《材料强度学》以工程材料(金属、高分子、陶瓷、复合材料)为对象,结合位错理论和断裂力学分析方法,论述了材料的各种破坏现象和强度的宏观、微观理论。内容包括:固体的破坏,位错与晶体的强度,材料破坏的能量条件,断裂力学分析方法,材料的断裂韧度及其测试,金属的脆性和韧性破坏,材料的高温强度,疲劳破坏,高分子材料和陶瓷材料的强度,纤维复合材料的强度,材料的抗断裂设计。附录中介绍了弹性理论及复变函数法概述,断裂的位错理论等。《材料强度学》可作为高校力学、材料、航空、机械、土建、交通等专业研究生的教学用书和相关领域科技人员的参考用书。

材料强度的准确评价和材料破坏的预防是人们一直以来孜孜以求的目标。由于材料破坏和断裂的机理尚未完全认识清楚,以及新材料的不断涌现和材料在严酷环境下的服役要求,因材料破坏导致的事故仍经常发生。材料的破坏控制问题被视作21世纪科技界要解决的重要难题之一。
材料强度学旨在从微观、细观和宏观等方面分析材料的破坏原因,提出材料强度的评估方法及材料抗断裂设计方法。材料强度学包含的尺度跨度大,涉及的学科范围广,目前还没有一个明确的和统一的体系上的界定:也难以见到适合研究生教学的相关资料和教材。
本书基于断裂力学和位错理论,较全面地论述了工程材料(金属、高分子、陶瓷、复合材料等)强度的物理基础、宏观表象及强度的宏、微观理论,力图使读者对材料的各种破坏现象及其原因有一个基本的理解。
本书内容在经过数届研究生教学的基础上,由同名的讲义修改和增补而成。在使用过程中,各届学生提出了许多有益的修改建议;力学系杨挺青教授审看了本书稿,并提出许多宝贵的意见;本书的出版得到华中科技大学研究生院的资助。在此一并表示感谢。
本书内容参考了多种国内外出版的著作,也包含一些作者本人的工作。限于作者水平,疏漏或不当之处在所难免,敬请读者批评指正。

第1章固体的破坏
1.1材料强度的本质
1.2理论破坏强度
1.3破坏类型与机理
1.4 固体脆性断裂特征
1.5 多轴应力的影响
1.6 时间相关断裂
1.7强度的分散性能
习题
本章参考文献

第2章位错与晶体的强度
2.1理论剪切强度
2.2位错与剪切强度
2.3位错移动与滑移变形
2.4位错的应力场
2.5 位错的能量及位错线张力
2.6 位错与位错之间的相互作用
2.7位错的塞积
2.8 位错与溶质原子的交互作用
2.9位错的增殖
2.10 多晶体屈服强度
2.11 材料的变形抵抗能力
2.12位错理论的应用
习��
本章参考文献

第3章材料破坏的能量条件
3.1能量平衡
3.2能量释放率
3.3 Gr.ffith公式
3.4裂纹**的曲率半径
3.5裂纹扩展速度
习题
本章参考文献

第4章断裂力学分析方法
4.1 断裂力学的产生及作用
4.2 裂纹**应力场
4.3 应力强度因子的影响因素
4.4 应力强度因子与能量释放率的关系
4.5 裂纹与位错的力学相似性
4.6 塑性变形机制及裂纹**塑性区尺寸
4.7.裂纹**开口位移
4.8 弹塑性断裂力学基础
习题
本章参考文献

第5章材料的断裂韧度及其测试
5.1 断裂韧度
5.2 由弹塑性参数J积分确定断裂韧度
5.3韧脆转变与断裂韧度
5.4动态断裂韧度
5.5疲劳裂纹扩展
5.6 裂纹扩展阻力曲线
5.7 断裂韧度Klc测试
5.8 临界Jlc测试
5.9 临界δc试
习题
本章参考文献

第6章金属的脆性破坏和韧性破坏
6.1破坏分类
6.2 解理断裂
6.3 固定刃型位错与解理裂纹的形成
6.4 滑移带(位错塞积群)**解理裂纹的形成
6.5 解理裂纹长大与断裂强度
6.6发生解理的条件
6.7微孔洞汇聚和韧性破坏机理
6.8韧一脆转变
6.9材料的微观结构对断裂的影响
6.10韧性裂纹长大
习题
本章参考文献

第7章材料的高温强度
7.1 高温下材料的变形与断裂特征
7.2蠕变曲线
7.3蠕变变形机理
7.4 蠕变空洞形核与长大
7.5蠕变断裂及蠕变裂纹扩展
7.6持久寿命预测
7.7 蠕变本构关系及多轴应力下的蠕变分析
7.8 高温疲劳、热疲劳、热冲击
习题
本章参考文献

第8章疲劳破坏
8.1疲劳断裂特征
8.2 S-N曲线
8.3疲劳裂纹的形成
8.4疲劳裂纹扩展
8.5 断裂力学在疲劳裂纹扩展中的应用
8.6 影响疲劳断裂的因素
8.7短裂纹疲劳特性
8.8复合型疲劳裂纹扩展条件
8.9 高温疲劳
8.10 工程塑料中的疲劳裂纹扩展
8.11 复合材料中的疲劳裂纹扩展
习题
本章参考文献

第9章高分子材料和陶瓷材料的强度
9.1 高分子材料的力学性能
9.2 高分子材料的粘弹性行为
9.3 粘弹性力学模型及材料本构关系
9.4 时间一温度等效原理
9.5 高分子材料的银纹损伤和断裂
9.6 高分子材料的疲劳和5-N曲线
9.7蠕变曲线及应力寿命图
9.8 陶瓷材料
9.9功能梯度材料
习题
本章参考文献

第10章纤维复合材料的强度
10.1 复合材料的性能和特点
10.2 正交各向异性材料的应力应变关系
10.3 正交各向异性材料的强度指标
10.4 强度准则
10.5 FRP拉伸、剪切破坏及强度预测模型
10.6压缩强度
10.7 基于经典层合理论的层合板强度计算
10.8 层合板拉伸试验及数值结果对比分析
10.9 复合材料的断裂韧度
10.10复合材料的疲劳破坏
10.11 复合材料的热应力及高温特性
习题
本章参考文献

第11章材料的抗断裂设计
11.1 结构完整性保障
11.2缺陷评定方法
11.3损伤容限设计
11.4破坏控制设计
11.5复合材料的强度设计
11.6复合材料的可靠性设计
习题
本章参考文献

附录A弹性理论及复变函数法概述
A.1 应力和应变
A.2 广义胡克定律
A.3平衡方程
A.4平面问题
A.5 Airy应力函数
A.6 Goursat应力函数
A.7位错的应力场
A.8裂纹问题的求解
A.9 Westergaard应力函数
A.10 极坐标系下的平面问题基本方程
附录A参考文献
附录B断裂的位错理论
B.1 位错与裂纹的交互作用
B.2 裂纹及裂尖塑性区的位错模型
B.3 裂纹**无位错区形成的理论
B.4 I型裂纹位错模型
附录B参考文献
部分习题解答
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