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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