工程材料的力學性能

本書主要講述各向同性和各向異性工程材料在各種加載條件下的力學性能。全書共14章，內容涉及工程材料在靜載荷、衝擊載荷、交變載荷、環境介質作用和磨損工況下的力學性能。其中，金屬材料的力學性能內容共8章；聚合物材料的力學性能、陶瓷材料的力學性能內容各1章；複合材料的力學性能內容共4章。全書在適當闡述變形和斷裂現象與機理的基礎上，明確各種力學性能指標的物理意義與工程應用。

本書為材料科學與工程類各專業的本科生教材，也可供有關專業學生及從事工程材料的研究與加工以及結構失效分析等專業的技術人員使用和參考。 ^[1] 

緒論

第1章 單向靜拉伸下的力學性能

1.1 拉伸曲線和應力-應變曲線

1.1.1 拉伸試樣

1.1.2 工程拉伸曲線和應力-應變曲線

1.1.3 典型應力-應變曲線

1.1.4 真應力-真應變曲線

1.2 彈性變形

1.2.1 彈性變形的胡克定律和雙原子模型

1.2.2 廣義胡克定律

1.2.3 常用彈性常數及彈性模量

1.2.4 彈性比功

1.3 彈性不完整性

1.3.1 滯弾性

1.3.2 包申格效應

1.4 塑性變形

1.4.1 塑性變形方式及特點

1.4.2 不連續屈服材料的變形和抗力

1.4.3 連續屈服材料的變形和抗力

1.4.4 影響屈服應力的因素

1.5 形變硬化

1.5.1 流變曲線和硬化指數

1.5.2 形變硬化的工程意義

1.6 頸縮及抗拉強度

1.6.1 頸縮判據

1.6.2 頸縮處的應力分佈

1.6.3 抗拉強度

1.6.4 屈強比

1.7 斷後伸長率和斷面收縮率

1.8 實際斷裂強度

1.9 宏觀斷裂類型和力學狀態圖

1.10 斷裂的微觀形貌特徵

1.10.1 穿晶斷裂和沿晶斷裂

1.10.2 解理斷裂

1.10.3 微孔聚合剪切斷裂

1.11 斷裂的力學理論簡介

1.11.1 理論斷裂強度

1.11.2 裂紋體的斷裂強度

習題

第2章 其他靜載下的力學性能

2.1 扭轉

2.1.1 扭轉試驗的特點

2.1.2 扭轉試驗測定的力學性能指標

2.2 彎曲

2.2.1 彎曲試驗的特點

2.2.2 彎曲試驗測定的力學性能指標

2.3 壓縮

2.3.1 壓縮試驗的特點

2.3.2 壓縮試驗測定的力學性能指標

2.4 硬度

2.4.1 布氏硬度

2.4.2 洛氏硬度

2.4.3 維氏硬度

2.5 缺口對靜加載下力學性能的影響

2.5.1 缺口效應

2.5.2 缺口靜拉伸

習題

第3章 衝擊載荷下的力學性能

3.1 衝擊載荷下變形和斷裂的特點

3.2 衝擊試驗和衝擊韌性

3.2.1 缺口試樣的衝擊試驗

3.2.2 衝擊試驗的意義

3.2.3 衝擊試驗的應用

3.3 低温脆性和冷脆轉變温度

3.3.1 低温脆性現象

3.3.2 冷脆轉變温度的評定和內在影響因素

3.3.3 冷脆現象的斷口觀察

習題

第4章 斷裂韌度

4.1 線彈性條件下的斷裂韌度

4.1.1 三種斷裂類型

4.1.2 應力強度因子KI和斷裂韌度KIC

4.1.3 線彈性斷裂力學在理想彈塑性材料中的應用

4.1.4 小範圍屈服對塑性區尺寸的限制

4.1.5 裂紋擴展能量釋放率GI和斷裂韌度GIC

4.2 斷裂韌度指標的測試

4.2.1 KIC測試方法簡述

4.2.2 臨界載荷候選值FQ的確定

4.2.3 Kq有效性的判斷

4.3 影響斷裂韌度的因素

4.3.1 材料的組織和結構

4.3.2 温度和加載速度

4.4 彈塑性條件下的斷裂韌度

習題

第5章 疲勞

5.1 變動載荷（應力）和疲勞破壞的特徵

5.1.1 變動載荷（應力）及其描述參量

5.1.2 疲勞破壞特徵和斷口分析

5.2 高周疲勞

5.2.1 S-N曲線和疲勞極限

5.2.2 循環應力特性對疲勞強度的影響

5.2.3 表面幾何因素對高周疲勞特性的影響

5.2.4 應力變動和累積損傷

5.3 低周疲勞

5.3.1 滯後回線

5.3.2 循環硬化和循環軟化

5.3.3 循環應力-應變曲線

5.3.4 應變-壽命曲線

5.3.5 缺口零件的疲勞壽命預測

5.3.6 熱疲勞

5.4 疲勞裂紋擴展

5.4.1 應力、裂紋長度與疲勞裂紋擴展的關係

5.4.2 疲勞裂紋擴展速率的影響因素

5.4.3 疲勞裂紋擴展壽命的估算

5.5 疲勞裂紋的萌生和擴展機理

5.5.1 疲勞裂紋的萌生

5.5.2 疲勞裂紋擴展的方式和機理

5.6 改善疲勞強度的方法

習題

第6章 蠕變

6.1 蠕變現象和蠕變曲線

6.2 蠕變極限與持久強度

6.2.1 試驗裝置

6.2.2 蠕變極限

6.2.3 持久強度和塑性

6.3 蠕變變形和蠕變斷裂

6.3.1 蠕變變形

6.3.2 蠕變斷裂

6.4 影響蠕變極限和持久強度的主要因素

習題

第7章 環境作用下的斷裂

7.1 應力腐蝕

7.1.1 應力腐蝕及其產生條件

7.1.2 應力腐蝕的機理

7.1.3 應力腐蝕斷口形貌

7.1.4 防止應力腐蝕的措施

7.2 氫脆

7.3 腐蝕疲勞

習題

第8章 磨損和接觸疲勞

8.1 磨損概述

8.2 磨損機理

8.2.1 黏着磨損

8.2.2 磨粒磨損

8.2.3 腐蝕磨損

8.2.4 微動磨損

8.3 接觸疲勞

8.3.1 接觸疲勞現象

8.3.2 接觸應力

8.3.3 接觸疲勞的類型

8.3.4 影響接觸疲勞壽命的因素

習題

第9章 聚合物的力學性能

9.1 線型非晶態聚合物的變形

9.1.1 非晶態聚合物在玻璃態下的變形

9.1.2 非晶態聚合物在高彈態下的變形

9.1.3 非晶態聚合物在黏流態下的變形

9.2 結晶態聚合物的變形

9.3 聚合物的黏彈性

9.4 聚合物的強度與斷裂 ^[1]