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绪论1

目录1

1 静载荷下材料的力学性能3

1.1 应力-应变曲线3

1.2　弹性变形阶段4

1.2.1 弹性模量4

1.2.2 弹性比功6

1.2.3 滞弹性7

1.2.4 包辛格（Baushinger）效应7

1.3.1 屈服现象8

1.3　塑性变形阶段8

1.3.2　形变强化10

1.3.3 颈缩现象12

1.3.4 塑性度量14

1.4　材料的断裂15

1.4.1 断裂类型15

1.4.2 解理断裂18

1.4.3　微孔聚集断裂19

1.5.1 应力状态软性系数21

1.5　其他加载方式下的力学性能21

1.5.2 压缩22

1.5.3 弯曲23

1.5.4　扭转25

1.5.5 硬度26

思考题与习题30

2　动载荷下材料的力学性能32

2.1　缺口效应32

2.1.1 缺口试样的应力分布32

2.1.2 缺口试样的静拉伸和偏斜拉伸34

2.2 冲击韧性36

2.2.1 冲击载荷下的变形与断裂36

2.2.2 冲击韧性试验37

2.3　低温脆性39

2.3.1 低温脆性现象39

2.3.2　冷脆转变温度及落锤试验40

2.3.3 影响冲击韧性和冷脆转变温度的因素43

2.4.1 变动载荷与疲劳失效45

2.4　疲劳现象及其一般规律45

2.4.2 疲劳曲线及疲劳抗力47

2.5　疲劳裂纹的形成和扩展51

2.5.1 疲劳裂纹的形成51

2.5.2　疲劳裂纹的扩展52

2.5.3 影响疲劳强度的因素53

思考题与习题58

3　断裂力学与断裂韧度59

3.1.1 理论断裂强度60

3.1　材料的断裂理论60

3.1.2 格里菲斯（Griffith）断裂理论61

3.1.3 奥罗万（Orowan）的修正62

3.1.4 裂纹扩展的能量判据63

3.2　材料的断裂韧度64

3.2.1 线弹性条件下的断裂韧度64

3.2.2 弹塑性条件下的断裂韧度73

3.3　断裂韧度KIC的测试76

3.3.1 试样形状、尺寸及制备76

3.3.2 测试方法77

3.3.3　试验结果的处理78

3.4 影响断裂韧度的因素79

3.4.1 外部因素79

3.4.2 内部因素80

3.4.3 断裂韧度与常规力学性能指标之间的关系82

思考题与习题84

4.1　摩擦与磨损86

4.1.1 摩擦与磨损现象86

4　材料的其他力学性能86

4.1.2　磨损类型及耐磨性87

4.2　磨损机理87

4.2.1 粘着磨损87

4.2.2 磨粒磨损89

4.2.3 腐蚀磨损92

4.2.4　微动磨损93

4.3　磨损试验93

4.3.1　磨损试验方法93

4.3.2　提高耐磨性的途径95

4.4.1 蠕变现象96

4.4 蠕变96

4.4.2 蠕变变形与断裂机理97

4.4.3 蠕变极限与持久强度99

4.5　其他高温力学性能103

4.5.1 高温短时拉伸性能103

4.5.2 高温硬度103

4.5.3 高温疲劳103

思考题与习题105

5.1.1 弹性及弹性模量106

5.1 弹性性能106

5　陶瓷材料的力学性能106

5.1.2 温度对弹性模量的影响108

5.1.3 孔隙率对弹性模量的影响108

5.2　硬度109

5.2.1 维氏硬度109

5.2.2 显微硬度110

5.2.3 劳克维尔硬度110

5.2.4 硬度与其他性能之间的关系111

5.3.1 理论强度112

5.3　强度112

5.3.3 陶瓷材料的抗弯强度113

5.3.2 陶瓷材料的断裂强度113

5.3.4 影响强度的因素114

5.4　断裂韧性119

5.4.1 陶瓷材料的断裂韧性119

5.4.2 陶瓷材料断裂韧性的测定120

5.5 陶瓷材料的抗热震性120

5.5.1　抗热震断裂120

思考题与习题121

5.5.2　抗热震损伤121

6　高分子材料的力学性能122

6.1 高分子材料的变形123

6.1.1 形变行为和描述力学行为的基本物理量123

6.1.2 形变性能分类124

6.2　高分子材料的断裂与强度138

6.2.1 高分子材料的断裂模式138

6.2.2 高聚物的强度139

思考题与习题142

7　复合材料的力学性能143

7.1 复合材料的变形144

7.2　连续纤维增强复合材料的强度145

7.2.1 各向异性材料的应力应变关系145

7.2.2 单层板的应力-应变关系149

7.2.3 单层板强度理论151

7.2.4 单向复合材料的微观力学性能153

7.3　短纤维增强复合材料的强度155

7.3.1 短纤维增强复合材料的应力传递156

7.3.2 短纤维增强复合材料的工程弹性常数158

7.3.3 短纤维增强复合材料的强度159

7.4　纤维增强复合材料的断裂与疲劳160

7.4.1 纤维复合材料的断裂160

7.4.2 复合材料的疲劳161

思考题与习题166

8　普通混凝土的力学性能167

8.1　普通混凝土的结构168

8.2　普通混凝土的强度169

8.2.1 混凝土立方体抗压强度169

8.2.3 混凝土的轴心抗压强度170

8.2.2 混凝土立方体抗压标准强度与强度等级170

8.2.5 混凝土的抗折强度171

8.2.4 混凝土的抗拉强度171

8.3　影响普通混凝土强度的因素172

8.3.1 水泥强度等级和水灰比172

8.3.2　粗集料与浆集比174

8.3.3 养护温度与湿度174

8.3.4　龄期的影响176

8.3.5　提高混凝土强度和促进强度发展的主要措施176

8.4.2 混凝土的裂缝扩展过程178

8.4　普通混凝土的脆性断裂178

8.4.1 混凝土材料的理论强度与实际强度178

8.4.3 混凝土的强度理论180

8.5　普通混凝土的变形180

8.5.1 物理化学因素引起的变形180

8.5.2 在短期荷载作用下的变形182

8.5.3 长期荷载作用下的变形——徐变184

思考题与习题185

参考文献187