材料强度与破坏 pdf 在线 2025 epub 免费 书籍 下载

借助断裂力学和位错理论，本书阐述工程材料（金属、高分子、陶瓷、复合材料等）强度的物理基础，分析其破坏原因，使学生对材料的各种破坏现象及其原因有基本的认识。为材料的合理设计和应用、以及安全性评估打下良好基础。内容涉及弹塑性力学、断裂力学、疲劳、材料科学、复合材料等。在材料强度学的框架内，综合讲述和运用已有知识。本书可作为高校力学、材料、航空、机械、土建、交通等专业研究生的教学用书，或相关领域科技人员的参考用书。

第1章固体的破坏(1)

1.1材料为什么会发生破坏(1)

1.2理论破坏强度(2)

1.3破坏类型与机理(5)

1.4固体脆性断裂特征［6,7］(6)

1.5多轴应力的影响(7)

1.6时间相关断裂(8)

1.7强度的分散性能［89］(10)

习题(12)

本章参考文献(13)

第2章位错与晶体的强度(14)

2.1理论剪切强度(14)

2.2位错与剪切强度［13］(15)

2.3位错移动与滑移变形(18)

2.4位错的应力场［4,5］(22)

2.5位错的能量及位错构形力［5］(24)

2.6位错与位错之间的相互作用(25)

2.7位错的塞积(27)

2.8位错与溶质原子的交互作用［6］(28)

2.9位错的增殖(30)

2.10多晶体的屈服强度(31)

2.11材料的变形抵抗能力(33)

2.12位错理论的应用(34)

习题(35)

本章参考文献(36)

第3章材料破坏的能量条件(37)

3.1能量平衡(37)

3.2能量释放率［14］(38)

3.3Griffith公式［4］(41)

3.4裂纹 的曲率半径(42)

3.5裂纹扩展速度［1，5］(42)

习题(44)

本章参考文献(44)

第4章断裂力学分析方法(46)

4.1应力强度因子(46)

4.2裂纹 应力场［13］(47)

4.3应力强度因子的影响因素(51)

4.4应力强度因子与能量释放率的关系［1,6］(56)

4.5裂纹与位错的力学相似性(60)

4.6塑性变形机制及裂纹 塑性区尺寸(61)

4.7裂纹 开口位移(66)

4.8弹塑性断裂力学基础［2,5,6］(68)

习题(72)

本章参考文献(73)

第5章材料的断裂韧度及抗断裂设计(74)

5.1结构完整性保障(74)

5.2缺陷评定方法［1，2］(75)

5.3损伤容限设计(77)

5.4破坏控制设计［2］(79)

5.5断裂韧度(81)

5.6裂纹扩展阻力曲线(83)

5.7断裂韧度KⅠc测试(84)

5.8临界JⅠc测试(85)

习题(87)

本章参考文献(88)

第6章金属的脆性破坏和韧性破坏(89)

6.1破坏分类［1］(89)

6.2解理断裂［24］(91)

6.3发生解理的条件［58］(95)

6.4微孔洞汇聚和韧性破坏机理［1、5、10］(98)

6.5韧脆转变［1,3］(101)

6.6材料的微观结构对断裂的影响(104)

习题(106)

本章参考文献(106)

第7章材料的高温强度(108)

7.1蠕变曲线(108)

7.2蠕变变形机理［13］(109)

7.3蠕变空洞形核与长大［4］(110)

7.4蠕变断裂及蠕变裂纹扩展［1，3］(112)

7.5持久寿命预测［6］(116)

7.6蠕变本构关系及多轴应力下的蠕变分析［6］(118)

7.7高温疲劳、热疲劳与热冲击［7，8］(119)

习题(121)

本章参考文献(121)

第8章疲劳破坏(122)

疲劳断裂特征［1,2］(122)

8.2SN曲线(122)

8.3疲劳裂纹的形成(125)

8.4疲劳裂纹扩展［4,5］(126)

8.5断裂力学在疲劳裂纹扩展中的应用(130)

8.6影响疲劳断裂的因素［8］(131)

8.7短裂纹疲劳特性［9］(134)

8.8复合型疲劳裂纹扩展条件［10］(137)

8.9高温疲劳［1113］(139)

8.10工程塑料中的疲劳裂纹扩展(143)

8.11复合材料中的疲劳裂纹扩展(145)

习题(146)

本章参考文献(146)

第9章高分子材料和陶瓷材料的强度(148)

9.1高分子材料的力学性能［1］(148)

9.2高分子材料的黏弹性行为(151)

9.3黏弹性力学模型及材料本构关系［4，5］(154)

9.4时间温度等效原理与WLF方程(158)

9.5高分子材料的银纹损伤和断裂［8，9］(162)

9.6高分子材料的疲劳和SN曲线(163)

9.7蠕变曲线及应力寿命图［2］(164)

9.8陶瓷材料(164)

9.9功能梯度材料(165)

习题(167)

本章参考文献(168) 0章纤维复合材料的强度(169)

10.1复合材料的性能和特点［13］(169)

10.2正交各向异性材料的应力应变关系(171)

10.3正交各向异性材料的强度指标(173)

10.4强度准则［4］(174)

10.5FRP拉伸、剪切破坏及强度预测模型［1］(177)

10.6压缩强度(180)

10.7基于经典层合理论的层合板强度计算(182)

10.8层合板拉伸试验及数值结果对比分析［710］(189)

10.9复合材料的断裂韧度(192)

10.10复合材料的疲劳破坏［1］(193)

10.11复合材料的热应力及高温特性(194)

10.12复合材料的强度设计［11］(195)

10.13复合材料的可靠性设计［1216］(199)

习题(202)

本章参考文献(202)

1章环境导致的失效(204)

11.1材料腐蚀的定义及分类［14］(204)

11.2腐蚀的电化学反应原理［24］(205)

11.3金属材料的环境断裂［14］(207)

11.4金属材料的高温氧化与腐蚀［2,4］(214)

11.5高分子材料的环境影响［1,4］(215)

11.6陶瓷材料的环境影响［1］(216)

本章参考文献(218)

附录A弹性理论及复变函数法概述(219)

A.1应力和应变(219)

A.2广义胡克定律(222)

A.3平衡方程(223)

A.4平面问题(224)

A.5Airy应力函数(225)

A.6Goursat应力函数［1］(226)

A.7位错的应力场［1,2］(229)

A.8裂纹问题的求解［3］(231)

A.9Westergaard应力函数(233)

A.10极坐标系下的平面问题基本方程(235)

附录A参考文献(236)

附录B断裂的位错理论(237)

B.1位错与裂纹的交互作用［13］(237)

B.2裂纹及裂尖塑性区的位错模型(238)

B.3裂纹 无位错区形成的理论(240)

B.4Ⅰ型裂纹位错模型［10］(243)

附录B参考文献(247)

部分习题参考解答(248)

华中科技大学力学系教授、博士生导师。 中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会委员，湖北省复合材料学会副理事长，固体力学学报英文版编委。获 政府特殊津贴，全国力学教学 教师。主要研究方向：复合材料力学，材料断裂疲劳，结构可靠性分析及优化设计，进化算法及其应用。主持完成3项 自然科学基金，以及 博士点基金，国防973子专题，武钢重大专项等科研项目，发表学术论文120余篇。

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书籍介绍

借助断裂力学和位错理论，本书阐述工程材料（金属、高分子、陶瓷、复合材料等）强度的物理基础，分析其破坏原因，使学生对材料的各种破坏现象及其原因有基本的认识。为材料的合理设计和应用、以及安全性评估打下良好基础。内容涉及弹塑性力学、断裂力学、疲劳、材料科学、复合材料等。在材料强度学的框架内，综合讲述和运用已有知识。本书可作为高校力学、材料、航空、机械、土建、交通等专业研究生的教学用书，或相关领域科技人员的参考用书。