材料与设计 工程设计中材料失效的分析、预测和预防PDF电子书下载

目录序编译者的话第一篇基本原理第一章导论第一节研究范围 1

第二节失效形式 1

第二章连续介质力学第一节引言 4

第二节应力 4

第三节应力的平衡 7

第四节应力变换 11

第五节应变分量的定义及其相容性 16

第六节应力和应变的关系 20

附录应力和应变的不变量 21

习题 22

参考文献 25

第三章弹性行为第一节关于材料弹性行为的讨论 26

第二节弹性本构关系 27

第三节弹性体中的应力分布 28

第四节St.Venant原理 29

第五节残余应力 30

第六节热应变 35

第七节应变能 36

第八节应力集中 39

第九节滞弹现象 43

习题 45

参考文献 47

第四章 塑性响应——连续介质处理第一节绪言 48

第二节单向受载时的本构关系 49

第三节单向受载与多向受载之间的相互关系 53

第四节多向受载条件下的本构关系——屈服条件 55

第五节 屈服准则的进一步讨论 56

第六节流动法则——塑性状态下的应力－应变关系式 61

第七节应用——塑性大变形问题 67

一、求解方法 67

二、拉丝 67

三、圆杯的深拉延 70

四、拉伸塑性失稳（或颈缩） 73

五、柱体的翘曲——压缩塑性失稳 79

第八节应用——弹塑性问题 81

一、引言 81

二、宽板的弯曲和卸载 81

第九节塑性极限分析 83

习题 88

参考文献 89

第五章复合应力失效理论及其应用第一节引言 90

第二节最大正应力理论（Rankine理论） 90

第三节最大切应力理论（Tresca-Guest理论） 92

第四节最大正应变理论（St.Venant理论） 93

第五节应变能理论（Beltrami理论） 94

第六节 畸变能理论（Huber-Von Mises-Hencky理论） 95

第七节二向应力状态下失效理论的比较 98

第八节莫尔失效理论 99

第九节失效理论的选用 103

第十节复合应力失效理论在设计中的应用 103

习题 109

参考文献 111

第六章微观塑性变形第一节引言 112

第二节滑移和临界切应力 112

第三节位错理论 113

一、位错和柏氏矢量 113

二、位错运动产生的应变 116

三、位错的应力场 117

四、位错应变能和线张力 118

五、位错受力 119

六、平行位错之间的相互作用 119

七、自由表面对位错的作用 121

八、位错的产生 121

九、晶格对位错运动的阻力 123

第四节位错理论与金属的应力－应变关系 123

一、具有缓慢屈服的金属应力－应变关系 123

二、不连续屈服点 124

三、锯齿屈服（Portevin-Le Chatelier）效应 126

第五节加工硬化机理 127

第六节金属的强化机理 129

一、固溶强化 129

二、沉淀强化 130

第七节位错引起的二次效应 132

一、微应变 132

二、包辛格效应 133

附录A密勒指数和密勒－布拉维指数 134

附录B 晶体结构和一般金属的滑移系 135

习题 137

参考文献 137

第七章断裂第一节线弹性断裂力学引言 139

第二节断裂力学在设计中的应用 144

第三节弹塑性断裂力学 150

第四节应用举例 151

习题 152

参考文献 153

第二节定义 154

第二篇工程材料力学行为第八章疲劳分析中的统计方法第一节引言 154

第三节总体分布 156

一、机率密度函数 156

二、标准正态分布 158

第四节样本分布 160

一、正态分布 160

二、X2分布（卡方分布） 161

三、t分布 162

四、F分布 164

一、统计假设内容 169

二、两类错误 169

第五节统计假设 169

三、检验程序 170

四、举例 170

第六节置信限 172

第七节优良估计量的性质 173

第八节一定置信度下的样本容量 173

第九节机率纸 174

第十节均值和方差的比较 179

习题 182

参考文献 183

第九章疲劳第一节引言 184

第二节W？hler疲劳曲线 186

第三节疲劳裂纹 187

一、疲劳过程 187

五、Weibull分布 188

二、宏观效应 189

第四节高周疲劳 190

二、实验步骤 191

第五节S-N-P曲线 191

一、S-N-P曲线 191

三、S-N-P曲线的建立 192

第六节影响S-N-P曲线的因素 194

一、材料的影响 194

二、几何形状的影响 198

三、环境的影响 200

四、工作条件的影响 201

五、应力－时间图 203

第七节非零均值应力的影响 205

六、影响因素在设计中的应用 205

第八节应用举例 211

第九节多向疲劳应力 212

一、多向疲劳失效最大正应力理论 212

二、多向疲劳失效最大切应力理论 213

三、多向疲劳失效畸变能理论 213

第十节多向疲劳失效理论的应用 214

一、应用 214

二、应用举例 215

习题 218

参考文献 219

第十章 积累损伤、寿命预测和断裂控制第一节引言 221

第二节线性损伤理论 221

第三节积累损伤理论 222

一、损伤与循环数比值 222

二、Marco-Starkey积累损伤理论 222

三、Henry积累损伤理论 224

四、Gatts积累损伤理论 226

五、Corten-Dolan积累损伤理论 228

第四节非零平均应变和非零平均应力的影响 232

六、Marin积累损伤理论 233

七、Manson双线性损伤理论 236

第四节应用举例 238

第五节按局部应力－应变和断裂力学概念的寿命预测 242

第六节裂纹扩展的断裂力学 249

第七节工作载荷模拟和全尺度疲劳试验 253

第八节损伤容限和断裂控制 254

第九节应用举例 258

习题 259

参考文献 261

第十一章疲劳试验程序和数据的统计说明（处理）第一节引言 267

第二节标准方法 267

第三节恒应力水平试验 268

第四节响应或存活方法（Probit方法） 268

第五节阶梯试验方法 270

第六节Prot方法 271

第七节楼梯法或升降方法 272

第八节极值方法 275

第九节总结 275

习题 276

参考文献 277

第十二章低周疲劳第一节引言 278

第二节应变循环概念 278

第三节应变－寿命曲线和低周疲劳关系 280

第五节低周疲劳的积累损伤 284

第七节热疲劳与低周疲劳 285

第六节多向应力状态的影响 285

第八节总结 286

第九节应用举例 286

习题 289

参考文献 289

第十三章蠕变第一节引言 291

第二节基本概念 291

一、蠕变 291

二、蠕变极限 292

三、蠕变性能的预测 293

四、持久强度（蠕变断裂强度） 295

第三节设计中蠕变数据的评估 296

一、蠕变速度方程式 296

二、蠕变经验公式 296

三、蠕变寿命估算 299

第四节高温结构零件的蠕变断裂设计 303

第五节蠕变极限和持久强度值的确定 304

一、持久强度确定 304

第六节蠕变断裂数据的关系 307

二、蠕变极限的确定 307

第七节复合应力下的蠕变 308

一、复合应力下蠕变速度方程式 308

二、高温高压圆筒蠕变断裂设计 310

三、含缺陷管子蠕变断裂寿命估算 311

四、缺口试样的蠕变和持久强度 312

第八节蠕变断裂机理 314

一、应力集中理论 314

三、晶界断裂发展过程模型 315

二、空位理论 315

第九节积累损伤理论在蠕变断裂寿命估算中的应用 316

一、W型裂纹（或楔型裂纹）时的蠕变断裂寿命 316

二、R型空洞时蠕变断裂寿命 317

第十节近代蠕变断裂寿命预测发展 318

一、高温蠕变脆性断裂 318

二、高温断裂力学应用 319

三、蠕变和疲劳的综合效应 321

四、应用举例 322

一、低合金耐热钢 324

第十一节耐热材料 324

二、变性12％Cr钢 325

三、奥氏体钢 325

四、铁基合金 326

五、镍基合金 327

六、钴基合金 328

七、TD镍 328

八、难熔金属 329

九、陶瓷和金属陶瓷 329

第十二节设计者对选材的考虑 330

习题 331

参考文献 333

第十四章震动与冲击第一节引言 334

第二节冲击载荷下的能量法 334

第三节冲击载荷下应力波的传播 338

第四节质点速与波速 341

第五节 自由端和固定端的应力波行为 343

第六节杆件受轴向骤加力时的应力波传播 345

第七节滞弹阻尼引起的应力波衰减 346

一、运动体撞击杆件端点的应力波 349

第八节运动体撞击杆件端点的应力波和最大应力 349

二、运动体撞击杆件端点的最大应力 354

第九节超过屈服极限时应力波的传播 356

第十节冲击载荷下材料性能的变化 357

第十一节冲击载荷下的剥落 362

第十二节冲击载荷下的应力、应变集中效应 364

第十三节应用举例 365

习题 368

参考文献 370

第十五章磨损第一节引言 372

一、概况 372

二、表面现象 373

第二节磨损类型 376

一、粘附磨损 376

二、磨粒磨损 388

三、疲劳磨损 394

四、腐蚀磨损 396

五、微振磨损 401

六、侵蚀 409

七、剥层磨损理论 413

第三节工程设计中的零磨损经验模型 422

一、零磨损经验模型 422

二、零磨损模型的应用 426

第四节磨损的检测和监控 428

一、磨损试验 428

二、表面分析术 428

习题 431

参考文献 436

第二节简单连杆机构的翘曲 438

第十六章翘曲和失稳第一节引言 438

第三节两端铰支的柱体的翘曲 439

第四节端部约束对柱体翘曲的影响 441

第五节柱体翘曲的非弹性性能 442

第六节高、窄形梁承受弯曲时的侧向翘曲 446

第七节细长圆轴承受扭转时的翘曲 448

第八节其他翘曲现象 450

习题 450

参考文献 451

第三篇聚合物及工程陶瓷材料的力学行为第十七章 聚合物的力学性质第一节引言 452

第二节聚合物的结构与基本特性 453

第三节复合材料 456

第四节聚合物的形变性质 458

一、模型与本构关系 458

二、Maxwell固体在恒定应力下的形变（蠕变） 459

三、Maxwell固体的应力松弛 459

第五节实际聚合物的应力松弛与蠕变 459

一、应力松弛 459

二、蠕变 460

第六节时间温度叠加原理与平移因子 462

第七节聚合物的应力－应变关系 466

第八节银纹的形成、结构及其力学性质 467

一、银纹的结构 467

二、银纹的力学性质 468

第九节银纹形成的应力和应变判据 469

第十节分子缠结的作用和取向 470

第十一节线性粘弹体的应力分析 471

第十二节聚合物的粘性行为 474

习题 476

参考文献 479

第十八章工程陶瓷第一节引言 480

第二节工程陶瓷的分类 480

一、按化学成分分类 480

二、按制造方法分类 480

三、按性质性能或用途分类 481

第三节工程陶瓷研究、开发中的主要问题 484

第四节评价、设计和测定技术 485

一、断裂基础 485

二、Weibull统计 487

三、缺陷检验 488

第五节寿命预测 489

一、机械应力疲劳 489

二、热应力疲劳（热疲劳） 491

三、机械应力状态下的热疲劳 492

第六节寿命保证试验 493

第七节最佳设计 496

习题 498

参考文献 498