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第1章 弹性变形与塑性变形1

1.1弹性变形1

1.1.1弹性变形的物理本质1

1.1.2 Hooke（胡克）定律2

1.1.3广义Hooke定律3

1.1.4工程常用弹性常数4

1.2滞弹性变形5

1.2.1滞弹性变形（弹性后效）5

1.2.2弹性滞后环与循环韧性6

1.3塑性变形7

1.3.1金属塑性变形的特点7

1.3.2金属塑性变形的主要方式7

1.3.3塑性变形的工程意义8

习题9

第2章 静拉伸载荷下的力学性能10

2.1拉伸试样与拉伸试验10

2.2拉伸曲线和应力-应变曲线11

2.2.1拉伸曲线11

2.2.2应力-应变曲线11

2.3拉伸性能与拉伸变形行为14

2.3.1屈服现象和屈服点（屈服强度）14

2.3.2应变硬化（形变强化、加工硬化）22

2.3.3抗拉强度及其工程意义25

2.3.4颈缩现象及其判据26

2.3.5实际断裂强度28

2.3.6塑性及其意义29

2.4超塑性31

2.4.1超塑性产生的条件32

2.4.2超塑性变形的特征32

2.4.3超塑性变形的机理33

习题34

第3章 其他静载下的力学性能36

3.1压缩36

3.1.1压缩试样36

3.1.2压缩曲线37

3.1.3压缩试验测定的力学性能指标37

3.2扭转38

3.2.1静扭转试验的特点38

3.2.2扭转试验测定的力学性能指标39

3.3弯曲40

3.3.1静弯曲试验的特点41

3.3.2弯曲试验测定的力学性能指标41

3.4硬度42

3.4.1布氏硬度42

3.4.2洛氏硬度43

3.4.3维氏硬度45

3.5缺口的力学行为46

3.5.1缺口处的应力分布（缺口效应）46

3.5.2缺口拉伸试验49

习题49

第4章 材料的断裂51

4.1理论断裂强度51

4.2断裂强度的裂纹理论（Griffith理论）52

4.2.1 Griffith理论及其断裂准则52

4.2.2 Griffith断裂准则的修正54

4.3材料的宏观断裂类型和力学状态图55

4.3.1宏观断裂类型及其断口特征55

4.3.2力学状态图及其应用57

4.4材料的微观断裂机理及其断口特征59

4.4.1晶间断裂与穿晶断裂60

4.4.2解理断裂60

4.4.3微孔聚集剪切断裂62

4.4.4准解理断裂65

习题66

第5章 冲击载荷下的力学性能67

5.1冲击载荷下金属的变形特点67

5.2冲击吸收功和冲击韧性68

5.2.1缺口试样的冲击弯曲试验68

5.2.2冲击吸收功的意义70

5.2.3冲击试验的应用70

5.3低温脆性71

5.3.1低温脆性（冷脆）现象71

5.3.2韧脆转变温度的评定72

习题74

第6章 裂纹体的断裂韧性75

6.1裂纹体的应力分析75

6.1.1裂纹体的基本断裂类型76

6.1.2裂纹尖端的应力场和应力场强度因子77

6.2断裂韧性和断裂判据80

6.2.1断裂韧性80

6.2.2断裂判据81

6.3裂纹尖端的塑性区及应力场强度因子的修正82

6.3.1裂纹尖端的塑性区82

6.3.2塑性区对应力场强度因子的修正85

6.4裂纹扩展的能量释放率GI及断裂韧性GIc87

6.4.1裂纹扩展的能量释放率GI87

6.4.2断裂韧性GIc及其判据88

6.5断裂韧性KIc的测试89

6.5.1试样及其要求89

6.5.2测试方法90

6.6影响断裂韧性KIc的因素94

6.6.1内部因素94

6.6.2外部因素96

6.7弹塑性条件下断裂韧性的概述97

习题98

第7章 疲劳性能100

7.1变动载荷（应力）及其描述参量100

7.2疲劳破坏和疲劳断口101

7.2.1疲劳破坏的特征101

7.2.2疲劳断口102

7.3高周疲劳104

7.3.1疲劳曲线和疲劳极限104

7.3.2疲劳极限的测定及S-N曲线的绘制106

7.3.3循环应力特性对疲劳强度的影响108

7.3.4表面几何因素对高周疲劳特性的影响111

7.4低周疲劳112

7.4.1循环硬化和循环软化112

7.4.2滞后回线112

7.4.3应变-寿命（△ε-Nf）曲线113

7.4.4缺口零件的疲劳114

7.5疲劳裂纹扩展115

7.5.1疲劳裂纹扩展曲线（a-N曲线）115

7.5.2疲劳裂纹扩展速率da/dN115

7.5.3平均应力和微观组织对da/dN的影响116

7.5.4疲劳裂纹扩展寿命预测（估算）117

7.6疲劳裂纹的萌生和扩展机理118

7.6.1疲劳裂纹的萌生118

7.6.2疲劳裂纹扩展的方式和机理119

7.7改善疲劳强度的方法121

7.7.1改善材料的稳定性121

7.7.2改善疲劳裂纹萌生的抗力122

7.7.3改善疲劳裂纹扩展的抗力122

7.8热疲劳简介122

习题123

第8章 高温环境下的力学性能125

8.1材料的蠕变125

8.1.1蠕变现象125

8.1.2典型的蠕变曲线125

8.1.3应力和温度对蠕变曲线的影响126

8.2蠕变极限与持久强度127

8.2.1蠕变极限127

8.2.2持久强度127

8.2.3影响蠕变极限和持久强度的主要因素128

8.3蠕变变形和蠕变断裂机理129

8.3.1蠕变变形机理129

8.3.2蠕变断裂机理130

习题132

第9章 环境介质作用下金属的力学行为133

9.1应力腐蚀断裂133

9.1.1应力腐蚀断裂及其产生条件133

9.1.2应力腐蚀断裂机理及断口特征134

9.1.3应力腐蚀断裂的测量方法及力学性能指标135

9.1.4防止应力腐蚀断裂的措施138

9.2氢脆138

9.2.1氢脆的类型和特征138

9.2.2氢致延滞断裂机理140

9.2.3氢致延滞断裂与应力腐蚀的关系141

9.2.4防止氢脆的措施142

9.3腐蚀疲劳142

9.3.1腐蚀疲劳的特点143

9.3.2腐蚀疲劳裂纹的形成及扩展机理143

9.3.3腐蚀疲劳裂纹扩展的影响因素145

9.3.4防止腐蚀疲劳的措施146

习题147

第10章 接触应力下的力学性能148

10.1磨损148

10.1.1磨损及其分类148

10.1.2磨损性能指标149

10.1.3磨损机理149

10.2接触疲劳154

10.2.1接触疲劳现象154

10.2.2接触疲劳破坏机理156

习题159

第11章 陶瓷材料的力学性能160

11.1陶瓷材料的简介160

11.1.1陶瓷材料的概念160

11.1.2陶瓷材料的特点160

11.2陶瓷材料的变形与断裂161

11.2.1陶瓷材料的弹性变形161

11.2.2陶瓷材料的塑性变形161

11.2.3陶瓷材料的超塑性变形162

11.2.4陶瓷材料的断裂163

11.3陶瓷材料的强度164

11.3.1陶瓷材料的抗拉强度164

11.3.2陶瓷材料的抗弯强度164

11.3.3陶瓷材料的抗压强度165

11.3.4影响陶瓷材料强度的主要因素166

11.4陶瓷材料的硬度和耐磨性167

11.4.1陶瓷材料的硬度167

11.4.2陶瓷材料的耐磨性167

11.5陶瓷材料的断裂韧性与增韧168

11.5.1陶瓷材料的断裂韧性168

11.5.2陶瓷材料的增韧170

习题171

第12章 高分子材料的力学性能173

12.1线型非晶态聚合物的变形174

12.1.1非晶态聚合物在玻璃态下的变形175

12.1.2非晶态聚合物在高弹态下的变形176

12.1.3非晶态聚合物在黏流态下的变形177

12.2结晶态聚合物的变形177

12.3聚合物的黏弹性179

12.3.1静态黏弹性179

12.3.2动态黏弹性182

12.4高分子材料的强度与断裂182

12.4.1强度与硬度182

12.4.2银纹与断裂过程183

12.4.3韧性与增韧184

12.4.4摩擦与磨损185

12.5聚合物的疲劳强度188

习题189

第13章 复合材料的力学性能191

13.1复合材料的定义和特点191

13.1.1复合材料的定义和分类191

13.1.2复合材料的特点192

13.2纤维增强复合材料的力学性能193

13.2.1单向复合材料的力学性能193

13.2.2短纤维复合材料的力学性能202

13.2.3纤维增强复合材料的断裂207

13.2.4纤维增强复合材料的冲击与疲劳210

13.2.5纤维增强复合材料的疲劳性能212

13.3颗粒增强复合材料的力学性能215

13.3.1颗粒复合材料的弹性常数216

13.3.2颗粒复合材料的强度219

13.3.3颗粒复合材料的塑性220

13.3.4超细粒子对复合材料力学性能的影响221

13.4复合材料的应用与发展趋势224

13.4.1复合材料的应用224

13.4.2复合材料的发展趋势225

习题226

参考文献227