Mechanical Behaviour of Engineering Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Roesler, Joachim/ Harders, Harald/ Baeker, Martin

出品人:

页数:534

译者:

出版时间:

价格:89.95

装帧:

isbn号码:9783540734468

丛书系列:

图书标签:

• 材料力学
• 工程材料
• 机械性能
• 材料科学
• 材料工程
• 固态物理
• 材料测试
• 应力应变
• 断裂力学
• 金属材料

好的，以下是一本名为《工程材料的力学行为》的图书简介，旨在详细描述其内容，但不提及您提到的那本书。 --- 《工程材料的力学行为》 简介 本书全面深入地探讨了工程材料在各种外部载荷和环境条件下的力学响应。这是一本面向材料科学、机械工程、土木工程以及相关领域本科高年级学生、研究生以及专业工程师的综合性教材与参考书。全书结构严谨，内容涵盖了材料力学性能的基础理论、实验方法、微观结构对宏观力学行为的影响，以及在实际工程应用中至关重要的失效分析和设计准则。 本书旨在建立材料科学与固体力学之间的桥梁，使读者不仅理解“材料如何受力”，更能深入探究“为何材料会以特定方式响应载荷”，并最终掌握如何利用材料特性进行可靠的工程设计。 第一部分：力学基础与本构关系 本书首先奠定了理解材料力学行为所需的数学和物理基础。我们将从应力与应变分析入手，详细阐述三维状态下的应力张量和应变张量，以及它们在不同坐标系之间的转换规则。重点讨论了弹性力学基础，包括线弹性材料的本构关系，如胡克定律及其在各向同性、正交各项异性材料中的具体形式。读者将学习如何确定材料的杨氏模量、泊松比和剪切模量之间的内在联系。 在弹性分析的基础上，本书随后转向塑性理论的核心。我们将深入探讨屈服准则（如冯·米塞斯准则和特雷斯卡准则），并详细介绍大变形下的流动法则和硬化规律。对于金属材料，尤其关注应变硬化、应变率敏感性以及温度对流动应力的影响，为理解材料的加工成形和长期服役行为提供理论工具。 第二部分：材料性能的表征与实验方法 准确的材料性能数据是工程设计的前提。本部分详细介绍了关键力学性能的实验表征技术。 拉伸、压缩与弯曲测试：详细介绍了标准试样的制备、加载程序以及对工程应力-应变曲线的精确测量与分析。重点讨论了加工硬化指数、极限抗拉强度和韧性指标的确定。 硬度测试：系统阐述了布氏、洛氏和维氏硬度试验的原理、操作规程及其与抗拉强度的关联性。 冲击韧性与断裂韧性：这是理解材料抵抗快速载荷和裂纹扩展能力的关键。本书详细讲解了夏比（Charpy）冲击试验的能量吸收测量，并深入探讨了线弹性断裂力学（LEFM）的基础，包括应力强度因子（K）、裂纹尖端张应力场分析，以及材料的断裂韧性（$K_{IC}$）的测定方法（如预制裂纹试样和慢引裂技术）。 疲劳性能分析：疲劳是导致结构失效的最常见机制之一。我们系统地介绍了S-N曲线的构建、高周疲劳和低周疲劳的差异。更重要的是，本书基于Paris-Erdogan定律等，讲解了疲劳裂纹扩展速率的定量评估，以及如何进行基于断裂力学的疲劳寿命预测。 第三部分：微观结构与力学性能的耦合 材料的宏观力学性能与其内部的微观结构——晶体结构、晶界、位错、析出相等——密不可分。本部分致力于揭示这种内在联系。 晶体塑性与滑移系统：针对金属材料，解释了单晶和多晶体中的位错运动、滑移系的激活，以及晶粒取向对宏观塑性变形的各向异性的影响。 强化与增韧机制：深入分析了各种工程强化手段的机理，包括固溶强化、加工硬化（形变孪晶）、第二相粒子钉扎（沉淀硬化和析出强化），以及晶界对位错运动的阻碍作用。 非金属材料的特殊行为：本书也为陶瓷、聚合物和复合材料留出了专门的章节。对于陶瓷，讨论了其固有的脆性、孔隙率的影响和抗热震性能；对于聚合物，详细分析了粘弹性行为、蠕变与应力松弛现象，以及分子链取向对力学性能的控制。 第四部分：动态载荷、蠕变与环境效应 现代工程结构往往需要在高温、高载荷或动态载荷下长期服役，因此，对材料的长期行为和瞬态响应的理解至关重要。 动态力学分析：探讨了材料的粘弹性行为在时间域和频率域的表现。简要介绍了材料在冲击载荷下的本构关系和波传播现象。 高温力学行为——蠕变：详细阐述了蠕变过程的三个阶段（瞬时、稳态和加速蠕变），并介绍了Norton幂律等稳态蠕变本构模型。重点分析了蠕变断裂准则在涡轮叶片等高温部件设计中的应用。 环境辅助失效：涵盖了腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂（SCC）的机理。解释了局部腐蚀对裂纹萌生和扩展的影响，并提出了相应的材料选择和防护策略。 第五部分：材料的失效分析与工程设计 本书的最终目标是将理论知识转化为实用的工程决策能力。 失效分析基础：提供了结构失效分析的系统性步骤，包括宏观和微观形貌的检查、断口分析（韧性、脆性、疲劳、蠕变断口特征的识别），以及如何利用这些信息反推失效原因。 可靠性与寿命预测：讨论了材料性能的不确定性（统计学分布），引入了损伤容限设计的概念，并介绍了基于断裂力学的安全评估流程。 本书配有大量的工程实例和习题，旨在巩固读者的理论理解，并培养他们将材料力学知识应用于解决实际工程问题的能力。通过对这些复杂力学行为的系统掌握，读者将能为关键结构选择最优材料，并设计出具有更高安全裕度和更长服役寿命的工程系统。

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