《高分子材料的强度与破坏》求取 ⇩

第一章绪论1

1.1　引言1

1.2　影响高分子材料强度的各种因素3

1.3　研究高分子强度和破坏的方法5

第二章弹性力学基本概念8

2.1　笛卡尔张量的基本概念8

2.1.1　标量、矢量和笛卡尔张量的分析定义8

2.1.2　矢量和张量的标记法以及加和约定10

2.1.3　张量的性质11

2.2　应力分析11

2.2.1　应力的定义和应力分量12

2.2.2　简单应力状态实例14

2.2.3　平衡方程15

2.2.4　坐标变换时应力分量的变换15

2.2.5　主应力和应力不变量18

2.2.6　偏离应力张量和球形应力张量21

2.3　形变分析22

2.3.1　变形22

2.3.2　变的定义23

2.3.3　应变分量的协调方程25

2.4　应力-应变关系26

2.4.1　广义虎克定律和应变能密度26

2.5.4　杆的扭转26

2.4.2　具有正交对称性弹性材料的应力-应变关系27

2.4.3　具有纤维对称性弹性材料的应力-应变关系29

2.4.4　各向同性材料的应力-应变关系30

2.4.5　热应力32

2.5　高分子材料力学实例分析33

2.5.1　三点弯曲梁33

2.5.2　有均匀分布载荷的简支梁34

2.5.3　端部受集中载荷作用的悬臂梁35

2.5.5　受压球壳37

2.5.6　受压圆柱体容器38

3.1.1　高分子的链结构40

3.1　高分子材料的分子结构40

第三章高分子结构和性能基础40

3.1.2　单键的内旋转和分子链的柔性43

3.1.3　分子量、分子量分布和高分子链的缠结45

3.2　与高分子固体的力学性能相关的分子聚集态结构48

3.2.1　高分子的无扰高斯线团模型48

3.2.2　高分子材料的非晶态50

3.2.3　高分子晶体51

3.2.4　分子取向54

3.2.5　退火、淬火和残余应力56

3.3　高分子的分子运动59

3.3.1　高分子材料力学性能的三种状态和两种转变59

3.3.2　低于玻璃化转变的次级松弛60

3.4　高分子的粘弹性62

3.4.1　粘弹性材料的各种变形特性62

3.4.2　线性粘弹性的力学模型描述64

3.4.3　松弛时间谱和推迟时间谱71

3.4.4　时-温等效原理73

3.4.5　耗散能76

3.4.6　非线性粘弹性78

3.5　高分子材料的弹性模量80

3.6.1　橡胶的熵弹性80

3.5.2　高分子晶体的弹性模量84

3.5.3　玻璃状非晶态高分子的弹性模量86

3.5.4　各向同性结晶高分子的弹性模量87

3.6　高分子的表面性能89

3.6.1　表面能89

3.6.2　扩散90

3.6.3　溶胀和溶解91

第四章高分子材料的屈服和塑性变形95

4.1　高分子材料的屈服现象95

4.1.1　基本概念和定义95

4.1.2　理想塑性行为100

4.1.4　屈服准则101

4.1.3　温度、应变率和静水应力对高分子材料屈服的影响102

4.1.5　应力空间、应力空间的屈服面110

4.2　高分子材料的塑性力学实验--均匀塑性变形112

4.1.6　塑性变形的应力-应变关系112

4.3　高分子材料的塑性力学实验--非均匀塑性变形117

4.3.1　无约束非均匀塑性变形:细颈119

4.3.2 在一维方向上有约束的非均匀塑性变形:倾斜细颈(inclined neck)121

4.3.3 在二维方向上有约束的非均匀塑性变形:剪切带(shear band)124

4.4 高分子材料的塑性力学实验-一各向异性材料的屈服127

4.4.1　各向异性材料屈服的力学准则127

4.4.2　静水压力对各向异性材料屈服应力的影响，鲍辛格效应129

4.5　屈服的微观机理132

4.5.1　Eyring速度过程理论132

5.3.1　用光学显微镜测定银纹的应力-应变曲线133

4.5.2　高分子屈服的速度过程理论134

4.5.4　Robertson关于 柔性链 增多的屈服理论136

4.5.3　自由体积理论136

第五章高分子材料的银纹现象139

5.1　引言139

5.2　银纹的微观结构和形态141

5.2.1　银纹的一般特征141

5.2.2　电子显微镜研究银纹的微观结构142

5.2.3　SAXS研究银纹的微观结构150

5.3　银纹的微力学性能163

5.3.2　定量透射电镜技术研究银纹应力165

5.3.3　全息技术169

5.3.4　关于银纹应力分布的各种模型174

5.4　银纹的引发和生长176

5.4.1　银纹引发的力学准则176

5.4.2　银纹引发的微观模型180

5.3.4　银纹的扩展184

5.4.4　银纹增厚机理190

5.5　溶剂对银纹的影响195

第六章高分子材料的断裂203

6.1　断裂力学的基本原理203

6.1.1　经典的应力集中概念203

6.1.2　裂纹失稳的能量准则和Griffith强度公式206

6.1.3　裂纹扩展力和Kies-Irwin公式210

7.2　高分子材料在冲击速率下的变形212

6.1.4　裂纹端点附近的弹性应力场212

6.1.5　裂纹失稳的应力强度因子准则216

6.1.6　实际样品的应力强度因子和断裂韧性的测定217

6.1.7　裂纹端部塑性区及其修正218

7.3.3　用缺口样品测定高分子材料的临界裂纹扩展力G10221

6.1.8 　J积分概念227

6.2　高分子材料的理论强度229

6.2.1　高分子材料破坏的微观过程概述229

6.2.3　各向同性材料的强度232

6.2.4　强度和杨氏模量的关系233

6.5.2　表面裂纹法233

6.3　高分子材料的微观断裂机理235

6.3.1　高分子键断裂的动力学模型235

6.3.2　应力诱导高分子化学键断裂的ESR谱237

6.3.3　凝胶渗透色谱法(GPC)242

6.3.4　红外光谱法243

6.3.5　小角X光散射技术(SAXS)247

6.4　高分子材料的脆性断裂和影响材料断裂韧性的各种因素250

6.4.1　高分子材料的变形方式250

6.4.2　线弹性断裂力学对脆性高分子材料的适用性和断裂韧性的测定252

6.4.3　裂纹端部的塑性变形和裂端银纹258

6.4.4　显微光干涉法测定裂纹端部银纹的物理、力学状态260

6.4.5　影响高分子材料断裂韧性的各种结构因素271

6.5.1　准弹性处理法279

6.5　高分子材料的延性断裂279

6.2.2　完全取向高分子的理论强度281

6.5.3　大尺寸样品法286

6.5.4 　J积分287

6.6　高分子材料的断裂过程和断面形态288

6.6.1　高分子材料断裂过程的一般情况288

6.6.2　高分子材料的断面形态290

6.7　高分子材料断裂过程中的声发射现象305

7.2.1　冲击波在杆中的传播312

7.1　高分子材料的冲击强度312

第七章高分子材料的冲击破坏312

7.2.2　高速冲击实验314

7.3　Charpy和Jzod冲击实验319

7.3.1　一般概念319

7.3.2　力学分析320

7.4　落球冲击322

7.5　仪表冲击试验322

7.6　影响高分子材料冲击强度的各种因素325

7.6.1　样品几何形状的影响325

7.6.2　试验温度的影响326

7.6.3　成型工艺条件对冲击强度的影响328

第八章高分子材料的蠕变破坏330

8.1　引言330

8.2　高分子材料大形变蠕变的一般特征330

8.3　蠕变破坏333

8.3.1　蠕变破坏的一般特征333

8.3.2　高分子材料的蠕变破坏规律335

9.4.1　疲劳裂纹的扩展338

8.3.3　估计蠕变寿命的等应变量曲线法340

8.3.4　估计高分子材料蠕变寿命的经验公式342

8.4　高分子材料在化学药品环境中的蠕变和破坏346

9.2　高分子在疲劳过程中的热效应349

9.1　引言349

第九章高分子材料的疲劳破坏349

9.3　高分子材料疲劳的一般特征353

9.3.1　S-N曲线和疲劳极限353

9.3.2　疲劳过程354

9.3.3　加载方式对疲劳过程的影响355

9.3.4　疲劳过程中高分子结构的变化356

9.4　疲劳裂纹的扩展358

9.4.2　裂端银纹的形态及疲劳裂纹的扩展359

9.4.3　疲劳裂纹的不连续扩展及斑纹形态362

9.5　影响疲劳性能的各种实验因素365

9.5.1　试验频率365

9.5.2　试验温度366

9.5.3　平均应力367

9.5.4　缺陷大小和表面划伤368

9.6　影响疲劳性能的材料结构因素369

9.6.1　高分子结构369

9.6.2　分子量和分子量分布370

9.6.3　橡胶改性371

9.6.4　填料和增强纤维373

9.6.5　增塑和交联373

9.7　影响疲劳寿命的环境因素375

9.7.1　溶剂应力银纹介质375

9.7.2　氧气的影响377

9.7.3　形成氢链的介质377