耗39 第2章工程材料在静载下的力学行为42 21金属在静拉伸条件下的力学行为42 211拉伸试验42 212单向拉伸时的工程应力、应变与真应力、真应变43 213单晶体金属材料拉伸过程的变形行为45 214多晶塑性材料拉伸过程中工程应力应变曲线的一般形状49 215力学参数测定50 216材料的屈服53 217均匀塑性变形阶段的Hollomon公式55 218静拉伸条件下的颈缩现象与颈缩判据57 219静拉伸条件下的断裂57 22陶瓷试验59 23聚合物的变形60 24应力状态对材料力学行为的影响60 241应力状态软性系数α61 242联合强度理论62 25应力集中与缺口效应66 251孔的应力集中67 252缺口效应68 253缺口拉伸实验70 254缺口效应与拉伸试样颈缩部位应力分布71 26其他静载试验方法71 261压缩试验71 262弯曲试验71 263扭转试验72 264硬度试验72 第3章断裂与断裂韧性74 31断裂的分类方法75 311按载荷、环境、温度进行分类76 312根据断裂前塑性变形76 313根据断裂面的取向76 314根据裂纹扩展的途径77 315根据断裂机制77 32裂纹形核与扩展的物理模型82 321微裂纹形核的位错模型82 322裂纹扩展模型83 33理论断裂强度84 331理论断裂强度84 332实际金属材料的脆断强度85 34Griffith脆断理论85 341Griffith脆断理论85 342Griffith裂纹模型及判据85 343对一些断裂现象的解释86 344对Griffith脆断理论的评价87 35Griffith方程的修正及裂纹扩张力G88 351修改后的Griffith方程88 352裂纹扩张力G的导出及G判据88 353G判据与Gc的测定89 36应力强度因子K及断裂韧性KC89 361线弹性断裂力学中规定的三类裂纹90 362应力强度因子K90 363K判据(应力强度因子断裂判据)，断裂韧性及其测定94 364KⅠ及σ1，KⅠC及σs96 365应力强度因子K及裂纹扩张力G96 37Ⅰ型裂纹很好的塑性区及其应力强度因子的修正97 371屈服判据及裂纹前沿应力分布97 372小范围屈服裂纹前沿塑性区99 373应力松弛对塑性区的影响99 374应力强度因子KⅠ的塑性修正KⅠ，KⅠC理论应用范围小范围屈服101 38断裂韧性原理在工程上的应用103 39断裂韧性KⅠC与材料的韧化105 391断裂韧性与断裂过程105 392材料的韧化106 第4章材料的脆性断裂和韧脆转变114 41脆性断裂与材料的韧脆转变114 411脆性断裂问题114 412材料韧脆转变的影响因素115 42冲击载荷作用下金属变形与断裂的特点117 421冲击载荷的特征118 422冲击载荷下金属材料的变形与断裂118 43一次冲击试验与系列冲击试验119 431一次冲击试验120 432系列冲击试验121 433冲击试验的工程应用123 44多次重复冲击试验125 第5章材料的疲劳行为127 51金属与高分子材料的机械疲劳规律128 511疲劳行为中作用应力的描述128 512疲劳曲线与疲劳极限129 513金属材料疲劳的经验规律130 52金属材料机械疲劳的机理132 521金属材料疲劳裂纹萌生机理132 522金属材料疲劳裂纹扩展134 523金属疲劳宏观断口形貌138 53金属的机械疲劳性能与组织结构因素的关系139 531疲劳极限与疲劳裂纹形核寿命的影响因素140 532疲劳裂纹扩展的影响因素141 533疲劳裂纹的扩展速率与寿命评估143 534提高金属高周疲劳性能的特别措施143 535提高低周疲劳寿命的措施145 54金属机械疲劳性能的其他影响因素146 541循环应力参量影响与疲劳图146 542帕姆格林米勒（PalmgrenMiner）疲劳损伤累积假说148 543循环应力频率的影响149 544应力状态的影响150 545疲劳特性的统计特征151 546几何因素对金属疲劳性能的影响151 547内禀疲劳与外延疲劳153 55金属材料的其他疲劳问题154 551接触疲劳154 552金属材料的热疲劳156 第6章材料的高温强度与强化158 61材料在高温环境下力学行为的特点158 62金属和陶瓷的蠕变现象和规律159 63蠕变变形和断裂机理161 631热激活与蠕变变形161 632蠕变变形机理162 633蠕变断裂机理166 64蠕变变形过程中的组织结构变化168 65工程蠕变数据的表示方法及长期性能的预测169 651蠕变极限169 652持久强度极限170 653长期寿命预测172 66应力松弛173 67金属高温力学行为的影响因素与强化174 68超塑性176 681金属超塑变形行为的特征176 682金属超塑性机理177 683结构陶瓷超塑性180 第7章材料在介质与应力共同作用下的行为181 71应力腐蚀断裂181 711应力腐蚀断裂的特征181 712应力腐蚀断裂的机理184 713应力腐蚀断裂的评定指标185 714应力腐蚀断裂的预防措施187 72氢脆188 721氢脆的分类188 722可逆氢脆189 73腐蚀疲劳断裂193 731腐蚀疲劳断裂的特点193 732腐蚀疲劳断口的形貌特征194 733腐蚀疲劳断裂的影响因素194 734腐蚀疲劳断裂的机理195 735腐蚀疲劳裂纹的扩展规律195 736腐蚀疲劳断裂的防护措施196 第8章金属材料的屈服强度与强化197 81概述197 82晶体材料中位错滑移的阻力199 821晶体中位错的基本性质199 822位错的晶格阻力及与材料塑性的关系200 823位错滑移的其他阻力与强化202 83点钉扎203 831点钉扎的强化效果203 832非均匀分布钉扎点的强化效果204 84金属材料中的固溶强化205 841对称畸变的固溶强化207 842非对称畸变的固溶强化及与对称畸变固溶强化效果的比较208 843固溶原子与位错的化学交互作用及其强化210 844固溶原子的弹性模量差与位错的交互作用及其强化210 845金属材料的应变时效现象211 85第二相强化212 851金属材料中的第二相粒子特性213 852位错切割粒子机制下的强化效果214 853共格粒子的应力场的强化效果216 854奥罗万（Orowan）绕过机制下的强化效果216 855金属材料时效过程分析217 86加工硬化与晶界强化218 861加工硬化219 862晶界强化219 第9章纤维增强复合材料及其力学行为222 91纤维强化机理224 92纤维材料的特性227 93基体材料的特性228 94界面特性及作用229 95实际的复合材料体系230 951金属基复合材料231 952聚合物基复合材料231 953陶瓷基复合材料232 954碳碳复合材料233 96定向纤维复合材料力学行为预测233 961纤维直径、体积分数以及复合材料密度的估算233 962弹性模量和强度的估算233 963复合材料的断裂模式及断裂的能量吸收机制237 964复合材料的疲劳特性240 参考文献243