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第一章 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1

第一节 拉伸力-伸长（延伸）曲线和应力-应变曲线2

第二节 弹性变形3

一、弹性变形及其实质3

二、胡克定律4

三、弹性模量5

四、弹性比功5

五、滞弹性6

六、包申格（Bauschinger）效应8

第三节 塑性变形9

一、塑性变形方式及特点9

二、屈服现象和屈服强度10

三、影响屈服强度的因素14

四、应变硬化（形变强化）17

五、缩颈现象和抗拉强度19

六、塑性21

七、屈强比23

八、静力韧度（强塑积）24

第四节 金属的断裂24

一、断裂的类型24

二、解理断裂28

三、微孔聚集断裂32

四、断裂强度34

五、断裂理论的意义39

思考题与习题40

第二章 金属在其他静载荷下的力学性能42

第一节 应力状态软性系数43

第二节 压缩44

一、压缩试验的特点44

二、压缩试验44

第三节 弯曲45

一、弯曲试验的特点45

二、弯曲试验45

第四节 扭转46

一、扭转试验的特点46

二、扭转试验47

第五节 缺口试样静载荷试验48

一、缺口效应48

二、缺口试样静拉伸试验51

三、缺口试样静弯曲试验52

第六节 硬度53

一、金属硬度的意义及硬度试验的特点53

二、硬度试验53

思考题与习题60

第三章 金属在冲击载荷下的力学性能61

第一节 冲击载荷下金属变形和断裂的特点62

第二节 冲击弯曲和冲击韧性62

第三节 低温脆性64

一、低温脆性现象64

二、韧脆转变温度65

三、落锤试验和断裂分析图67

第四节 影响韧脆转变温度的冶金因素69

一、晶体结构69

二、化学成分69

三、显微组织69

思考题与习题71

第四章 金属的断裂韧度72

第一节 线弹性条件下的金属断裂韧度73

一、裂纹扩展的基本形式73

二、应力场强度因子KI及断裂韧度KIC74

三、裂纹扩展能量释放率GI及断裂韧度GIC82

第二节 断裂韧度KIC的测试84

一、试样的形状、尺寸及制备84

二、测试方法85

三、试验结果的处理86

第三节 影响断裂韧度KIC的因素87

一、断裂韧度KIC与常规力学性能指标之间的关系87

二、影响断裂韧度KIC的因素88

第四节 断裂韧度在金属材料中的应用举例91

一、高压容器承载能力的计算91

二、高压壳体的热处理工艺选择92

三、高强度钢容器水爆断裂失效分析93

四、大型转轴断裂分析93

五、评定钢铁材料的韧脆性94

第五节 弹塑性条件下金属断裂韧度的基本概念96

一、J积分及断裂韧度JIC97

二、裂纹尖端张开位移及断裂韧度δe98

思考题与习题100

第五章 金属的疲劳102

第一节 金属疲劳现象及特点103

一、变动载荷和循环应力103

二、疲劳现象及特点104

三、疲劳宏观断口特征105

第二节 疲劳曲线及基本疲劳力学性能107

一、疲劳曲线和对称循环疲劳极限107

二、疲劳图和不对称循环疲劳极限109

三、抗疲劳过载能力111

四、疲劳缺口敏感度112

第三节 疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值114

一、疲劳裂纹扩展曲线114

二、疲劳裂纹扩展速率115

三、疲劳裂纹扩展寿命的估算120

第四节 疲劳过程及机理121

一、疲劳裂纹萌生过程及机理121

二、疲劳裂纹扩展过程及机理123

第五节 影响疲劳强度的主要因素125

一、表面状态的影响126

二、残余应力及表面强化的影响126

三、材料成分及组织的影响129

第六节 常见疲劳断裂130

一、低周疲劳130

二、缺口机件疲劳寿命估算134

三、低周冲击疲劳135

四、热疲劳137

第七节 疲劳短裂纹扩展简介138

思考题与习题139

第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂141

第一节 应力腐蚀142

一、应力腐蚀现象及其产生条件142

二、应力腐蚀断裂机理及断口形貌特征143

三、应力腐蚀抗力指标144

四、防止应力腐蚀的措施147

第二节 氢脆147

一、氢在金属中的存在形式147

二、氢脆类型及其特征148

三、钢的氢致延滞断裂机理149

四、氢致延滞断裂与应力腐蚀的关系150

五、防止氢脆的措施151

思考题与习题152

第七章 金属磨损和接触疲劳153

第一节 磨损概念154

一、磨损154

二、耐磨性155

第二节 磨损模型155

一、黏着磨损155

二、磨粒磨损158

三、冲蚀磨损162

四、腐蚀磨损165

五、微动磨损166

第三节 磨损试验方法167

第四节 金属接触疲劳168

一、接触疲劳现象与接触应力168

二、接触疲劳破坏机理171

三、接触疲劳试验方法173

四、影响接触疲劳寿命的因素173

思考题与习题175

第八章 金属高温力学性能176

第一节 金属的蠕变现象177

第二节 蠕变变形与蠕变断裂机理178

一、蠕变变形机理178

二、蠕变断裂机理179

第三节 金属高温力学性能指标及其影响因素180

一、蠕变极限180

二、持久强度极限181

三、剩余应力183

四、影响金属高温力学性能的主要因素184

思考题与习题185

第九章 聚合物材料的力学性能187

第一节 聚合物材料的结构188

一、高分子链的近程结构——构型188

二、高分子链的远程结构——构象188

三、聚合物聚集态结构——晶态、非晶态及取向189

第二节 线型非晶态聚合物的变形191

一、非晶态聚合物在玻璃态下的变形192

二、非晶态聚合物在高弹态下的变形193

三、非晶态聚合物在黏流态下的变形194

第三节 结晶态聚合物的变形195

第四节 聚合物的黏弹性196

一、静态黏弹性——蠕变与应力松弛196

二、动态黏弹性——滞后和内耗198

第五节 聚合物的强度与断裂199

一、强度与硬度199

二、银纹与断裂过程200

三、韧性与增韧201

四、摩擦与磨损202

第六节 聚合物的疲劳强度204

思考题与习题206

第十章 陶瓷材料的力学性能207

第一节 陶瓷材料的结构208

一、陶瓷材料的组成与结合键208

二、陶瓷材料的显微结构208

第二节 陶瓷材料的变形与断裂208

一、陶瓷材料的弹性变形208

二、陶瓷材料的塑性变形209

三、陶瓷材料的断裂209

第三节 陶瓷材料的强度210

一、弯曲强度211

二、拉伸强度212

三、压缩强度213

第四节 陶瓷材料的硬度与耐磨性213

一、陶瓷材料的硬度213

二、陶瓷材料的耐磨性214

第五节 陶瓷材料的断裂韧度与增韧215

一、陶瓷材料的断裂韧度215

二、陶瓷材料的增韧217

第六节 陶瓷材料的疲劳218

一、陶瓷材料的疲劳类型218

二、陶瓷材料疲劳特性评价220

第七节 陶瓷材料的抗热震性220

一、抗热震断裂220

二、抗热震损伤221

思考题与习题222

第十一章 复合材料的力学性能223

第一节 复合材料的定义和性能特点224

一、复合材料的定义和分类224

二、复合材料的性能特点224

第二节 单向复合材料的力学性能226

一、单向复合材料的弹性性能227

二、单向复合材料的强度231

第三节 短纤维复合材料的力学性能235

一、基体与纤维间的应力传递235

二、短纤维复合材料的弹性模量237

三、短纤维复合材料的强度238

第四节 复合材料的断裂、冲击和疲劳239

一、复合材料的断裂239

二、复合材料的韧性241

三、复合材料的冲击性能242

四、复合材料的疲劳性能244

思考题与习题247

附录248

附录A 与本书内容有关的材料力学性能试验方法标准及其适用范围248

附录B φ2值表251

附录C 表面裂纹修正因子252

附录D 金属材料室温拉伸试验方法国家标准力学性能指标名称和符号对照252

附录E 不同条件下的试验力（GB/T 231.1 —2009《金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法》）253

参考文献254