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序1

前言1

第Ⅰ篇 变形力学1

第一章 弹性理论2

1.1引言2

A分章 弹性理论——初等方法①2

1.2纵向应力和应变2

1.3剪应力和剪应变4

1.4泊松比5

1.5复杂应力状态6

1.6双向应力状态的图解法——莫尔圆8

1.7纯剪切——G与E的关系9

B分章 弹性理论——高等方法10

1.8应力的概念10

1.9张量12

指标记法13

转换关系13

对称张量和反对称张量15

张量的二次型表示和主轴16

1.10应力17

对称应力张量17

斜截面上的应力19

主应力的确定20

主剪应力21

应力不变量22

应力张量的特殊形式22

塑性理论中的重要应力24

1.11应变26

一维变形26

二维变形26

三维变形30

应变不变量——静水应变、偏斜应变和八面体应变31

应变能（或变形能）31

1.12应力-应变关系33

虎克定律33

矩阵记法34

晶体对称性36

各向同性材料的关系39

弹性理论44

1.13固体中的弹性波传播48

1.14求解弹性问题的其它方法49

习题51

参考文献53

推荐读物53

第二章 塑性理论56

2.1引言56

2.2流动准则（或屈服准则、或破坏准则）58

最大应力准则（Rankine）58

最大变形能准则59

最大剪应力准则（Tresca）59

最大歪形能准则（von Mises）59

Tresca准则和von Mises准则的图示及实验验证60

2.3塑性理论63

Levy-von Mises（流动）理论63

2.4静水压力对塑性变形的影响66

2.5成形加工67

概要67

成形加工系统67

成形工艺的分类73

分析方法74

轧制79

拔丝87

锻造93

金属板材成形97

习题98

参考文献100

推荐读物101

第三章 断裂与断裂韧性104

3.1引言104

3.2应力集中和Griffith断裂准则104

应力集中105

应力集中系数105

Griffith准则107

塑性变形材料中的裂纹扩展108

3.3裂纹成核和扩展的微结构研究109

裂纹成核109

断裂机制图119

3.4线弹性断裂力学120

断裂韧性121

LEFM的假设121

裂纹尖端分离的类型121

各向同性材料中裂纹尖端附近的应力场121

I型裂纹尖端应力场的细节123

塑性区尺寸修正125

断裂韧性随厚度的变化127

G与K的关系128

3.5裂纹扩展力及其测量129

3.6 K1c在实用中的重要性131

3.7裂纹张开位移132

3.8J积分134

3.9 R曲线136

习题137

参考文献139

推荐读物140

第Ⅱ篇变形金属学143

第四章 理想晶体144

4.1引言144

4.2金属结构144

4.3金属的理论强魔146

理论拉伸强度（Orowan方法）146

理论拉伸（解理）应力的较精确计算149

理论剪切应力150

σmax／τmax比值的重要性152

4.4金属的真实强度152

4.5金属玻璃（或非晶态金属）155

4.6键合与弹性常数的关系159

习题161

参考文献162

推荐读物163

第五章 点缺陷164

5.1引言164

5.2 FCC、BCC和HCP结构中的间隙165

5.3点缺陷的平衡浓度166

5.4复杂点缺陷167

5.5点缺陷的产生168

5.6点缺陷对力学性能的影响169

5.7点缺陷的观察171

习题171

参考文献172

推荐读物172

第六章 线缺陷173

6.1引言173

6.2位错的实验观察175

6.3位错的行为177

位错环177

位错的运动179

6.4位错周围的应力场180

螺位错180

刃位错182

位错应变能（或变形能）184

6.5曲位错的能量185

6.6作用在位错上的力187

6.7位错之间的关系187

面心立方晶体中的位错187

密排六方晶体中的位错195

体心立方晶体中的位错196

6.8位错源196

均匀成核196

位错在界面和表面的成核198

Frank-Read源199

其它位错源200

习题202

参考文献203

推荐读物205

第七章 面缺陷206

7.1引言206

7.2晶界206

倾侧晶界和扭侧晶界206

晶界能的计算207

晶界能随取向差的变化209

晶界位错210

晶界凸缘211

晶界的多面体单元堆集模型212

晶界在塑性变形中的作用212

7.3畴界和其它二维缺陷213

超点阵和逆相边界结构214

堆垛层错214

7.4李晶和孪晶界215

形变孪晶215

退火孪晶219

习题220

参考文献221

推荐读物222

第八章 位错效应补遗及变形几何223

8.1位错塞积223

8.2位错交割224

8.3位错运动引起的变形（Orowan方程）225

8.4位错动力学227

位错速度和外加应力的关系227

位错自身能对速度的依赖性229

位错运动阻尼237

位错加速度239

8.5热激活位错运动241

常高度障垒的简单情况242

流动应力随温度的变化243

各种障垒244

8.6变形几何学247

球极平面投影247

滑移所需的应力248

变形剪切250

滑移系251

8.7复晶体和多晶体的变形252

多晶体的独立滑移系253

复晶体255

多晶体256

习题259

参考文献261

推荐读物263

第Ⅲ篇 强化机制265

第九章 加工硬化266

9.1引言266

9.2 Taylor理论267

9.3 Mott理论268

9.4近代理论270

长程理论272

其它理论274

第Ⅲ阶段的理论275

9.5加工硬化的Kuhlma nn-Wilsdorf理论276

9.6不可解问题280

9.7多晶体的加工硬化281

多晶体的应力-应变曲线281

9.8加工软化282

9.9大应变下的变形283

习题286

参考文献287

推荐读物288

第十章 固溶硬化289

10.1引言289

10.2体膨胀错配或弹性错配交互能290

10.3溶质原子与位错的交互作用291

弹性交互作用291

模量差引起的交互作用294

电交互作用295

化学交互作用（或Su-zuki交互作用）295

局部有序交互作用296

10.4固溶硬化的统计问题296

10.5固溶体的力学效应297

应力-应变曲线中的明显屈服点297

应力-应变曲线在明显屈服点或Luders带之后的平台299

应变时效300

锯齿状应力-应变曲线300

蓝脆300

习题301

参考文献301

推荐读物302

第十一章 沉淀和弥散硬化303

11.1引言303

11.2位错-沉淀物交互作用305

粒子-位错长程交互作用305

粒子剪切和不剪切时的位错-粒子交互作用308

11.3塑性非均匀晶体312

11.4夹杂对体系应变硬化影响的理论313

连续介质模型313

Fisher-Hart-Pry理论313

Ashby理论313

11.5几何必需和统计贮存位错313

大型板状夹杂引起的位错累积315

等轴粒子引起的位错累积317

11.6含夹杂物晶体的应力-应变曲线方程319

流动应力与位错密度的关系319

流动应力与棱柱环密度的关系320

应力-应变关系320

11.7几何滑移距离和ρG与ρs的相对大小321

几何滑移距离λG321

pG与ρs的相对大小322

11.8塑性非均匀材料的加工硬化322

11.9微合金钢323

11.10钢中的沉淀物326

11.11机械合金化327

习题327

参考文献329

推荐读物330

第十二章 纤维增强（复合材料）331

12.1引言331

12.2复合材料的性能333

弹性模量333

强度336

12.3从基体到纤维的载荷传递338

弹性纤维-弹性基体338

弹性纤维-塑性基体341

12.4复合材料的断裂343

单一断裂和多重断裂343

复合材料的破坏模式344

12.5复合材料的一些基本特征345

不均匀性345

各向异性346

剪切耦合347

12.6复合材料的应用348

习题349

参考文献352

推荐读物353

第十三章 马氏体强化354

13.1马氏体的分类354

13.2马氏体的形貌和结构357

13.3马氏体的成核和长大359

13.4马氏体的强度362

13.5力学效应365

13.6形状记忆效应368

习题371

参考文献372

推荐读物373

第十四章 晶粒尺寸强化375

14.1引言375

14.2预言σy-D-1／2σy关系的理论377

Hall-Petch理论377

Cottrell理论378

Li理论379

Conrad理论379

14.3对Hall-Petch关系的批评381

较近期的提议381

14.4其它内障碍384

14.5晶粒尺寸对其它性能的效应386

对硬度的效应386

对孪晶应力的效应386

对延-脆转变温度的效应387

对疲劳的效应388

习题388

参考文献389

推荐读物390

第十五章 其它机制391

15.1热力加工（或热力处理）391

引言391

铁合金391

超合金的TMT395

其它合金的TMT396

15.2双相钢397

显微组织399

力学响应399

可成形性400

15.3辐照损伤400

引言400

损伤产生机制401

金属辐照硬化402

离子注入404

15.4激波硬化405

15.5有序硬化408

15.6织构强化413

习题415

参考文献417

推荐读物420

第Ⅳ篇 力学试验423

第十六章 拉伸试验424

16.1一般描述424

引言424

名义（或工程）应力和应变427

拉伸曲线上的参数428

颈缩430

应变率433

16.2拉伸试验的有关问题，自动拉伸试验436

16.3金属变形模拟（力学状态方程）441

16.4理论分析442

16.5应力松弛试验445

16.6电塑性效应451

习题452

参考文献453

推荐读物455

第十七章 硬度测试456

17.1引言456

17.2显微和宏观压痕测试457

宏观压痕测试457

显微压痕硬度测试462

17.3硬度测试中的应力和应变464

17.4其它金相学因素468

习题472

参考文献472

推荐读物473

第十八章 成形性试验475

18.1重要参数475

18.2塑性各向异性475

18.3拉伸试验480

18.4双向试验480

18.5冲-拉试验和成形极限曲线（或Keeler-Goodwin图）481

习题486

参考文献486

推荐读物487

第十九章 断裂试验488

19.1为什么要进行断裂试验488

19.2冲击试验488

19.3 Charpy冲击试验488

19.4落锤试验490

19.5仪表监控的Charpy冲击试验491

19.6平面应变断裂韧性试验493

19.7裂纹张开位移试验496

δc的计算497

19.8J积分试验497

习题499

参考文献500

推荐读物500

第二十章 蠕变和蠕变试验501

20.1引言501

20.2关联法和外推法503

20.3蠕变基本机制506

扩散螨变507

位错蠕变508

位错滑移510

晶界滑移511

20.4变形机制（Weertman-Ashby）图513

20.5耐热合金515

习题519

参考文献521

推荐读物522

第二十一章 疲劳和疲劳试验523

21.1疲劳523

S-N曲线524

循环加载524

循环应力-应变曲线526

疲劳强度或疲劳寿命528

平均应力对疲劳寿命的影响531

累积损伤和寿命消耗532

疲劳裂纹成核534

疲劳裂纹扩展536

线弹性断裂力学在疲劳分析中的应用538

蠕变-疲劳交互作用546

21.2疲劳试验547

常规疲劳试验547

非常规疲劳试验549

疲劳裂纹扩展试验551

习题553

参考文献555

推荐读物556

索引558