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1　材料在静载荷下的力学性能1

1.1　材料的拉伸性能1

1.1.1　拉伸曲线和应力-应变曲线1

1.1.2　脆性材料的拉伸性能9

1.1.3　塑性材料的拉伸性能11

1.1.4　高分子材料的拉伸性能13

1.1.5　复合材料的拉伸性能17

1.2　材料在其他静载荷下的力学性能18

1.2.1　加载方式与应力状态图18

1.2.2　扭转20

1.2.3　弯曲23

1.2.4　压缩25

1.3　硬度27

1.3.1　硬度试验的特点27

1.3.2　布氏硬度28

1.3.3　洛氏硬度29

1.3.4　维氏硬度31

1.3.5　显微硬度32

1.3.6　肖氏硬度32

参考文献33

2　材料的变形34

2.1　材料的弹性变形34

2.1.1　弹性变形的基本特点34

2.1.2　弹性变形的物理本质34

2.1.3　胡克定律36

2.2　弹性模量及其影响因素38

2.2.1　弹性模量的意义38

2.2.2　弹性模量的影响因素38

2.2.3　弹性比功39

2.3　弹性变形的不完整性40

2.3.1 包辛格（Bauschinger）效应40

2.3.2　弹性后效40

2.3.3　弹性滞后环41

2.4　材料的塑性变形42

2.4.1　塑性变形的一般特点42

2.4.2　塑性变形的物理过程43

2.4.3　单晶体与多晶体材料塑性变形的特点45

2.4.4　形变织构和各向异性47

2.5　屈服47

2.5.1　屈服现象及其解释47

2.5.2　屈服强度48

2.5.3　屈服判据53

2.6　形变强化53

2.6.1　形变强化曲线54

2.6.2　材料的颈缩现象55

2.6.3　形变强化的意义56

参考文献56

3　材料的强化与韧化57

3.1　金属及合金的强化与韧化57

3.1.1　均匀强化58

3.1.2　非均匀强化64

3.1.3　细晶强化68

3.1.4　第二相强化72

3.1.5　其他强化方法81

3.2　陶瓷材料的强化与韧化87

3.2.1　陶瓷材料的强度特点87

3.2.2　陶瓷材料的强化88

3.2.3　陶瓷材料的韧化89

3.2.4　影响陶瓷材料强度的主要因素90

3.2.5　影响陶瓷材料韧性的主要因素90

3.3　高分子材料的强化与韧化95

3.3.1　高分子材料的强度特点95

3.3.2　高分子材料的强化方法96

3.3.3　高分子材料的韧化方法97

3.4　复合材料的强化与韧化98

3.4.1　复合强化原理98

3.4.2　复合韧化原理与工艺99

3.4.3　三大材料的强韧化比较100

3.5　材料强韧化过程的力学计算104

3.5.1　宏、细观平均化计算105

3.5.2　层状结构的细观模拟计算105

3.5.3　强度的统计计算106

3.5.4　宏、细、微观三层嵌套模型106

参考文献107

4　材料的断裂108

4.1　断裂分类与宏观断口特征108

4.1.1　断裂的分类108

4.1.2　断口的宏观特征110

4.2　断裂强度111

4.2.1　晶体的理论断裂强度111

4.2.2　材料的实际断裂强度112

4.3　脆性断裂114

4.3.1　脆性断裂机理114

4.3.2　脆性断裂的微观特征118

4.4　韧性断裂120

4.4.1　韧性断裂机理120

4.4.2　韧性断裂的微观特征121

4.5　复合材料的断裂122

4.5.1　复合材料的断裂模式122

4.5.2　复合材料断裂的微观形式122

4.5.3　复合材料开裂方向的预测124

4.6　缺口效应124

4.6.1　缺口对应力分布的影响124

4.6.2　缺口敏感性及其表示方法126

4.6.3　缺口试样冲击弯曲及冲击韧性126

4.7　材料的低温脆性127

4.7.1　材料的低温脆性现象127

4.7.2　材料的韧脆转变温度128

4.7.3　影响韧脆转变温度的因素129

参考文献131

5　材料的断裂韧性132

5.1　断裂韧性的基本概念132

5.1.1　断裂强度与裂纹长度132

5.1.2　裂纹体的三种位移方式133

5.1.3　平面应力和平面应变134

5.1.4　断裂韧性和应力场强度因子135

5.2　裂纹尖端附近的应力场136

5.3　裂纹尖端塑性区的大小及其修正137

5.3.1　裂纹前端屈服区的大小137

5.3.2　应力松弛对塑性区的影响139

5.4　裂纹扩展的能量释放率GI142

5.5　断裂韧性的影响因素143

5.5.1　杂质对K Ic的影响143

5.5.2　晶粒尺寸对K Ic的影响144

5.5.3　组织结构对K Ic的影响144

5.5.4　特殊热处理对K Ic的影响145

5.6　平面应变断裂韧性K Ic测试方法146

5.6.1　试样的制备146

5.6.2　测试方法147

5.7　弹塑性状态的断裂韧性149

5.7.1　裂纹尖端的张开位移COD149

5.7.2 J积分150

参考文献151

6　材料的疲劳153

6.1　疲劳现象153

6.1.1　变动载荷153

6.1.2　疲劳断裂特点154

6.1.3　疲劳宏观断口154

6.2　疲劳断裂过程及其机理155

6.2.1　疲劳裂纹的萌生155

6.2.2　疲劳裂纹的扩展157

6.2.3　疲劳裂纹扩展机制与疲劳断口微观特征157

6.3　疲劳裂纹扩展速率与门槛值159

6.3.1　疲劳裂纹扩展速率159

6.3.2　疲劳裂纹扩展速率的数学表达式160

6.4　疲劳强度指标161

6.4.1 S-N曲线与疲劳极限161

6.4.2　过载持久值与过载损伤界162

6.4.3　疲劳缺口敏感度163

6.5　影响疲劳性能的因素164

6.5.1　载荷因素164

6.5.2　表面状态与尺寸因素165

6.5.3　组织因素166

6.6　低周疲劳167

6.6.1　低周疲劳的特点167

6.6.2　低周疲劳的△ε-N曲线168

6.6.3　循环硬化与循环软化169

6.7　复合材料与陶瓷材料的疲劳169

6.7.1　复合材料的疲劳169

6.7.2　陶瓷材料的疲劳170

参考文献172

7　高温及环境下的材料力学性能173

7.1　材料的蠕变173

7.1.1　材料的蠕变现象和蠕变曲线173

7.1.2　蠕变过程中组织结构的变化175

7.2　蠕变变形及断裂机制175

7.2.1　蠕变变形机制175

7.2.2　蠕变损伤和断裂机制177

7.3　蠕变、持久强度极限及其外推法178

7.3.1　蠕变极限和持久强度极限178

7.3.2　蠕变持久强度数据的外推法179

7.4　疲劳与蠕变的交互作用180

7.5　高分子材料的黏弹性181

7.6　陶瓷材料的抗热震性182

7.6.1　抗热震断裂183

7.6.2　抗热震损伤183

7.7　热疲劳183

7.8　应力松弛184

7.8.1　金属中的应力松弛现象184

7.8.2　松弛稳定性指标185

7.9　影响材料高温性能的因素185

7.9.1　合金化学成分的影响186

7.9.2　冶炼工艺及热处理工艺的影响186

7.9.3　晶粒度的影响187

7.10　环境介质作用下的力学性能187

7.10.1　应力腐蚀187

7.10.2　氢脆192

7.10.3　腐蚀疲劳197

参考文献199

8　材料的磨损和接触疲劳200

8.1　摩擦与磨损的基本概念200

8.1.1　摩擦及类型200

8.1.2　磨损及类型201

8.1.3　耐磨性202

8.2　磨损机制及提高磨损抗力的因素203

8.2.1　氧化磨损203

8.2.2　咬合磨损（第一类黏着磨损）204

8.2.3　热磨损（第二类黏着磨损）205

8.2.4　磨粒磨损206

8.2.5　微动磨损208

8.3　材料磨损试验方法208

8.3.1　试验方法分类208

8.3.2　磨损试验机209

8.3.3　磨损量的测量方法210

8.4　接触疲劳211

8.4.1　接触应力212

8.4.2　接触疲劳的类型214

8.5　非金属材料的磨损性能219

参考文献221