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绪论1

第1章　材料在单向静拉伸载荷下的力学性能4

1.1　拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线5

1.1.1　拉伸力-伸长曲线6

1.1.2　应力-应变曲线6

1.2　弹性变形8

1.2.1　弹性变形及其实质8

1.2.2　广义胡克定律9

1.2.3　弹性性能11

1.2.4　弹性性能的工程意义13

1.2.5　弹性不完整性15

1.3　塑性变形19

1.3.1　塑性变形的方式与特点19

1.3.2　屈服现象及其本质20

1.3.3　影响屈服强度的因素22

1.3.4　加工硬化（应变硬化、形变强化）28

1.3.5　颈缩现象和抗拉强度32

1.3.6　塑性34

1.3.7　韧性的概念及静力韧度分析37

1.4　聚合物材料的变形38

1.4.1　聚合物拉伸过程中的载荷-伸长曲线38

1.4.2　聚合物的弹性变形和弹性模量38

1.4.3　聚合物的变形机制40

1.5　陶瓷材料的变形42

1.6　材料的断裂44

1.6.1　金属材料的断裂44

1.6.2　金属断裂强度52

1.6.3　陶瓷材料的断裂58

1.6.4　高分子材料的断裂61

小结62

复习思考题62

第2章　材料在其他静载荷下的力学性能64

2.1　应力状态软性系数65

2.2　材料的压缩68

2.2.1　压缩试验的特点68

2.2.2　压缩试验68

2.3　材料的弯曲70

2.3.1　弯曲试验的特点70

2.3.2　弯曲试验70

2.4　材料的扭转73

2.4.1　应力-应变分析73

2.4.2　扭转试验及测定的力学性能74

2.5　材料的硬度76

2.5.1　硬度的概念与分类76

2.5.2　布氏硬度78

2.5.3　洛氏硬度80

2.5.4　维氏硬度83

2.5.5　显微硬度84

2.5.6　肖氏硬度85

2.6　缺口试样在静载荷下的力学性能86

2.6.1　缺口效应86

2.6.2　缺口试件的力学性能88

小结91

复习思考题91

第3章　材料在冲击载荷下的力学性能93

3.1 冲击载荷下材料变形与断裂的特点95

3.2　冲击弯曲和冲击韧性97

3.2.1　缺口韧性冲击试验97

3.2.2　缺口冲击试验的应用99

3.3　低温脆性100

3.3.1　低温脆性现象101

3.3.2　低温脆性的本质102

3.3.3　韧脆转变温度的测定103

3.3.4　落锤试验和断裂分析图105

3.3.5　低温脆性的评定108

3.3.6　影响韧脆转变温度的因素109

小结112

复习思考题112

第4章　材料的断裂韧性113

4.1　概述114

4.2　裂纹尖端的应力场116

4.2.1　三种断裂类型116

4.2.2 Ⅰ型裂纹尖端的应力场117

4.2.3　应力强度因子KI118

4.3　断裂韧性和断裂判据120

4.3.1　断裂韧性KC和KIC120

4.3.2　断裂判据121

4.4　几种常见裂纹的应力强度因子123

4.5　裂纹尖端的塑性区125

4.6　塑性区及应力强度因子的修正127

4.7　裂纹扩展的能量判据GI130

4.8　GI和KI的关系131

4.9　影响断裂韧性的因素133

4.9.1　外部因素133

4.9.2　内部因素134

4.9.3　高强度金属材料的裂纹敏感性137

4.9.4　断裂韧性与常规力学性能指标间的关系138

4.10　金属材料断裂韧性KIC的测定140

4.10.1　试样及其制备140

4.10.2　测试方法142

4.10.3　试验结果的处理143

4.11　弹塑性条件下的断裂韧性144

4.11.1　J积分144

4.11.2　裂纹尖端张开位移（COD）法145

4.12　陶瓷材料的断裂韧性与增韧途径148

4.12.1 陶瓷材料的断裂韧性148

4.12.2　陶瓷材料断裂韧性的测定148

4.12.3　陶瓷材料的增韧途径150

小结153

复习思考题154

第5章　材料在变动载荷下的力学性能155

5.1　金属疲劳现象及特点157

5.1.1　变动载荷和循环应力157

5.1.2　疲劳现象及特点159

5.1.3　疲劳宏观断口特征159

5.2　高周疲劳162

5.2.1　S-N曲线和疲劳极限163

5.2.2　不对称循环应力下的疲劳极限和疲劳图165

5.2.3　疲劳缺口敏感度q167

5.3　疲劳裂纹扩展169

5.3.1　疲劳裂纹扩展曲线169

5.3.2　疲劳裂纹扩展速率170

5.3.3　疲劳裂纹扩展寿命估算174

5.4　疲劳过程及机理176

5.4.1　疲劳裂纹的萌生176

5.4.2　疲劳裂纹的扩展179

5.5　低周疲劳181

5.5.1　低周疲劳概述181

5.5.2　缺口机件疲劳寿命估算184

5.5.3　低周冲击疲劳185

5.5.4　热疲劳187

5.6　聚合物的疲劳189

5.7　陶瓷材料的疲劳191

5.7.1　静态疲劳191

5.7.2　循环疲劳192

5.7.3　陶瓷材料疲劳特性评价193

小结194

复习思考题194

第6章　材料在环境条件下的力学性能196

6.1　应力腐蚀断裂198

6.1.1　应力腐蚀现象及产生条件198

6.1.2　应力腐蚀断裂机理及断口分析199

6.1.3　应力腐蚀断裂评价指标201

6.1.4　防止应力腐蚀断裂的措施203

6.2　氢脆204

6.2.1　金属中的氢205

6.2.2　氢脆类型及特征205

6.2.3　氢致延滞断裂机理206

6.2.4　氢致延滞断裂与应力腐蚀的关系207

6.2.5　防止氢脆的措施209

6.3　腐蚀疲劳210

6.3.1　腐蚀疲劳的特点210

6.3.2　影响腐蚀疲劳裂纹扩展的因素212

6.3.3　腐蚀疲劳裂纹扩展机制212

6.3.4　防止腐蚀疲劳的措施214

小结215

复习思考题215

第7章　材料在高温条件下的力学性能217

7.1　材料在高温下力学性能的特点218

7.2　蠕变的宏观规律及蠕变机制220

7.2.1　金属蠕变的宏观规律220

7.2.2　金属蠕变变形机制221

7.2.3　蠕变断裂机理223

7.3　金属高温力学性能指标224

7.3.1　蠕变极限224

7.3.2　持久强度226

7.3.3　松弛稳定性228

7.4　影响金属高温力学性能的主要因素228

7.4.1　化学成分228

7.4.2　冶炼工艺的影响229

7.4.3　组织结构229

7.4.4　晶粒尺寸229

7.5　金属蠕变与疲劳的交互作用231

7.6　聚合物的黏弹性与蠕变231

7.6.1　温度对聚合物力学性能的影响231

7.6.2　聚合物的力学松弛——黏弹性233

7.7　陶瓷材料的抗热震性能234

7.7.1 陶瓷抗热震性的理论基础235

7.7.2　陶瓷涂层的热震寿命235

7.7.3　抗热震陶瓷的分类及应用236

7.7.4　提高陶瓷断裂抗热震性的主要措施237

小结238

复习思考题238

第8章　材料的摩擦与磨损性能240

8.1　摩擦与磨损的基本概念241

8.1.1　摩擦242

8.1.2　磨损243

8.2　磨损模型246

8.2.1　黏着磨损246

8.2.2　磨料磨损249

8.2.3　冲蚀磨损254

8.2.4　腐蚀磨损257

8.2.5　微动磨损259

8.3　磨损试验方法260

8.3.1　磨损试验的类型260

8.3.2　试样试验常用的磨损试验机260

8.3.3　材料耐磨性能的评定方法262

8.4　摩擦磨损的控制262

8.4.1　减轻黏着磨损的主要措施263

8.4.2　改善磨料磨损耐磨性的措施263

小结264

复习思考题265

参考文献266