材料强度学

第1章 绪论
1.1 材料强度学的研究目的
1.2 材料强度学的基本假定
1.3 材料强度学的地位与作用
1.4 材料强度学的发展史简介
1.5 应力、应变的平均值意义与材料连续性、均匀性假定
1.6 一个简单而有意思的问题
1.7 本书的构成与张量标记法简介
1.7.1 本书的构成
1.7.2 张量标记法简介
思考题
参考文献

第2章 材料的微结构和基本力学特性
2.1 材料的基本力学性能及其分类
2.2 材料的微观结构和理想强度
2.3 材料特性的组织敏感和钝感性
2.4 材料的本构关系和变形特性
2.5 材料的失效形式与强度特性
2.6 金属材料的晶体结构和微观缺陷
2.6.1 晶体结构
2.6.2 结晶缺陷
2.6.3 滑移系
2.6.4 位错应力
2.7 材料的变形特性
2.7.1 弹性变形特性
2.7.2 塑性变形特性
2.7.3 黏弹性变形特性
2.8 材料破断的微观机理
2.8.1 劈开
2.8.2 滑移面分离
2.8.3 微小空洞生长与连成
2.9 材料的损伤及其演化对材料特性的影响
2.9.1 连续损伤模型
2.9.2 损伤演化律
2.9.3 损伤演化与材料特性的变化
2.10 材料的硬度特性
2.11 弹性模量与硬度之间的经验关系
思考题
参考文献

第3章 脆性破坏及其强度特性
3.1 脆断强度与破坏准则
3.1.1 劈开的微观准则（sohncke法则）
3.1.2 滑移面分离的微观准则
3.1.3 脆性破坏的宏观准则
3.2 断裂韧性与断裂准则
3.3 Griffith的脆性断裂理论与裂纹起裂、扩展
3.3.1 无宏观裂纹材料的脆断强度与起裂长度
3.3.2 断裂力学的适用范围
3.4 破坏的区域性与破坏特征尺寸
3.5 缺陷大小、形状对破坏应力的影响
3.5.1 椭圆孔洞的影响
3.5.2 球孔缺陷的影响
3.5.3 各类缺陷大小与破坏应力的关系曲线
3.5.4 小裂纹的名义断裂韧性
3.6 带微小孔试件的脆性断裂实验
3.7 缺口端部的应力集中与应力梯度
3.8 晶粒大小对脆断强度的影响
3.9 裂尖的小规模屈服与准脆性断裂
3.10 裂尖动应力场与动破坏
3.11 脆断强度、断裂韧性与硬度的经验关系
3.12 层间破坏准则
3.12.1 薄膜涂层材料在划痕试验条件下的破坏准则
3.12.2 层问剥离破坏准则
3.1 2.3 界面裂纹破坏准则
思考题
参考文献

第4章 屈服、韧性破坏及其强度特性
4.1 韧性材料的拉伸破坏
4.2 材料的屈服强度与屈服条件
4.2.1 屈服的机理
4.2.2 单晶材料的塑性变形
4.2.3 多晶材料的微观屈服条件
4.2.4 宏观屈服条件
4.3 屈服强度的特征尺寸
4.4 各向异性材料的屈服条件
4.5 韧性断裂的微观模型
4.5.1 Plateau模型
4.5.2 Thomason模型
4.5.3 McClintock模型
4.6 塑性变形过程中微裂纹发生的条件
4.7 含裂纹材料的韧性破坏
4.7.1 裂纹稳态扩展的机理
4.7.2 评价稳态扩展的参数
4.7.3 非稳态扩展的条件
4.8 材料的加工硬化特性和包辛格效应
4.9 切口脆化
4.1 0屈服强度、最大拉伸强度和断裂韧性与硬度的经验关系
思考题
参考文献

第5章 材料的增强、增韧方法及其机理
5.1 材料增强方法的分类
5.2 材料组织强化方法的机理
5.2.1 遇到障碍物时的位错运动
5.2.2 分散增强与析出增强
5.2.3 固溶增强
5.3 复合强化的机理
5.4 复合材料的破坏准则
5.5 剪滞理论
5.6 预应力强化
5.7 表面改性
5.8 材料的增韧方法及其机理
5.8.1 改善塑性变形特性
5.8.2 提高断裂韧性
5.8.3 提高裂纹扩展阻抗增加率
思考题
参考文献

第6章 蠕变及其强度特性
6.1 蠕变与高温变形
6.2 蠕变的机理
6.2.1 扩散
6.2.2 位错运动
6.2.3 晶界滑移
6.2.4 晶粒的塑性变形
6.3 黏弹性和黏弹塑性
6.3.1 黏弹性变形区间
6.3.2 黏弹塑性变形区间
6.4 蠕变断裂
6.5 基于损伤力学的蠕变断裂评价方法
6.6 黏弹性体中的裂尖应力应变场
6.6.1 线性黏弹性体中的裂纹裂尖场
6.6.2 非线性黏弹性体的Norton本构关系
6.6.3 Norton材料中的裂尖场
6.6.4 裂纹的蠕变扩展
思考题
参考文献

第7章 疲劳及其强度寿命特性
7.1 疲劳现象及其研究方法
7.2 疲劳的分类
7.3 疲劳问题的工程评价方法
7.3.1 循环应力和循环应变
7.3.2 S-N曲线和疲劳极限
……

第8章 疲劳损伤演化机理及各种疲劳规律间的关系

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第2章　材料的微结构和基本力学特性
材料的力学行为是指材料在力的作用下产生响应的固有方式与特性。描述力学行为的材料常数就是材料的力学性能，它是与我们对力的作用和响应的描述方法即评价参数的选择有关的。到目前为止，应力和应变仍是主要的评价参数，但对缺口、裂纹等问题也已出现了一些以应力场或位移场的场量为评价参数的方法。这些场量通常可以从应力或位移分布得到，因此也可认为它们只是应力和应变参数的扩展形式。我们将对应于评价参数为应力或应变（包括其扩展形式）时的响应特性，称为材料的基本力学行为；用来描述其基本力学行为的性能常数称为材料的基本力学性能（也常称为材料的机械性能）。材料基本力学性能的物理意义一般较为明确，可以通过实验测量加以确定。此外，根据考察方式的不同，有时还会出现一些其他力学性能，如关于损伤演化、材料唯象本构关系以及裂纹扩展规律等中的材料特性或常数等，此时其物理意义一般就不是太明确，一般只能称为实验常数或拟合参数。
2.1 材料的基本力学性能及其分类
材料的基本力学性能是材料所固有的，它必须不受外力的作用形式和构件几何形状的影响。反过来，受力的作用形式和构件几何形状的影响的响应特性，是不能作为材料的基本力学性能的。那么，从基本力学性能的角度，在（广义的）力作用下材料会有哪些主要的固有性能呢?笼统地讲，可以分为：
1）变形特性类
如杨氏模量、泊松比等，用来表征材料在力的作用下整体（而不是某个特定的微结构）的变形或抵抗变形的能力。变形特性往往在一定的应力或应变范围内是常数，但超出该范围时会发生变化或甚至需要别的变形特性来描述，例如材料的弹性和塑性变形特性等。另外，黏弹性材料的变形特性是随时间变化的。变形特性规定了应变与应力之间的本质关系，是材料本构关系中的物性部分，尤其是指其中相互独立的部分。必须指出，具体结构的变形量，如梁的挠度等，除了材料的变形特性外，往往还受构件几何形状（几何特性）的影响。