脆性材料力学性能评价与设计

目 录

第一部分 脆性材料强度学基础

第1章 弹性、粘性、塑性和脆性

1.1引 言

1.2粘弹性力学模型

1.3非线性弹性力学模型

1.4塑性和超塑性

1.5脆 性

第2章 材料破坏准则

2.1引 言

2.2经典强度理论――材料力学的破坏准则

2.3最大破损比破坏准则

2.4断裂力学的破坏准则

2.5裂纹扩展准则

第3章 破坏发生区与材料强度

3.1引 言

3.2破坏发生区的概念、平面破坏发生区

3.3破坏发生区与弯曲强度、抗拉强度的关系

3.4裂纹尖端和各种缺陷附近的破坏发生区

3.5受压荷载下角尖附近的破坏发生区

3.6破坏发生区破坏准则

第4章 含缺陷材料的强度

4.1引 言

4.2含裂纹、菱形和方形缺陷的材料强度

4.3含圆孔或含球窝的材料强度

4.4含缺陷材料强度图

第5章 微裂强度

5.1引 言

5.2压痕附近的应力分析

5.3微裂（拉）强度

5.4微压屈服极限和微压强度

5.5微压弹性模量

5.6压痕变形量的测试方法

5.7微裂强度法准则

第6章 抗冲击强度

6.1引 言

6.2冲击试验方法

6.3自落冲击小球的强度试验法

6.4冲击弯曲强度

6.5颗粒冲击损伤

6.6液滴冲击损伤与气蚀

第7章 疲劳强度

7.1引 言

7.2陶瓷疲劳的表征方法

7.3经典疲劳理论

7.4疲劳强度衰减理论

7.5高温疲劳变形失效准则

第二部分陶瓷材料力学性能评价与设计

第8章 陶瓷材料强度特性

8.1引 言

8.2裂纹对强度的影响

8.3强度的尺寸效应

8.4加载速率对强度的影响

8.5温度对强度的影响

8.6陶瓷的疯劳特性

8.7陶瓷的高温疲劳试验分析

第9章 陶瓷材料力学性能评价方法

9.1引 言

9.2抗拉强度

9.3抗弯强度

9.4抗压强度

9.5冲击强度及冲击韧性

9.6弹性模量

9.7断裂韧度

9.8抗热震性

9.9磨 损

9.10硬 度

9.11疲 劳

9.12蠕 变

9.13无损检测

9.14可靠性评价及寿命预测

第10章 精细陶瓷材料设计与评价技术的发展

10.1引 言

10.2计算材料设计学概述

10.3材料强度设计

10.4复相陶瓷材料设计

10.5热应力与残留应力计算

10.6纳米材料

10.7协合材料

10.8梯度材料

10.9智能材料

10.10绿色材料

2100433B

内 容 简 介

本书首先论述了脆性材料力学性能评价的基本理论，包括脆性材料的

脆性、破坏准则、破坏发生区、含缺陷材料的强度、微裂强度、冲击强度和疲

劳强度等；其次论述了高技术陶瓷材料力学性能的特点和常用评价方法，提

出了新的评价与设计方法；另外还简述了高技术陶瓷材料科学技术发展动

向。

脆性断口宏观特征—断口表面平齐,断口边缘没有剪切“唇口”。断口的颜色比较光亮,有时稍有灰暗,光亮的脆性断口的宏观...脆性断口微观特征—脆性断裂的微观判断是解理花样和沿晶断口形态;铸铁（牌号一般为以Q、HT等开头的材料）,与非金属材料都是脆性材料。

温度变化，应力情况，材料的疲劳极限，耐磨性，工作环境等等，结构主要还是从应力分布，大小，以及耐磨性等角度考虑。

对于脆性材料，没有明显的屈服与塑性变形阶段，试样在变形很小时即被拉断，这时的应力值称为强度极限 。某些脆性材料的应力 -应变曲线上也无明显的直线阶段，这时，胡克定律是近似的。弹性模量由应力 - 应变曲线的割线的斜率确定。

压缩时，大多数工程韧性材料具有与拉伸时相同的屈服强度与弹性模量，但不存在强度极限。大多数脆性材料，压缩时的力学性能与拉伸时有较大差异。例如铸铁压缩时会表现出明显的韧性，试样破坏时有明显的塑性变形，断口沿约45°斜面剪断，而不是沿横截面断裂；强度极限比拉伸时高4～5倍。

脆性材料脆性

材料在外力作用下（如拉伸、 冲击等）仅产生很小的变形即破坏断裂的性质。聚合物脆性与聚合物结构及使用条件（温度、外力作用速率等）有关，柔性链高分子聚合物脆性小，韧性好；刚性链高分子则相反。

脆性材料材料

材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格，如炸药、固体火箭推进剂，一般称之为“含能材料”，因为它属于火炮或火箭的组成部分。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外，还具有多样性。由于多种多样，分类方法也就没有一个统一标准。