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第一章 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1

第一节 拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线1

第二节 弹性变形2

一、弹性变形及其实质2

二、胡克定律2

三、弹性模量3

四、弹性比功4

五、滞弹性5

六、包申格（Bauschinger）效应6

第三节 塑性变形8

一、塑性变形方式及特点8

二、屈服现象和屈服点（屈服强度）9

三、影响屈服强度的因素11

四、应变硬化（形变强化）15

五、缩颈现象和抗拉强度17

六、塑性19

七、静力韧度21

第四节 金属的断裂21

一、断裂的类型21

二、解理断裂25

三、微孔聚集断裂28

四、断裂强度30

五、断裂理论的意义35

思考题与习题37

参考文献37

第二章 金属在其他静载荷下的力学性能39

第一节 应力状态软性系数39

第二节 压缩40

一、压缩试验的特点40

二、压缩试验41

第三节 弯曲41

一、弯曲试验的特点41

二、弯曲试验41

第四节 扭转42

一、扭转试验的特点42

二、扭转试验43

第五节 缺口试样静载荷试验44

一、缺口效应44

二、缺口试样静拉伸试验46

三、缺口试样静弯曲试验48

第六节 硬度49

一、金属硬度的意义及硬度试验的特点49

二、硬度试验49

思考题与习题55

参考文献55

第三章 金属在冲击载荷下的力学性能56

第一节 冲击载荷下金属变形和断裂的特点56

第二节 冲击弯曲和冲击韧性57

第三节 低温脆性59

一、低温脆性现象59

二、韧脆转变温度60

三、落锤试验和断裂分析图61

第四节 影响韧脆转变温度的冶金因素63

一、晶体结构63

二、化学成分63

三、显微组织63

思考题与习题65

参考文献65

第四章 金属的断裂韧度66

第一节 线弹性条件下的金属断裂韧度66

一、裂纹扩展的基本形式66

二、应力场强度因子KI及断裂韧度KIc67

三、裂纹扩展能量释放率GI及断裂韧度GIc75

第二节 断裂韧度KIc的测试77

一、试样的形状、尺寸及制备77

二、测试方法78

三、试验结果的处理79

第三节 影响断裂韧度KIc的因素80

一、断裂韧度KIc与常规力学性能指标之间的关系80

二、影响断裂韧度KIc的因素81

第四节 断裂韧度在金属材料中的应用举例84

一、高压容器承载能力的计算84

二、高压壳体的热处理工艺选择84

三、高强钢容器水爆断裂失效分析85

四、大型转轴断裂分析86

五、评定钢铁材料的韧脆性87

第五节 弹塑性条件下金属断裂韧度的基本概念88

一、J积分及断裂韧度JIc89

二、裂纹尖端张开位移及断裂韧度δc90

思考题与习题92

参考文献93

第五章 金属的疲劳94

第一节 金属疲劳现象及特点94

一、变动载荷和循环应力94

二、疲劳现象及特点95

三、疲劳宏观断口特征96

第二节 疲劳曲线及基本疲劳力学性能98

一、疲劳曲线和对称循环疲劳极限98

二、疲劳图和不对称循环疲劳极限100

三、抗疲劳过载能力102

四、疲劳缺口敏感度103

第三节 疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值104

一、疲劳裂纹扩展曲线104

二、疲劳裂纹扩展速率105

三、疲劳裂纹扩展寿命的估算109

第四节 疲劳过程及机理111

一、疲劳裂纹萌生过程及机理111

二、疲劳裂纹扩展过程及机理113

第五节 影响疲劳强度的主要因素115

一、表面状态的影响116

二、残余应力及表面强化的影响116

三、材料成分及组织的影响118

第六节 低周疲劳120

一、低周疲劳120

二、缺口机件疲劳寿命估算123

三、低周冲击疲劳123

四、热疲劳126

思考题与习题126

参考文献127

第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂128

第一节 应力腐蚀128

一、应力腐蚀现象及其产生条件128

二、应力腐蚀断裂机理及断口形貌特征129

三、应力腐蚀抗力指标130

四、防止应力腐蚀的措施132

第二节 氢脆133

一、氢在金属中的存在形式133

二、氢脆类型及其特征133

三、钢的氢致延滞断裂机理135

四、氢致延滞断裂与应力腐蚀的关系136

五、防止氢脆的措施136

思考题与习题137

参考文献138

第七章 金属磨损和接触疲劳139

第一节 磨损概念139

一、磨损139

二、耐磨性140

第二节 磨损模型140

一、粘着磨损140

二、磨粒磨损143

三、冲蚀磨损147

四、腐蚀磨损150

五、微动磨损151

第三节 磨损试验方法152

第四节 金属接触疲劳153

一、接触疲劳现象与接触应力153

二、接触疲劳破坏机理156

三、接触疲劳试验方法157

四、影响接触疲劳寿命的因素158

思考题与习题160

参考文献160

第八章 金属高温力学性能161

第一节 金属的蠕变现象162

第二节 蠕变变形与蠕变断裂机理163

一、蠕变变形机理163

二、蠕变断裂机理164

第三节 金属高温力学性能指标及其影响因素165

一、蠕变极限165

二、持久强度极限167

三、剩余应力167

四、影响金属高温力学性能的主要因素168

思考题与习题170

参考文献171

第九章 聚合物材料的力学性能172

第一节 聚合物材料的结构172

一、高分子链的近程结构——构型172

二、高分子链的远程结构——构象172

三、聚合物聚集态结构——晶态、非晶态及取向174

第二节 线型非晶态聚合物的变形176

一、非晶态聚合物在玻璃态下的变形176

二、非晶态聚合物在高弹态下的变形178

三、非晶态聚合物在粘流态下的变形178

第三节 结晶态聚合物的变形179

第四节 聚合物的粘弹性180

一、静态粘弹性——蠕变与应力松弛180

二、动态粘弹性——滞后和内耗182

第五节 聚合物的强度与断裂182

一、强度与硬度182

二、银纹与断裂过程184

三、韧性与增韧185

四、摩擦与磨损186

第六节 聚合物的疲劳强度188

思考题与习题189

参考文献189

第十章 陶瓷材料的力学性能191

第一节 陶瓷材料的结构191

一、陶瓷材料的组成与结合键191

二、陶瓷材料的显微结构191

第二节 陶瓷材料的变形与断裂192

一、陶瓷材料的弹性变形192

二、陶瓷材料的塑性变形193

三、陶瓷材料的断裂193

第三节 陶瓷材料的强度194

一、抗弯强度194

二、抗拉强度195

三、抗压强度196

第四节 陶瓷材料的硬度与耐磨性196

一、陶瓷材料的硬度196

二、陶瓷材料的耐磨性197

第五节 陶瓷材料的断裂韧度与增韧198

一、陶瓷材料的断裂韧度198

二、陶瓷材料的增韧200

第六节 陶瓷材料的疲劳201

一、陶瓷材料的疲劳类型201

二、陶瓷材料疲劳特性评价202

第七节 陶瓷材料的抗热震性203

一、抗热震断裂203

二、抗热震损伤204

思考题与习题205

参考文献205

第十一章 复合材料的力学性能206

第一节 复合材料的定义和性能特点206

一、复合材料的定义和分类206

二、复合材料的性能特点206

第二节 单向复合材料的力学性能208

一、单向复合材料的弹性性能209

二、单向复合材料的强度212

第三节 短纤维复合材料的力学性能216

一、基体与纤维间的应力传递216

二、短纤维复合材料的弹性模量218

三、短纤维复合材料的强度219

第四节 复合材料的断裂、冲击和疲劳220

一、复合材料的断裂220

二、复合材料的韧性222

三、复合材料的冲击性能223

四、复合材料的疲劳性能224

思考题与习题227

参考文献227

附录229

附录A与本书内容有关的材料力学性能试验方法国家标准及其适用范围229

附录B与本书内容有关的部分国外标准编号和名称233

附录CΦ2值表238

附录D表面裂纹修正因子239

附录E力学性能指标名称和符号对照（GB／T228—2002《金属材料 室温拉伸试验方法》）239

附录F不同条件下的试验力（GB／T231.1—2002《金属布氏硬度试验第1部分：试验方法》）240