脆性固體斷裂力學（第2版） [Fracture of brittle solids] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　本書是一部係統描述脆性固體斷裂力學基本概念和基礎理論的經典著作。書中從材料學角度齣發，總結瞭斷裂力學在連續介質、材料顯微結構以及原子尺度上所取得的相關研究成果，並將這些成果有機地結閤在一起，形成瞭係統的脆性固體斷裂力學理論體係。
　　全書共分為Grimth原理、裂紋擴展的連續介質理論等十部分內容。
　　本書適閤從事相關研究工作的人員參考閱讀。

內容簡介

　　《脆性固體斷裂力學(第2版)》是一部係統描述脆性固體(主要是具有共價-離子結構的陶瓷材料)斷裂力學基本概念和基礎理論的經典著作。《脆性固體斷裂力學(第2版)》從材料學角度齣發，總結瞭斷裂力學在連續介質、材料顯微結構以及原子尺度上所取得的相關研究成果，並將這些成果有機地結閤在一起，形成瞭係統的脆性固體斷裂力學理論體係。其中，關於顯微結構屏蔽效應、原子尺度上裂紋尖端行為以及壓痕微開裂理論的描述，是《脆性固體斷裂力學(第2版)》與其他斷裂力學著作相比所具有的顯著特色。
　　《脆性固體斷裂力學(第2版)》對於從事脆性固體的強度與韌性研究的科研人員具有重要的參考價值。

作者簡介

　　Brian Lawn，先後於1959年和1963年在澳大利亞Western大學獲得學士學位和物理學博士學位。現為美國國傢標準與技術研究所研究員，美國工程院院士。
　　Brian Lawn教授長期緻力於脆性材料斷裂性質的研究，發錶瞭研究論文300多篇，在陶瓷壓痕斷裂和斷裂機製領域進行瞭開創性工作。1995年被Science Watctl評為在過去5年內世界範圍內最傑齣的材料科學傢之一，2002年被美國科學情報研究所評為材料科學領域引用最多、最有影響的研究者之一。

內頁插圖

目錄

1 Grimth原理
1．1 應力集中
1．2 Grimth能量平衡概念：平衡狀態下的斷裂
1．3 承受均勻拉伸作用的裂紋
1．4 Obreimoff實驗
1．5 強度的分子理論
1．6 Grimth裂紋
1．7 進一步的問題
2 裂紋擴展的連續介質理論(Ⅰ)：裂紋尖端處的綫性場
2．1 描述裂紋平衡狀態的連續介質方法：用熱力學循環研究裂紋係統
2．2 機械能釋放率G
2．3 裂紋端部場和應力強度因子K
2．3．1 裂紋擴展模式
2．3．2 裂紋尖端的綫性彈性場
2．4 G參數和K參數的等效性
2．5 特殊裂紋係統的G和K
2．5．1 均勻承載裂紋
2．5．2 承受分布式荷載作用的裂紋
2．5．3 一些用於實際測試的裂紋構型
2．6 平衡斷裂條件：與Grimth概念的結閤
2．7 裂紋的穩定性與K場的可加和性
2．8 裂紋擴展路徑
3 裂紋擴展的連續介質理論(Ⅱ)：裂紋尖端處的非綫性場
3．1 裂紋端部過程的非綫性和不可逆性
3．1．1 裂紋尖端奇異性的起因：綫性彈性連續力學的失效
3．1．2 裂紋尖端區域的額外能量耗散
3．2 Irwin-Orowan對Griffith概念的推廣
3．3 Barenblatt內聚區模型
3．3．1 Barenblatt裂紋的力學分析
3．3．2連續細縫概念的根本局限：Elliot裂紋
3．4 裂紋尖端處與路徑無關的積分
3．5 能量平衡方法與內聚區方法的等效性
3．6 裂紋尖端屏蔽：R麯綫或T麯綫
3．6．1 平衡關係
3．6．2 穩定性條件
3．7 特殊的屏蔽構型：橋接界麵和前端區
3．7．1 橋接界麵
3．7．2 前端區
4 裂紋的失穩擴展：動態斷裂
4．1 Mott對Griffith概念的推廣
4．2 拉伸試樣中的擴展裂紋
4．2．1 常力加載
4．2．2 常位移加載
4．2．3 極限速率
4．3 接近極限速率時的動態效應
4．3．1 極限速率的估算
4．3．2 裂紋分叉
4．4 動態加載
4．5 斷裂粒子發射
5 裂紋擴展的化學過程：斷裂動力學
5．1 0rowan對Grimth概念的推廣：附著功
5．2 Rice對Griffittl概念的推廣
5．3 裂紋尖端化學及屏蔽效應
5．4 裂紋擴展速率數據
5．5 動力學裂紋擴展模型
5．5．1 裂紋前緣處的反應動力學
5．5．2 由傳輸決定的動力學：激活的界麵擴散
5．5．3 本徵屏蔽區中的內摩擦
5．5．4 由傳輸決定的動力學：“稀薄”氣體的自由分子流動
5．5．5 鈍裂紋假設
5．6 裂紋擴展速率參數的評價
5．7 裂紋愈閤一再擴展的門檻值與滯後性
6 斷裂的原子理論
6．1 內聚強度模型
6．2 晶格模型與裂紋陷阱：本徵鍵破裂
6．2．1 準-維鏈模型
6．2．2 點陣模型與Grimth條件
6．2．3 熱激活裂紋擴展：動力學和彎結
6．3 計算機模擬模型
6．4 化學：集中在裂紋尖端處的反應
6．4．1 化學修飾的晶格模型：協同反應概念的引入
6．4．2 化學修飾的晶格模型與斷裂力學
6．4．3 玻璃中的裂紋尖端反應
6．5 化學：錶麵力及亞穩裂紋界麵狀態
6．5．1 錶麵力的本質
6．5．2 脆性裂紋的次生互作用區
6．5．3 斷裂力學分析
6．6 裂紋尖端塑性
6．6．1 理論強度模型
6．6．2 位錯成核模型
6．7 脆性裂紋基本的原子尖銳性：透射電鏡的直接觀察
7 顯微結構與韌性
7．1 裂紋前緣的幾何擾動
7．1．1 穿晶斷裂與沿晶斷裂
7．1．2 兩相材料中的斷裂
7．1．3 斷裂錶麵颱階
7．2 裂紋尖端屏蔽增韌：一般性理論
7．3 前端區屏蔽：位錯雲和微裂紋雲
7．3．1 位錯雲
7．3．2 微裂紋雲
7．4 前端區屏蔽：氧化鋯中的相變
7．4．1 實驗觀察
7．4．2 斷裂力學理論
7．5 裂紋麵橋接導緻的屏蔽：單相陶瓷
7．5．1 實驗觀察
7．5．2 斷裂力學理論
7．6 陶瓷復閤材料
7．6．1 縴維增強復閤材料
7．6．2 延性彌散增韌
8 壓痕斷裂
8．1 接觸場中的裂紋擴展：鈍壓頭和尖銳壓頭
8．1．1 接觸應力場
8．1．2 鈍壓頭
8．1．3 尖銳壓頭
8．2 作為可控缺陷的壓痕裂紋：惰性強度、韌性以及T麯綫
8．2．1 惰性強度
8．2．2 韌性
8．2．3 韌性麯綫
8．3 作為可控缺陷的壓痕裂紋：與時間有關的強度及疲勞
8．3．1 與時間有關的強度
8．3．2 疲勞
8．4 亞門檻值壓痕：裂紋起始
8．4．1 Hertz錐形裂紋
8．4．2 徑嚮裂紋
8．4．3 壓痕門檻值作為評價脆性的一個指標
8．5 亞門檻值壓痕：強度
8．6 壓痕方法的一些特殊應用
8．6．1 尖銳裂紋與鈍裂紋
8．6．2 錶麵應力評價
8．6．3 基體-縴維滑動界麵上的摩擦
8．7 接觸損傷：強度衰減、衝蝕和磨損
8．7．1 強度衰減
8．7．2 衝蝕和磨損
8．8 錶麵力與接觸附著
9 裂紋起始：缺陷
9．1 顯微接觸中的裂紋成核
9．1．1 顯微接觸缺陷
9．1．2 缺陷分布
9．2 位錯塞積處的裂紋成核
9．3 化學場、熱場及輻射場導緻的缺陷
9．3．1 化學誘發缺陷
9．3．2 熱誘發缺陷
9．3．3 輻射誘發缺陷
9．4 陶瓷中的工藝缺陷
9．5 缺陷的穩定性：裂紋起始的尺寸效應
9．6 缺陷的穩定性：晶粒尺寸對強度的影響
10 強度及可靠性
10．1 強度與缺陷統計學
10．1．1 Weibull分布
10．1．2 保證試驗
10．1．3 無損檢測(NDE)
10．2 缺陷統計學與壽命
10．3 缺陷消除
10．3．1 光學玻璃縴維
10．3．2 無雜相的陶瓷
10．4 缺陷容限
10．4．1 具有韌性麯綫材料的強度
10．4．2 設計方麵的意義以及一些錯誤的觀點
10．5 其他設計因素
參考文獻與推薦讀物
譯者後記
索引

精彩書摘

　　我們藉助於一個假想的可操作的張開一閉閤循環過程來分析裂紋擴展的能量。有兩種方法可以用於考慮這麼一個循環過程：一是考慮一個完整的無缺陷體中裂紋的形成過程（如1.3和1.4節中Griffith和Obreimoff所做的那樣），二是考慮一條已有的裂紋所發生的連續擴展。以下的分析中將采用Griffith曾經用過的一個假設，即機械能和錶麵能的確定過程是相互獨立的。雖然這隻是一個微不足道的細節，但在後麵的章節中我們將找齣一些依據來討論能量項之間的不關聯性。
　　盡管並不是Irwin理論中一個明確的內容，但第一類張開一閉閤循環是很值得加以討論的，這是因為這一循環假定式（1.5）中的機械能項U3M是由承載固體在開裂之前所承受的應力唯一決定的。這一點乍一看似乎並不閤理，因為肯定會有這樣一種看法，即：在裂紋形成的一瞬間，裂紋的發展應該由迅速發生瞭變化的瞬間應力狀態來決定。然而，開裂能量與開裂前的應力之間的關係可以很容易地藉助於圖2.1所示的過程加以說明。我們先討論沒有裂紋時的狀態（圖2.1a），假定此時彈性場是已知的。現在假想沿著最終的裂紋麵引進一個無限狹窄的切口，同時在切口的錶麵上施加一個與開裂前應力大小相等但方嚮相反的約束力，以保持係統處於平衡狀態。這樣的處理就使得我們得到瞭狀態（b）。這一過程中的唯一能量變化是由引進新的斷裂錶麵而進行的切口操作所導緻的，其大小為USO接下來，把施加在裂紋錶麵上的約束力鬆弛到零（緩慢地鬆弛以避免動能項的産生），同時在裂紋的端部加上約束以避免裂紋的進一步擴展。這就得到瞭一個平衡裂紋構型（圖2.1c），而為達到這一狀態所釋放的機械能無疑就是UMO此時，將過程嚮相反方嚮進行：重新在裂紋錶麵施加約束力，從零開始綫性地增加直至裂紋完全閉閤。因為彈性係統是守恒的，最終的應力狀態將與起始應力狀態（b）完全吻閤。因此，在鬍剋定律範圍內，與裂紋形成有關的機械能的減少可以錶示為開裂前的應力與裂紋麵位移的乘積沿裂紋麵的一個積分。根據彈性方程可知，裂紋麵的位移本身是與裂紋錶麵約束力綫性相關的，因此，開裂前的應力分布狀態應該能夠唯一地確定裂紋的能量情況。這一循環的最後一步不過是使裂紋愈閤以消除錶麵能，去除瞭所施加的約束力後就迴到瞭狀態（a）。
　　上述結果的意義值得再次加以強調：裂紋完整的擴展過程是由裂紋擴展發生之前存在的應力狀態預先確定的。因此在許多情況下，對於一個看上去十分復雜的裂紋係統的斷裂行為的描述隻不過是對係統在無裂紋的狀態下進行常規的應力分析而已。當我們在2.5節中討論一些特殊的裂紋係統時，這一結論將顯得十分有用。

前言/序言

　　在本書的第一版於1975年齣版的時候，材料科學的許多分支還都處在一個初始的發展階段。那時，一類新的固體材料——陶瓷作為材料傢族中一個重要的成員齣現瞭。大多數陶瓷都具有共價一離子型結構，具有相當高的熔點、硬度和優良的電學、光學、熱學性能。陶瓷覆蓋瞭很寬範圍內的一係列材料，包括玻璃、多晶聚集體、半導體和礦物。限製這些材料應用的最關鍵的因素是脆性——本徵因素決定的低的斷裂阻力。相應地，在20世紀70年代末，材料工程師們為製備具有高強度、高脆性的陶瓷付齣瞭共同的努力。隨著這一研究的深入進行，對脆性結構中裂紋如何起源、如何擴展問題的理解也取得瞭顯著的進展。到瞭1993年本書第二版齣版的時候，陶瓷科學這一領域以及相應的用於錶徵相關斷裂行為的斷裂力學已經發展到瞭一個成熟期。從那個時候開始，材料科學已經發展成為一個覆蓋麵更寬的交叉學科，一些分支涉及納米技術和生物技術這些新的“熱點”領域。材料工程與其他一些學科如物理、化學、生物學及藥學等之間的界限變得越來越模糊瞭。但是，無論是什麼樣的應用領域，可靠性和壽命仍然是所有材料結構的使用性能的中心問題。這也許就可以解釋《脆性固體斷裂力學》這本書35年來一直暢銷這一事實。
　　將本書翻譯成中文，最早是由龔江宏博士嚮我建議的。而後，他又自己承擔瞭翻譯工作。我非常感謝龔博士在完成這一繁瑣工作的過程中所付齣的耐心和努力。
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字跡清除，質量不錯。

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　　《脆性固體斷裂力學(第2版)》對於從事脆性固體的強度與韌性研究的科研人員具有重要的參考價值。

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書的質量非常好，內容很適閤我，滿分

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介紹瞭斷裂力學的基本內容，較好的入門書

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