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绪论1

第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能3

第一节 力-伸长曲线和应力应变曲线3

第二节 弹性变形4

一、弹性变形及其实质4

二、弹性模量5

三、比例极限与弹性极限6

四、弹性比功7

第三节 弹性不完整性8

一、包申格(Bauschinger)效应8

二、弹性后效9

三、弹性滞后和循环韧性10

第四节 塑性变形11

一、塑性变形方式及特点11

二、屈服现象和屈服点(屈服强度)12

三、影响屈服强度的因素15

四、应变硬化(形变强化)20

五、缩颈现象22

六、抗拉强度24

七、塑性24

第五节 金属的断裂26

一、断裂的类型26

二、解理断裂机理和微观断口特征31

三、微孔聚集断裂机理和微观断口特征37

四、断裂强度39

五、断裂理论的应用45

六、真实断裂强度和静力韧度46

思考题与习题47

参考文献48

第二章金属在其他静载荷下的力学性能49

第一节 应力状态软性系数49

一、压缩试验的特点50

二、压缩试验50

第二节 压缩50

第三节 弯曲52

一、弯曲试验的特点52

二、弯曲试验52

第四节 扭转54

一、扭转试验的特点54

二、扭转试验55

第五节 缺口试样静载荷试验56

一、缺口效应56

二、缺口试样静拉伸试验58

三、缺口试样静弯曲试验60

一、金属硬度的意义及硬度试验的特点61

第六节 硬度61

二、硬度试验62

思考题与习题67

参考文献68

第三章金属在冲击载荷下的力学性能69

第一节 冲击载荷下金属变形和断裂的特点69

第二节 冲击弯曲和冲击韧性70

第三节 低温脆性72

一、低温脆性现象72

二、韧脆转变温度73

三、落锤试验和断裂分析图75

一、冶金因素76

第四节 影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素76

二、外部因素78

思考题与习题79

参考文献79

第四章金属的断裂韧度81

第一节 线弹性条件下的金属断裂韧度81

一、裂纹扩展的基本形式81

二、应力场强度因子k1及断裂韧度K1c82

三、裂纹扩展能量释放率GI及断裂韧度G1c91

第二节 弹塑性条件下的金属断裂韧度94

一、J积分原理及断裂韧度JIc95

二、裂纹尖端张开位移(COD)及断裂韧度δc97

第三节 断裂韧度的测试99

一、断裂韧度KIc的测试99

二、断裂韧度JIc的测试102

三、断裂韧度δc的测试103

第四节 影响断裂韧度的因素105

一、断裂韧度与常规力学性能指标之间的关系105

二、影响断裂韧度的因素107

第五节 断裂韧度在工程中的应用110

一、高压容器承载能力的计算110

二、高压壳体的材料选择111

三、大型转轴断裂分析112

四、钢铁材料的脆性评定112

思考题与习题114

参考文献115

第五章金属的疲劳116

第一节 金属疲劳现象及特点116

一、变动载荷和循环应力116

二、疲劳现象及特点118

三、疲劳宏观断口特征118

第二节 疲劳曲线及疲劳抗力121

一、疲劳曲线121

二、疲劳极限122

三、过载持久值及过载损伤界126

四、疲劳缺口敏感度127

第三节 疲劳裂纹扩展及疲劳门槛值128

一、疲劳裂纹扩展曲线128

二、疲劳裂纹扩展门槛值129

三、疲劳裂纹扩展的影响因素130

四、疲劳裂纹扩展速率表达式133

五、疲劳裂纹扩展寿命的估算134

第四节 疲劳过程及机理136

一、疲劳裂纹萌生过程及机理136

二、疲劳裂纹扩展过程及机理138

第五节 影响疲劳强度的因素142

一、加载规范的影响142

二、表面状态及尺寸因素的影响145

三、表面强化及残余应力的影响146

四、材料成分及组织的影响148

第六节 低周疲劳150

一、低周疲劳150

二、热疲劳153

三、冲击疲劳154

思考题与习题156

参考文献157

第六章金属的应力腐蚀和氢脆断裂158

第一节 应力腐蚀158

一、应力腐蚀现象及其产生条件158

二、应力腐蚀断裂机理及断口形貌特征159

三、应力腐蚀力学性能指标161

四、防止应力腐蚀的措施163

第二节 氢脆163

一、氢在金属中的存在形式163

二、氢脆类型及其特征164

三、钢的氢致延滞断裂机理165

四、氢致延滞断裂与应力腐蚀的关系167

五、防止氢脆的措施168

思考题与习题169

参考文献169

第七章金属磨损和接触疲劳170

第一节 磨损现象和耐磨性170

一、磨损170

二、耐磨性171

第二节 磨损机理171

一、粘着磨损171

二、磨粒磨损174

三、腐蚀磨损178

第三节 磨损试验方法180

第四节 提高耐磨性的途径182

第五节 金属接触疲劳183

一、接触疲劳现象与接触应力183

二、接触疲劳破坏机理186

三、接触疲劳试验方法188

四、影响接触疲劳抗力的因素189

思考题与习题191

参考文献192

第八章金属高温力学性能193

第一节 金属的蠕变现象194

一、蠕变变形机理195

第二节 蠕变变形与断裂机理195

二、蠕变断裂机理196

第三节 金属高温力学性能指标及其影响因素197

一、蠕变极限197

二、持久强度极限199

三、剩余应力200

四、影响金属高温力学性能的主要因素201

第四节 其它高温力学性能203

一、高温短时拉伸性能203

二、高温硬度203

思考题与习题203

参考文献204

第九章高分子材料与陶瓷材料的力学性能205

第一节 高分子材料的变形与断裂205

一、聚合物的结构与性能特点205

二、线型非晶态聚合物的变形209

三、结晶聚合物的变形211

四、聚合物的粘弹性212

五、聚合物的强度与断裂214

第二节 陶瓷材料的力学性能216

一、陶瓷材料的组成、结构217

二、陶瓷材料的变形与断裂217

三、陶瓷材料的断裂韧度222

四、陶瓷材料的疲劳强度224

五、陶瓷材料的耐磨性226

六、陶瓷材料的抗热震性227

思考题与习题228

参考文献229

附录230

附录A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230

附录B Φ2值表233

附录C 表面裂纹修正因子234

1.表面裂纹形状因子Q值表234

2.自由表面修正因子Me与裂纹厚度比a/B的关系曲线234