材料强度学

本书以位错及裂纹相关 理论为纲，阐述工程材料变 形和断裂的宏观规律及微观 机理。全书共9章，内容包 括：绪论，弹性变形，位错 基础，塑性变形，强化原理 ，断裂力学，断裂物理，韧 化原理，使役强度。本书除 较深入讨论了材料强度的宏 ／微观基本理论外，还扼要 介绍了一些因应用于材料强 度研究而逐步发展起来的固 体力学新分支，包括细观力 学、晶体塑形理论、损伤力 学等的基本概念和方法。 本书可作为材料科学与 工程专业的研究生课程教材 ，也可作为机械、力学、航 空、土建、交通等相关专业 的材料力学等相关课程的教 学参考书。

1 绪论 1.1 强度的定义 1.2 强度的表征 1.2.1 基本强度 1.2.2 使役强度 1.3 强度的宏/微观理论 1.3.1 强度的宏观理论 1.3.2 强度的微观理论 1.4 强度的影响因素 1.4.1 结构因素 1.4.2 载荷因素 1.4.3 环境因素 1.5 强度的统计分析 1.6 强度的计算与模拟 2 弹性变形 2.1 弹性变形本质 2.2 弹性本构关系 2.2.1 应变能密度与本构关系 2.2.2 广义胡克定律 2.2.3 弹性各向异性 2.2.4 广义胡克定律的工程表示法 2.3 弹性模量的微观分析 2.3.1 杨氏模量 2.3.2 体积模量 2.4 工程材料的弹性模量 2.4.1 3大类工程材料弹性模量的比较 2.4.2 单晶体弹性模量的各向异性 2.4.3 多晶体的弹性模量 2.4.4 固溶体的弹性模量 2.4.5 多相合金的弹性模量 2.4.6 陶瓷的弹性模量 2.4.7 聚合物的弹性模量 2.4.8 复相材料的有效模量 2.5 温度对弹性变形的影响 2.6 橡胶弹性 2.6.1 橡胶弹性的特点 2.6.2 橡胶弹性统计理论 2.6.3 穆尼-里夫林方程 2.7 黏弹性 2.7.1 黏弹性的本质 2.7.2 黏弹性体的力学松弛 2.7.3 黏弹性本构关系 2.7.4 玻尔兹曼叠加原理 拓展：2.8 细观力学简介 3 位错基础 3.1 位错的基本概念 3.1.1 位错的引入 3.1.2 位错类型及表征 3.1.3 位错的运动 3.1.4 位错的增殖 3.2 位错的弹性性质 3.2.1 位错的应力场 3.2.2 位错的应变能 3.2.3 位错的线张力 3.3 作用在位错上的力 3.3.1 位错在外应力场下的受力 3.3.2 化学力 3.3.3 镜像力 3.4 位错之间的交互作用 3.4.1 位错之间的长程交互作用 3.4.2 位错之间的短程交互作用 3.5 位错与溶质原子的交互作用 3.5.1 位错与溶质原子的弹性交互作用 3.5.2 位错与溶质原子的化学交互作用 3.5.3 弹性交互作用与化学交互作用大小的比较 3.6 位错与晶界的交互作用 3.6.1 位错与晶界的长程交互作用 3.6.2 位错与晶界的短程交互作用 3.6.3 晶界位错源或位错阱 3.7 位错的点阵模型 3.7.1 P-N模型 3.7.2 位错宽度 3.7.3 P-N位错的应力场 3.7.4 P-N力 3.8 位错动力学 3.8.1 位错滑移动力学 3.8.2 位错攀移动力学 4 塑性变形 4.1 塑性变形本质 4.1.1 原子(分子)层面 4.1.2 连续介质层面 4.2 起始塑性变形抗力 4.2.1 门槛应力 4.2.2 临界分切应力 4.3 屈服强度 4.3.1 屈服现象 4.3.2 工程材料的屈服强度 4.3.3 复杂应力状态下的屈服 4.4 塑性流变抗力 4.4.1 应变硬化 4.4.2 流变应力 4.4.3 准静态塑性本构关系 4.5 抗拉强度 4.5.1 颈缩判据 4.5.2 抗拉强度 4.5.3 形变强化容量 4.6 温度对塑性变形的影响 4.6.1 塑性变形的热激活分析 4.6.2 温度对宏观塑性变形的影响 4.7 应变率对塑性变形的影响 4.7.1 应变率效应 4.7.2 应变率效应的微观理论 4.7.3 经验本构方程 拓展：4.8 晶体塑性理论简介 5 强化原理 5.1 概述 5.2 位错强化 5.2.1 晶体强度与位错密度的关系 5.2.2 单晶体的加工硬化 5.2.3 加工硬化位错理论 5.3 晶界强化 5.3.1 多晶体塑性变形的一般特点 5.3.2 晶界强化效应 5.3.3 多晶体变形理论 5.3.4 晶界强化机制 5.3.5 晶粒尺度效应 5.4 点缺陷强化 5.4.1 固溶体合金的塑性变形 5.4.2 溶质原子对位错运动的阻力 5.4.3 固溶强化机制 5.4.4 固溶强化与电子结构 5.5 颗粒强化 5.5.1 弥散型两相合金的塑性变形 5.5.2 位错与第二相颗粒的交互作用 5.5.3 颗粒强化机制 5.5.4 复相颗粒强化 5.6 纤维强化 5.6.1 载荷分配 5.6.2 纤维增强原理 6 断裂力学 6.1 断裂强度 6.1.1 完整固体的强度 6.1.2 带孔或缺口固体的强度 6.1.3 带裂纹固体的强度 6.2 线弹性断裂力学 6.2.1 裂纹类型 6.2.2 裂纹尖端的应力场 6.2.3 应力强度因子 6.2.4 断裂韧度 6.2.5 断裂准则 6.2.6 裂纹尖端塑性区及应力强度因子修正 6.2.7 断裂的能量分析原理 6.3 弹塑性断裂力学 6.3.1 CTOD 6.3.2 J积分 6.4 动态断裂力学 6.4.1 运动裂纹 6.4.2 冲击断裂 6.4.3 裂纹分岔 拓展：6.5 黏弹性断裂力学简介 7 断裂物理 7.1 断裂类型 7.1.1 按断裂前塑性变形量分类 7.1.2 按断裂微观机制分类 7.2 解理断裂 7.2.1 解理断裂特征 7.2.2