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序 1

前言 1

第Ⅰ篇 变形力学 1

第一章 弹性理论 2

1.1引言 2

A分章 弹性理论——初等方法① 2

1.2纵向应力和应变 2

1.3剪应力和剪应变 4

1.4泊松比 5

1.5复杂应力状态 6

1.6双向应力状态的图解法——莫尔圆 8

1.7纯剪切——G与E的关系 9

B分章 弹性理论——高等方法 10

1.8应力的概念 10

1.9张量 12

指标记法 13

转换关系 13

对称张量和反对称张量 15

张量的二次型表示和主轴 16

1.10应力 17

对称应力张量 17

斜截面上的应力 19

主应力的确定 20

主剪应力 21

应力不变量 22

应力张量的特殊形式 22

塑性理论中的重要应力 24

1.11应变 26

一维变形 26

二维变形 26

三维变形 30

应变不变量——静水应变、偏斜应变和八面体应变 31

应变能（或变形能） 31

1.12应力-应变关系 33

虎克定律 33

矩阵记法 34

晶体对称性 36

各向同性材料的关系 39

弹性理论 44

1.13固体中的弹性波传播 48

1.14求解弹性问题的其它方法 49

习题 51

参考文献 53

推荐读物 53

第二章 塑性理论 56

2.1引言 56

2.2流动准则（或屈服准则、或破坏准则） 58

最大应力准则（Rankine） 58

最大变形能准则 59

最大剪应力准则（Tresca） 59

最大歪形能准则（von Mises） 59

Tresca准则和von Mises准则的图示及实验验证 60

2.3塑性理论 63

Levy-von Mises（流动）理论 63

2.4静水压力对塑性变形的影响 66

2.5成形加工 67

概要 67

成形加工系统 67

成形工艺的分类 73

分析方法 74

轧制 79

拔丝 87

锻造 93

金属板材成形 97

习题 98

参考文献 100

推荐读物 101

第三章 断裂与断裂韧性 104

3.1引言 104

3.2应力集中和Griffith断裂准则 104

应力集中 105

应力集中系数 105

Griffith准则 107

塑性变形材料中的裂纹扩展 108

3.3裂纹成核和扩展的微结构研究 109

裂纹成核 109

断裂机制图 119

3.4线弹性断裂力学 120

断裂韧性 121

LEFM的假设 121

裂纹尖端分离的类型 121

各向同性材料中裂纹尖端附近的应力场 121

I型裂纹尖端应力场的细节 123

塑性区尺寸修正 125

断裂韧性随厚度的变化 127

G与K的关系 128

3.5裂纹扩展力及其测量 129

3.6 K1c在实用中的重要性 131

3.7裂纹张开位移 132

3.8J积分 134

3.9 R曲线 136

习题 137

参考文献 139

推荐读物 140

第Ⅱ篇变形金属学 143

第四章 理想晶体 144

4.1引言 144

4.2金属结构 144

4.3金属的理论强魔 146

理论拉伸强度（Orowan方法） 146

理论拉伸（解理）应力的较精确计算 149

理论剪切应力 150

σmax／τmax比值的重要性 152

4.4金属的真实强度 152

4.5金属玻璃（或非晶态金属） 155

4.6键合与弹性常数的关系 159

习题 161

参考文献 162

推荐读物 163

第五章 点缺陷 164

5.1引言 164

5.2 FCC、BCC和HCP结构中的间隙 165

5.3点缺陷的平衡浓度 166

5.4复杂点缺陷 167

5.5点缺陷的产生 168

5.6点缺陷对力学性能的影响 169

5.7点缺陷的观察 171

习题 171

参考文献 172

推荐读物 172

第六章 线缺陷 173

6.1引言 173

6.2位错的实验观察 175

6.3位错的行为 177

位错环 177

位错的运动 179

6.4位错周围的应力场 180

螺位错 180

刃位错 182

位错应变能（或变形能） 184

6.5曲位错的能量 185

6.6作用在位错上的力 187

6.7位错之间的关系 187

面心立方晶体中的位错 187

密排六方晶体中的位错 195

体心立方晶体中的位错 196

6.8位错源 196

均匀成核 196

位错在界面和表面的成核 198

Frank-Read源 199

其它位错源 200

习题 202

参考文献 203

推荐读物 205

第七章 面缺陷 206

7.1引言 206

7.2晶界 206

倾侧晶界和扭侧晶界 206

晶界能的计算 207

晶界能随取向差的变化 209

晶界位错 210

晶界凸缘 211

晶界的多面体单元堆集模型 212

晶界在塑性变形中的作用 212

7.3畴界和其它二维缺陷 213

超点阵和逆相边界结构 214

堆垛层错 214

7.4李晶和孪晶界 215

形变孪晶 215

退火孪晶 219

习题 220

参考文献 221

推荐读物 222

第八章 位错效应补遗及变形几何 223

8.1位错塞积 223

8.2位错交割 224

8.3位错运动引起的变形（Orowan方程） 225

8.4位错动力学 227

位错速度和外加应力的关系 227

位错自身能对速度的依赖性 229

位错运动阻尼 237

位错加速度 239

8.5热激活位错运动 241

常高度障垒的简单情况 242

流动应力随温度的变化 243

各种障垒 244

8.6变形几何学 247

球极平面投影 247

滑移所需的应力 248

变形剪切 250

滑移系 251

8.7复晶体和多晶体的变形 252

多晶体的独立滑移系 253

复晶体 255

多晶体 256

习题 259

参考文献 261

推荐读物 263

第Ⅲ篇 强化机制 265

第九章 加工硬化 266

9.1引言 266

9.2 Taylor理论 267

9.3 Mott理论 268

9.4近代理论 270

长程理论 272

其它理论 274

第Ⅲ阶段的理论 275

9.5加工硬化的Kuhlma nn-Wilsdorf理论 276

9.6不可解问题 280

9.7多晶体的加工硬化 281

多晶体的应力-应变曲线 281

9.8加工软化 282

9.9大应变下的变形 283

习题 286

参考文献 287

推荐读物 288

第十章 固溶硬化 289

10.1引言 289

10.2体膨胀错配或弹性错配交互能 290

10.3溶质原子与位错的交互作用 291

弹性交互作用 291

模量差引起的交互作用 294

电交互作用 295

化学交互作用（或Su-zuki交互作用） 295

局部有序交互作用 296

10.4固溶硬化的统计问题 296

10.5固溶体的力学效应 297

应力-应变曲线中的明显屈服点 297

应力-应变曲线在明显屈服点或Luders带之后的平台 299

应变时效 300

锯齿状应力-应变曲线 300

蓝脆 300

习题 301

参考文献 301

推荐读物 302

第十一章 沉淀和弥散硬化 303

11.1引言 303

11.2位错-沉淀物交互作用 305

粒子-位错长程交互作用 305

粒子剪切和不剪切时的位错-粒子交互作用 308

11.3塑性非均匀晶体 312

11.4夹杂对体系应变硬化影响的理论 313

连续介质模型 313

Fisher-Hart-Pry理论 313

Ashby理论 313

11.5几何必需和统计贮存位错 313

大型板状夹杂引起的位错累积 315

等轴粒子引起的位错累积 317

11.6含夹杂物晶体的应力-应变曲线方程 319

流动应力与位错密度的关系 319

流动应力与棱柱环密度的关系 320

应力-应变关系 320

11.7几何滑移距离和ρG与ρs的相对大小 321

几何滑移距离λG 321

pG与ρs的相对大小 322

11.8塑性非均匀材料的加工硬化 322

11.9微合金钢 323

11.10钢中的沉淀物 326

11.11机械合金化 327

习题 327

参考文献 329

推荐读物 330

第十二章 纤维增强（复合材料） 331

12.1引言 331

12.2复合材料的性能 333

弹性模量 333

强度 336

12.3从基体到纤维的载荷传递 338

弹性纤维-弹性基体 338

弹性纤维-塑性基体 341

12.4复合材料的断裂 343

单一断裂和多重断裂 343

复合材料的破坏模式 344

12.5复合材料的一些基本特征 345

不均匀性 345

各向异性 346

剪切耦合 347

12.6复合材料的应用 348

习题 349

参考文献 352

推荐读物 353

第十三章 马氏体强化 354

13.1马氏体的分类 354

13.2马氏体的形貌和结构 357

13.3马氏体的成核和长大 359

13.4马氏体的强度 362

13.5力学效应 365

13.6形状记忆效应 368

习题 371

参考文献 372

推荐读物 373

第十四章 晶粒尺寸强化 375

14.1引言 375

14.2预言σy-D-1／2σy关系的理论 377

Hall-Petch理论 377

Cottrell理论 378

Li理论 379

Conrad理论 379

14.3对Hall-Petch关系的批评 381

较近期的提议 381

14.4其它内障碍 384

14.5晶粒尺寸对其它性能的效应 386

对硬度的效应 386

对孪晶应力的效应 386

对延-脆转变温度的效应 387

对疲劳的效应 388

习题 388

参考文献 389

推荐读物 390

第十五章 其它机制 391

15.1热力加工（或热力处理） 391

引言 391

铁合金 391

超合金的TMT 395

其它合金的TMT 396

15.2双相钢 397

显微组织 399

力学响应 399

可成形性 400

15.3辐照损伤 400

引言 400

损伤产生机制 401

金属辐照硬化 402

离子注入 404

15.4激波硬化 405

15.5有序硬化 408

15.6织构强化 413

习题 415

参考文献 417

推荐读物 420

第Ⅳ篇 力学试验 423

第十六章 拉伸试验 424

16.1一般描述 424

引言 424

名义（或工程）应力和应变 427

拉伸曲线上的参数 428

颈缩 430

应变率 433

16.2拉伸试验的有关问题，自动拉伸试验 436

16.3金属变形模拟（力学状态方程） 441

16.4理论分析 442

16.5应力松弛试验 445

16.6电塑性效应 451

习题 452

参考文献 453

推荐读物 455

第十七章 硬度测试 456

17.1引言 456

17.2显微和宏观压痕测试 457

宏观压痕测试 457

显微压痕硬度测试 462

17.3硬度测试中的应力和应变 464

17.4其它金相学因素 468

习题 472

参考文献 472

推荐读物 473

第十八章 成形性试验 475

18.1重要参数 475

18.2塑性各向异性 475

18.3拉伸试验 480

18.4双向试验 480

18.5冲-拉试验和成形极限曲线（或Keeler-Goodwin图） 481

习题 486

参考文献 486

推荐读物 487

第十九章 断裂试验 488

19.1为什么要进行断裂试验 488

19.2冲击试验 488

19.3 Charpy冲击试验 488

19.4落锤试验 490

19.5仪表监控的Charpy冲击试验 491

19.6平面应变断裂韧性试验 493

19.7裂纹张开位移试验 496

δc的计算 497

19.8J积分试验 497

习题 499

参考文献 500

推荐读物 500

第二十章 蠕变和蠕变试验 501

20.1引言 501

20.2关联法和外推法 503

20.3蠕变基本机制 506

扩散螨变 507

位错蠕变 508

位错滑移 510

晶界滑移 511

20.4变形机制（Weertman-Ashby）图 513

20.5耐热合金 515

习题 519

参考文献 521

推荐读物 522

第二十一章 疲劳和疲劳试验 523

21.1疲劳 523

S-N曲线 524

循环加载 524

循环应力-应变曲线 526

疲劳强度或疲劳寿命 528

平均应力对疲劳寿命的影响 531

累积损伤和寿命消耗 532

疲劳裂纹成核 534

疲劳裂纹扩展 536

线弹性断裂力学在疲劳分析中的应用 538

蠕变-疲劳交互作用 546

21.2疲劳试验 547

常规疲劳试验 547

非常规疲劳试验 549

疲劳裂纹扩展试验 551

习题 553

参考文献 555

推荐读物 556

索引 558