Theory on the strength of materials

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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 材料强度学的地位和作用
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 微小孔洞生长与连成
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 层间剥离破坏准则
3.12.3 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
4.10 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-曲线和疲劳极限
7.3.3 ε-N曲线
7.3.4 Miner累加法则
7.4 疲劳裂纹的萌生机理
7.5 多晶体的循环应力应变曲线
7.6 疲劳裂纹的扩展
7.6.1 疲劳裂纹扩展机理
7.6.2 混合模态下的疲劳裂纹扩展路径
7.6.3 疲劳裂纹扩展规律
7.6.4 疲劳(剩余)寿命的计算
7.7 腐蚀开裂与腐蚀疲劳
7.8 面压疲劳——次表面疲劳
7.8.1 Hertz应力
7.8.2 基于Hertz应力的面压疲劳评价方法
7.8.3 面压疲劳裂纹扩展
7.9 微动疲劳
7.10 界面疲劳
7.11 延性材料的疲劳
7.12 具有时间依存型本构关系的材料的疲劳
7.12.1 光滑试件的疲劳行为
7.12.2 疲劳裂纹扩展规律
7.12.3 混合型疲劳的寿命评价
7.13 疲劳极限与静态材料特性之间的关系
思考题
参考文献
第8章 疲劳损伤演化机理及各种疲劳规律间的关系
8.1 缺陷大小对疲劳强度的影响
8.2 疲劳破坏的特征长度
8.2.1 引入特征长度的可行性
8.2.2 特征长度的确定方法
8.2.3 含缺陷材料疲劳强度的统一评价方法
8.3 裂纹扩展过程及规律的考察
8.4 带微小缺陷材料的疲劳极限
8.5 剩余强度和剩余寿命
8.5.1 剩余强度与损伤的关系
8.5.2 单一循环载荷下损伤与寿命的关系
8.5.3 剩余寿命评价方法
8.6 疲劳损伤演化的机理和规律
8.6.1 循环载荷作用下的热扰动
8.6.2 具有理论依据的损伤演化律
8.6.3 特定温度、恒定循环应力幅下的演化律
8.6.4 考虑循环应力幅影响的损伤演化律
8.7 损伤累加规律
8.8 多轴疲劳
8.8.1 多轴疲劳失效准则
8.8.2 多轴疲劳寿命评估
思考题
参考文献