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第1章　材料在静载下的力学行为1

1.1　材料在静拉伸时的力学行为概述1

1.2　金属材料的弹性变形2

1.2.1　广义虎克定律2

1.2.2　弹性模量的技术意义3

1.2.3　弹性比功5

1.2.4　滞弹性6

1.2.5　包辛格效应及其实用意义7

1.3　金属材料的塑性变形8

1.3.1　屈服强度及其影响因素8

1.3.2　加工硬化和其应力-应变曲线10

1.3.3　颈缩条件和抗拉强度15

1.3.4　塑性的度量及其实际意义16

1.3.5　静力韧度19

1.4　金属材料的断裂19

1.4.1　静拉伸的断口19

1.4.2　韧断机制——微孔聚舍21

1.4.3　穿晶断裂——解理和准解理23

1.4.4　力学状态图与断裂分析24

1.5　材料在扭转时的力学性能26

1.5.1　扭转的应力特点26

1.5.2　扭转强度的测定27

1.5.3　扭转试验的实际应用29

1.6　材料的弯曲试验31

1.7　金属的硬度32

1.7.1　金属硬度的概念32

1.7.2　布氏硬度33

1.7.3　洛氏硬度35

1.7.4　维氏硬度37

1.7.5　显微硬度38

1.8　聚合物的静强度39

1.8.1 聚合物拉伸过程中的载荷-伸长（应力-应变曲线）39

1.8.2　聚合物的弹性模量40

1.8.3　聚合物的变形机制42

1.9　陶瓷材料的静强度44

1.9.1　陶瓷材料的拉伸曲线与弹性变形44

1.9.2　陶瓷材料的抗弯强度45

1.9.3　陶瓷材料的断裂与断裂强度46

1.9.4　陶瓷材料的合理使用48

第2章　缺口、低温和应变速率对材料性能的影响50

2.1　缺口对材料性能的影响50

2.2　温度材料的力学性能影响52

2.3　应变速率对材料力学性能的影响54

2.4.1　缺口静拉伸试验55

2.4　材料在静载下的缺口强度试验55

2.4.2　缺口偏斜拉伸试验57

2.4.3　缺口静弯试验60

2.5　缺口冲击韧性试验61

2.5.1　试验方法61

2.5.2　缺口冲击试验的应用61

2.5.3　冷脆转化温度的评定63

2.6　材料脆断的理论解释64

2.6.1　材料的脆断理论64

2.6.2　冷脆转化的微观解释67

2.6.3　影响材料脆性断裂的冶金因素68

2.7　抗脆断设计及其试验70

2.7.1　落锤试验70

2.7.2　断裂分析图70

第3章　断裂力学与断裂韧性73

3.1　概述73

3.2　格里菲斯（Griffith）断裂理论74

3.2.1　理论断裂强度74

3.2.2　格里菲斯（Griffith）断裂理论74

3.2.3　奥罗万（Orowan）的修正75

3.3　裂纹扩展的能量判据76

3.4.1　三种断裂类型77

3.4　裂纹尖端的应力场77

3.4.2　I型裂纹尖端的应力场78

3.4.3　应力强度因子K179

3.5　断裂韧性和断裂判据80

3.5.1　断裂韧性Kc和K1c80

3.5.2　断裂判据80

3.6　几种常见裂纹的应力强度因子82

3.7　裂纹尖端的塑性区85

3.8　塑性区及应力强度因子的修正88

3.9　G1和K1的关系91

3.10.1　外部因素93

3.10　影响断裂韧性的因素93

3.10.2　内部因素94

3.10.3　K1c与其它力学性能的关系97

3.11　金属材料断裂韧性K1的测定98

3.11.1　试样制备98

3.11.2　测试方法99

3.12　J积分101

3.12.1　J积分概念102

3.12.2　J1C的测定103

3.13　裂纹张开位移法（COD法）105

3.14.1　陶瓷材料的断裂韧性108

3.14　陶瓷材料的断裂韧性与陶瓷增韧途径108

3.14.2　陶瓷增韧途径111

3.15　陶瓷的热冲击113

3.15.1　热震断裂114

3.15.2　热震损伤114

第4章　材料在交变载荷下的力学行为116

4.1　金属疲劳破坏的特点116

4.1.1　疲劳破坏的特点116

4.1.2　疲劳断口分析116

4.2　S-N曲线和疲劳缺口敏感度118

4.2.1　S-N曲线和疲劳极限118

4.2.2　不对称循环应力下的疲劳极限和疲劳图120

4.2.3　疲劳缺口敏感度q122

4.3　疲劳裂纹扩展速率125

4.3.1　Paris方程125

4.3.2　疲劳裂纹扩展的三个阶段及其影响因素127

4.4　用断裂力学计算疲劳寿命131

4.5　低周疲劳，ε-N曲线133

4.5.1　一般规律133

4.5.2　疲劳积累损伤和塑性136

4.5.3　疲劳硬化与软化138

4.6　缺口零件疲劳寿命的估计139

4.7.1　疲劳裂纹的萌生142

4.7　疲劳裂纹的萌生与发展142

4.7.2　疲劳裂纹的扩展143

4.8　冲击疲劳和热疲劳145

4.8.1　冲击疲劳（多次冲击）的特点145

4.8.2　多冲A-N曲线及其规律145

4.8.3　热疲劳147

4.9　提高疲劳强度的途径148

4.10　疲劳短裂纹152

4.11　裂纹的闭合效应156

4.12　聚合物的疲劳159

4.12.2　聚合物的疲劳裂纹扩展160

4.12.1　聚合物的S-N曲线和疲劳极限160

4.13　陶瓷材料的疲劳161

4.13.1　静疲劳162

4.13.2　循环应力疲劳163

第5章　材料在环境介质作用下的力学行为165

5.1　应力腐蚀165

5.1.1　应力腐蚀的特点165

5.1.2　应力腐蚀抗力指标及测试方法166

5.1.3　影响应力腐蚀的因素169

5.2.1　氢脆的来源和氢脆的特点173

5.2　氢脆173

5.1.4　应力腐蚀机理及防止办法173

5.2.2　氢脆机理及其防止方法175

5.3　腐蚀疲劳176

5.3.1　腐蚀疲劳特点176

5.3.2　影响腐蚀疲劳裂纹扩展的因素177

5.3.3　腐蚀疲劳裂纹扩展机制180

5.3.4　防止腐蚀疲劳的措施181

第6章　材料的磨损182

6.1　摩擦和磨损的基本概念182

6.1.1　摩擦182

6.1.2　润滑183

6.2　粘着磨损184

6.2.1　粘着磨损概念184

6.2.2　影响粘着磨损的因素185

6.2.3　粘着磨损失效举例186

6.3　磨粒磨损187

6.3.1　磨粒磨损分类187

6.3.2　磨粒磨损的主要试验规律187

6.3.3　磨粒磨损机理188

6.3.4　影响磨粒磨损的因素189

6.3.5　磨粒损试验方法190

6.4.1　接触应力的概念191

6.4　接触疲劳191

6.4.2　接触疲劳类型192

6.4.3　影响接触疲劳寿命的若干因素195

6.5　微动磨损197

第7章　材料在高温下的力学性能199

7.1　材料在高温下力学性能的特点199

7.2　蠕变的宏观规律及蠕变机制201

7.2.1　金属蠕变的宏观规律201

7.2.2　金属蠕变变形机制203

7.3.1　蠕变极限205

7.3　金属高温力学性能指标205

7.3.2　持久强度207

7.3.3　应力松弛稳定性209

7.4　提高蠕变抗力的途径210

7.5　金属蠕变与疲劳的交互作用210

7.6　聚合物的粘弹性与蠕变215

7.6.1　温度对聚合物力学性能的影响215

7.6.2　聚合物的力学松弛——粘弹性216

习题220

附录　与本书内容有关的材料力学性能试验方法国家标准及其适用范围226

参考文献231