词条 | 陶瓷材料断裂力学 |
释义 | 图书信息:作者:龚江宏ISBN:9787302048510 印次:1-1 装帧:精装 印刷日期:2001-9-26 图书简介:本书主要讨论陶瓷材料的断裂问题,全面介绍适用于陶瓷材料学行为研究的断裂力学基本理论、测试方法以及陶瓷材料中具体的断裂行为。 全书共分6章,前3章重点介绍了与陶瓷材料断裂行为有关的断裂力学理论及测试技术,后3章主要讨论材料的断裂力学行为。内容包括:基本概念、基本理论、断裂韧性测试方法、陶瓷材料的压痕微开裂行为、断裂强度及其统计性质、裂纹缓慢扩展及寿命预测、显微结构对裂纹扩展行为的影响等。 目录引言1 第1章基本概念和基本理论4 1.1断裂强度的微裂纹理论5 1.1.1固体材料的理论断裂强度5 1.1.2Inglis 应力集中理论9 1.1.3Griffith 能量平衡理论12 1.1.4Obreimoff 实验16 1.1.5断裂强度的微裂纹理论18 1.2断裂力学参数19 1.2.1裂纹系统的机械能释放率20 1.2.2裂纹尖端处的应力场强度22 1.2.3机械能释放率与应力场强度的等效性26 1.2.4裂纹扩展判据28 1.3特殊裂纹系统的应力场强度29 1.3.1均匀承载裂纹系统30 1.3.2非均匀承载裂纹系统32 1.3.3表面半椭圆形裂纹系统34 1.4含裂纹体的断裂判据36 1.5裂纹尖端附近的非线性区39 1.5.1Irwin\\|Orowan 非线性裂纹尖端模型41 1.5.2Dugdale\\|Barenblatt 裂纹尖端模型43 1.6J积分概念45 1.7结束语47 参考文献48 第2章平面应变断裂韧性及其测试49 2.1平面应变断裂韧性49 2.1.1平面应变与平面应力的比较50 2.1.2应力场强度的塑性区修正53 2.2断裂韧性常规测试方法54 2.2.1单边切口梁技术55 2.2.2山形切口技术57 2.2.3其他形状切口试样60 2.3切口钝化效应64 2.4测定断裂韧性的压痕弯曲梁技术68 2.4.1Vickers 压痕弯曲梁法69 2.4.2Knoop 压痕弯曲梁法73 2.4.3压痕预开裂弯曲梁技术76 2.5结束语78 参考文献79 第3章陶瓷材料压痕断裂力学82 3.1压痕裂纹的分类83 3.1.1按几何特征分类83 3.1.2按压头形状分类84 3.2压痕应力场87 3.2.1压痕应力场的弹性组元87 3.2.2压痕应力场的残余组元89 3.2.3压痕裂纹的成核位置91 3.3压痕过程中裂纹的成核94 3.3.1Lawn\\|Evans 中位裂纹成核模型94 3.3.2压痕裂纹成核的位错塞积模型99 3.4半饼状压痕裂纹系统的应力场强度101 3.4.1压痕裂纹系统应力场强度的点力近似解101 3.4.2半饼状裂纹的生长及其平衡条件104 3.4.3点力近似解对Knoop 裂纹系统的适用性106 3.5 压痕裂纹尺寸与断裂韧性的关系109 3.5.1Evans\\|Charles方程及其理论修正110 3.5.2Niihara 方程113 3.5.3Lankford经验公式115 3.5.4其他经验公式117 3.6结束语121 参考文献121 第4章断裂强度及其统计性质125 4.1影响断裂强度的材料参数126 4.1.1弹性模量及其对显微结构的依赖性127 4.1.2显微结构对断裂表面能的影响130 4.1.3裂纹尺寸与显微结构的关系135 4.2工艺缺陷及其对外力作用的响应138 4.2.1气孔/微裂纹系统138 4.2.2夹杂导致的微开裂现象141 4.2.3其他工艺缺陷146 4.2.4表面接触损伤模型及机加工损伤147 4.3弯曲断裂强度测试151 4.4断裂强度的统计性质154 4.4.1Weibull 分布的统计学特征156 4.4.2Weibull模数估计值的统计性质160 4.4.3断裂强度的体积效应162 4.5多重裂纹分布问题164 4.5.1并存型裂纹分布166 4.5.2排他型裂纹分布168 4.5.3部分并存型裂纹分布169 4.6结束语170 参考文献171 第5章裂纹缓慢扩展与延迟破坏175 5.1断裂的滞后效应及其研究方法176 5.1.1Wiederhorn 实验176 5.1.2裂纹缓慢扩展v~KⅠ 曲线179 5.1.3研究裂纹缓慢扩展行为的直接方法180 5.1.4研究裂纹缓慢扩展行为的间接方法183 5.1.5实验技术的对比分析187 5.2室温裂纹缓慢扩展行为189 5.2.1应力腐蚀裂纹扩展及其理论分析189 5.2.2低应力作用下的裂纹缓慢扩展194 5.2.3裂纹缓慢扩展现象的断裂力学分析198 5.3高温裂纹缓慢扩展行为199 5.3.1高温裂纹缓慢扩展及其对强度的影响200 5.3.2低应力作用下的高温延迟断裂206 5.3.3寿命预测209 5.4陶瓷材料的蠕变断裂211 5.4.1蠕变损伤的发育过程211 5.4.2蠕变裂纹缓慢扩展机理214 5.5循环应力作用下的疲劳断裂219 参考文献222 第6章显微结构与断裂韧性227 6.1裂纹扩展路径与裂纹偏转增韧228 6.1.1均匀连续介质中裂纹的扩展路径228 6.1.2显微结构对裂纹扩展路径的影响231 6.1.3裂纹偏转的断裂力学分析235 6.2离散介质主导型断裂行为238 6.2.1两个典型的强度实验238 6.2.2断裂韧性是一个材料常数吗245 6.3裂纹尖端处的屏蔽效应247 6.3.1Knehans\\|Steinbrech实验247 6.3.2裂纹面间的晶粒桥接行为250 6.3.3裂纹扩展阻力曲线252 6.3.4裂纹尖端处的过程区与桥接区256 6.4过程区增韧及其理论模型259 6.4.1相变增韧的理论模型261 6.4.2相变增韧机制的实验研究263 6.4.3微裂纹增韧的理论模型264 6.5晶须(纤维)增韧及其理论分析268 6.5.1晶须(纤维)增韧效果的理论预测268 6.5.2晶须增韧原理的实际应用273 6.6颗粒桥接增韧——应用实例276 6.6.1脆性颗粒导致的裂纹桥接276 6.6.2板状粒子增韧277 6.6.3延性相对陶瓷基体的增韧作用278 6.7结束语279 参考文献280 |
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