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