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第1章 绪论1

1.1材料强度学的研究目的1

1.2材料强度学的基本假定3

1.3材料强度学的地位与作用4

1.4材料强度学的发展史简介6

1.5应力、应变的平均值意义与材料连续性、均匀性假定8

1.6一个简单而有意思的问题10

1.7本书的构成与张量标记法简介12

1.7.1本书的构成12

1.7.2张量标记法简介12

思考题13

参考文献14

第2章 材料的微结构和基本力学特性16

2.1材料的基本力学性能及其分类16

2.2材料的微观结构和理想强度17

2.3材料特性的组织敏感和钝感性21

2.4材料的本构关系和变形特性22

2.5材料的失效形式与强度特性25

2.6金属材料的晶体结构和微观缺陷27

2.6.1晶体结构27

2.6.2结晶缺陷29

2.6.3滑移系32

2.6.4位错应力33

2.7材料的变形特性35

2.7.1弹性变形特性35

2.7.2塑性变形特性41

2.7.3黏弹性变形特性44

2.8材料破断的微观机理48

2.8.1劈开48

2.8.2滑移面分离49

2.8.3微小空洞生长与连成50

2.9材料的损伤及其演化对材料特性的影响50

2.9.1连续损伤模型50

2.9.2损伤演化律52

2.9.3损伤演化与材料特性的变化55

2.10材料的硬度特性56

2.11弹性模量与硬度之间的经验关系61

思考题62

参考文献64

第3章 脆性破坏及其强度特性66

3.1脆断强度与破坏准则66

3.1.1劈开的微观准则（sohncke法则）67

3.1.2滑移面分离的微观准则67

3.1.3脆性破坏的宏观准则68

3.2断裂韧性与断裂准则73

3.3Griffith的脆性断裂理论与裂纹起裂、扩展78

3.3.1无宏观裂纹材料的脆断强度与起裂长度78

3.3.2断裂力学的适用范围80

3.4破坏的区域性与破坏特征尺寸82

3.5缺陷大小、形状对破坏应力的影响84

3.5.1椭圆孔洞的影响84

3.5.2球孔缺陷的影响85

3.5.3各类缺陷大小与破坏应力的关系曲线86

3.5.4小裂纹的名义断裂韧性87

3.6带微小孔试件的脆性断裂实验87

3.7缺口端部的应力集中与应力梯度91

3.8晶粒大小对脆断强度的影响94

3.9裂尖的小规模屈服与准脆性断裂94

3.10裂尖动应力场与动破坏98

3.11脆断强度、断裂韧性与硬度的经验关系102

3.12层间破坏准则103

3.12.1薄膜涂层材料在划痕试验条件下的破坏准则103

3.12.2层间剥离破坏准则106

3.12.3界面裂纹破坏准则110

思考题112

参考文献113

第4章 屈服、韧性破坏及其强度特性116

4.1韧性材料的拉伸破坏116

4.2材料的屈服强度与屈服条件118

4.2.1屈服的机理118

4.2.2单晶材料的塑性变形121

4.2.3多晶材料的微观屈服条件122

4.2.4宏观屈服条件124

4.3屈服强度的特征尺寸127

4.4各向异性材料的屈服条件132

4.5韧性断裂的微观模型133

4.5.1Plateau模型134

4.5.2Thomason模型135

4.5.3McClintock模型136

4.6塑性变形过程中微裂纹发生的条件137

4.7含裂纹材料的韧性破坏138

4.7.1裂纹稳态扩展的机理138

4.7.2评价稳态扩展的参数140

4.7.3非稳态扩展的条件143

4.8材料的加工硬化特性和包辛格效应144

4.9切口脆化146

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148

思考题149

参考文献150

第5章 材料的增强、增韧方法及其机理151

5.1材料增强方法的分类151

5.2材料组织强化方法的机理152

5.2.1遇到障碍物时的位错运动152

5.2.2分散增强与析出增强153

5.2.3固溶增强154

5.3复合强化的机理155

5.4复合材料的破坏准则156

5.5剪滞理论159

5.6预应力强化161

5.7表面改性161

5.8材料的增韧方法及其机理162

5.8.1改善塑性变形特性163

5.8.2提高断裂韧性163

5.8.3提高裂纹扩展阻抗增加率165

思考题166

参考文献166

第6章 蠕变及其强度特性168

6.1蠕变与高温变形168

6.2蠕变的机理173

6.2.1扩散173

6.2.2位错运动174

6.2.3晶界滑移176

6.2.4晶粒的塑性变形176

6.3黏弹性和黏弹塑性177

6.3.1黏弹性变形区间177

6.3.2黏弹塑性变形区间178

6.4蠕变断裂179

6.5基于损伤力学的蠕变断裂评价方法180

6.6黏弹性体中的裂尖应力应变场183

6.6.1线性黏弹性体中的裂纹裂尖场183

6.6.2非线性黏弹性体的Norton本构关系187

6.6.3Norton材料中的裂尖场188

6.6.4裂纹的蠕变扩展189

思考题190

参考文献190

第7章 疲劳及其强度寿命特性193

7.1疲劳现象及其研究方法193

7.2疲劳的分类195

7.3疲劳问题的工程评价方法196

7.3.1循环应力和循环应变196

7.3.2S-N曲线和疲劳极限197

7.3.3ε-N曲线199

7.3.4Miner累加法则200

7.4疲劳裂纹的萌生机理201

7.5多晶体的循环应力应变曲线202

7.6疲劳裂纹的扩展203

7.6.1疲劳裂纹扩展机理204

7.6.2混合模态下的疲劳裂纹扩展路径205

7.6.3疲劳裂纹扩展规律206

7.6.4疲劳（剩余）寿命的计算208

7.7腐蚀开裂与腐蚀疲劳209

7.8面压疲劳——次表面疲劳212

7.8.1Hertz应力212

7.8.2基于Hertz应力的面压疲劳评价方法215

7.8.3面压疲劳裂纹扩展219

7.9微动疲劳220

7.10界面疲劳226

7.11延性材料的疲劳232

7.12具有时间依存型本构关系的材料的疲劳234

7.12.1光滑试件的疲劳行为235

7.12.2疲劳裂纹扩展规律236

7.12.3混合型疲劳的寿命评价237

7.13疲劳极限与静态材料特性之间的关系238

思考题238

参考文献239

第8章 疲劳损伤演化机理及各种疲劳规律间的关系242

8.1缺陷大小对疲劳强度的影响242

8.2疲劳破坏的特征长度244

8.2.1引入特征长度的可行性244

8.2.2特征长度的确定方法246

8.2.3含缺陷材料疲劳强度的统一评价方法247

8.3裂纹扩展过程及规律的考察247

8.4带微小缺陷材料的疲劳极限252

8.5剩余强度和剩余寿命253

8.5.1剩余强度与损伤的关系253

8.5.2单一循环载荷下损伤与寿命的关系255

8.5.3剩余寿命评价方法257

8.6疲劳损伤演化的机理和规律257

8.6.1循环载荷作用下的热扰动258

8.6.2具有理论依据的损伤演化律260

8.6.3特定温度、恒定循环应力幅下的演化律260

8.6.4考虑循环应力幅影响的损伤演化律264

8.7损伤累加规律264

8.8多轴疲劳265

8.8.1多轴疲劳失效准则266

8.8.2多轴疲劳寿命评估267

思考题268

参考文献269