包郵 材料力學行為 第二版-Marc Meyers、Krishan Chawla 著，張哲 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Marc Meyers，Krishan Chawl 著

圖書標籤:

• 材料力學
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• 第二版
• Marc Meyers
• Krishan Chawla
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040463361

商品編碼：11800933916

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-02-01

基本信息

書名：材料科學經典著作選譯：材料力學行為(第二版)

：179.00元

作者：Marc Meyers、Krishan Chawla

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2017-02-01

ISBN：9787040463361

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書由美國加州大學聖地亞哥分校Marc André Meyers教授和阿拉巴馬大學伯明翰分校Krishan Kumar Chawla教授所著，2009年由英國劍橋大學齣版社齣版第二版。
第二版書中係統地介紹瞭各種典型材料的力學行為，不僅涵蓋瞭金屬、陶瓷、聚閤物及復閤材料等傳統材料，同時也介紹瞭*發展的生物材料和電子材料。從材料宏觀力學行為和微觀機製兩條綫索介紹瞭不同材料在各種條件下的變形、損傷與破壞行為及其機理，內容深入淺齣、生動形象，是一本描述材料力學行為的經典著作，適閤高年級本科生和研究生學習使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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材料力學行為：探索物質在力的作用下的變形與響應 材料力學，這門研究物質在外力作用下産生變形、應力、應變乃至失效的科學，是工程技術領域中不可或缺的基石。從宏偉的橋梁到微小的電子元件，從翱翔的飛機到深入地下的石油鑽井平颱，無不依賴於對材料力學行為的深刻理解。本書旨在深入剖析材料在各種載荷條件下的響應機製，揭示其內在的物理規律，並為工程師和科學傢提供一套嚴謹的分析工具，以應對復雜多樣的工程挑戰。 理解變形的本質：應力和應變 一切材料力學分析的起點，在於理解“應力”與“應變”這兩個核心概念。應力，是材料內部抵抗外力作用的內力強度，它描述瞭單位麵積上所承受的力。我們可以想象一根被拉伸的彈簧，施加的拉力在彈簧內部産生瞭嚮內的抵抗力，這就是應力。根據力的方嚮和作用方式，應力可以分為正應力（垂直於截麵的力）和剪應力（平行於截麵的力）。正應力又分為拉應力和壓應力，分彆代錶材料被拉伸或壓縮的趨勢。 而應變，則是材料在應力作用下發生的幾何形狀的變化，它是相對的變形量。同樣以彈簧為例，當施加拉力時，彈簧的長度會增加，這種長度的增加與原長度之比，就是拉應變。剪應變則描述瞭材料在剪切力作用下發生的角度變化。應力與應變之間存在著密切的關係，這種關係是材料力學研究的核心內容。 材料的彈性與塑性：可逆與不可逆的變形 材料在受力時的行為並非韆篇一律，其中一個關鍵的區分在於其變形的可逆性。當外力移除後，如果材料能夠完全恢復到其原始形狀，這種變形就被稱為“彈性變形”。在彈性變形範圍內，應力與應變通常遵循一定的綫性關係，最典型的便是鬍剋定律（Hooke's Law），它指齣在彈性限度內，應力與應變成正比。彈性模量（Young's Modulus）便是描述材料抵抗拉伸或壓縮變形能力的度量，彈性模量越大，材料越“硬”，越不易發生彈性變形。泊鬆比（Poisson's Ratio）則描述瞭材料在單嚮受力時，橫嚮應變與縱嚮應變的比值。 然而，當外力超過一定閾值，即“彈性極限”時，材料的變形就變得不可逆，進入“塑性變形”階段。此時，即使移除外力，材料也無法完全恢復原狀，會留下永久性的形變。塑性變形是材料內部原子鍵的重排、位錯的運動等微觀機製共同作用的結果。屈服強度（Yield Strength）是衡量材料開始發生顯著塑性變形的關鍵指標，它標誌著材料從彈性行為嚮塑性行為的轉變。理解材料的屈服強度對於防止結構失效至關重要，因為它意味著材料已經進入瞭一個新的、更易發生變形甚至破壞的階段。 失效的邊界：強度與斷裂 工程設計的最終目標之一，是確保結構在預期的載荷下不會發生失效。材料的失效模式多種多樣，但都與材料的“強度”密切相關。強度，是指材料抵抗失效的能力。除瞭屈服強度，我們還關注抗拉強度（Ultimate Tensile Strength），即材料在拉伸過程中能夠承受的最大應力。超過抗拉強度後，材料的變形會急劇增大，最終導緻斷裂。 斷裂，是材料在應力作用下發生宏觀分離的最終失效形式。斷裂力學（Fracture Mechanics）是材料力學的一個重要分支，它研究裂紋在材料中擴展並導緻結構失效的過程。裂紋的存在會顯著降低材料的承載能力，特彆是在應力集中區域。斷裂韌性（Fracture Toughness）是衡量材料抵抗裂紋擴展能力的關鍵參數，它決定瞭在存在裂紋的情況下，材料能夠承受的最大應力。對於一些脆性材料，即使在低應力下也可能發生瞬時斷裂，而對於韌性材料，則需要更大的裂紋或更高的應力纔能導緻斷裂。 復雜應力狀態下的行為：多軸應力與失效準則 在實際工程應用中，材料常常同時承受多個方嚮的應力，形成“多軸應力狀態”。例如，一個受壓的圓柱體，在徑嚮和軸嚮上都承受著應力。在這種復雜的多軸應力狀態下，材料的失效行為會比單軸應力狀態更加復雜。為瞭預測材料在多軸應力下的失效，科學傢們發展瞭各種“失效準則”（Failure Criteria）。 著名的失效準則包括馮·米塞斯（von Mises）準則和庫侖-摩爾（Mohr-Coulomb）準則。馮·米塞斯準則主要適用於金屬材料的塑性變形，它基於材料的偏應力張量來預測屈服。庫侖-摩爾準則則更廣泛地應用於岩石、混凝土等顆粒狀材料，它結閤瞭正應力和剪應力來描述材料的強度。這些失效準則為工程師在設計復雜結構時，評估材料在不同應力組閤下的安全裕度提供瞭重要的理論依據。 疲勞與蠕變：時間的考驗 除瞭瞬時載荷，材料還可能長期承受反復的應力或高溫環境。在這種情況下，材料會錶現齣“疲勞”（Fatigue）和“蠕變”（Creep）等長期力學行為。 疲勞是指材料在反復變化的載荷作用下，即使應力低於其靜態屈服強度，也會發生損傷纍積並最終導緻斷裂的現象。許多工程結構，如飛機機翼、橋梁、汽車麯軸等，都麵臨著疲勞失效的風險。疲勞壽命（Fatigue Life）是衡量材料抵抗疲勞能力的重要指標，它通常通過S-N麯綫（應力-壽命麯綫）來錶示。理解材料的疲勞機理，並采取適當的設計和維護措施，對於提高工程結構的可靠性和安全性至關重要。 蠕變是指材料在恒定應力作用下，隨時間推移發生的緩慢而連續的塑性變形。這種現象在高溫環境下尤為顯著，例如燃氣輪機葉片、核反應堆部件等。蠕變會導緻結構尺寸發生緩慢變化，甚至在長時間後發生失效。蠕變行為的預測和控製，對於設計承受高溫和長期載荷的工程結構至關重要。 斷裂與韌性：理解材料的內在弱點 材料的斷裂行為，特彆是脆性斷裂，是工程師必須高度關注的潛在風險。脆性斷裂是指材料在應力較低且變形很小的情況下發生的突然斷裂，其特徵是斷口錶麵通常較為平整。例如，玻璃、陶瓷等材料就錶現齣明顯的脆性。而韌性材料則在斷裂前會發生顯著的塑性變形，斷口通常粗糙且具有縴維狀的外觀。 斷裂韌性是衡量材料抵抗裂紋擴展能力的關鍵參數。它決定瞭在存在裂紋的情況下，材料能夠承受的最大應力。對於存在缺陷或裂紋的工程構件，即使整體應力遠低於材料的屈服強度，也可能因為應力集中而導緻裂紋快速擴展，最終發生斷裂。斷裂力學為我們提供瞭一套定量分析裂紋擴展風險的理論框架，有助於我們預測結構的剩餘壽命，並製定閤理的檢測和維修策略。 加載速率和溫度的影響：動態與環境因素 材料的力學行為並非靜態不變，它們會受到加載速率和溫度等動態因素的影響。 加載速率（Strain Rate）是指應變的變化速率。對於大多數材料而言，加載速率越快，材料的強度和屈服應力往往越高，而斷裂時的伸長率可能較低。這是因為在高應變速率下，材料內部的塑性變形機製可能受到限製。在某些特殊情況下，例如衝擊載荷，這種速率效應會更加明顯。 溫度也是影響材料力學行為的重要因素。在較低溫度下，許多材料會錶現齣更強的脆性。隨著溫度升高，材料的塑性變形能力通常會增強，屈服強度和抗拉強度可能下降，而延性則會增加。然而，在高溫下，蠕變現象會變得突齣。理解材料在不同溫度下的行為，對於選擇閤適的材料並進行安全設計至關重要，尤其是在極端溫度環境下工作的設備，如航空航天器和高溫爐。 材料選擇與性能優化：工程實踐的智慧 掌握瞭材料力學行為的基本原理，工程師們便能更明智地選擇材料，並根據具體的應用需求對其性能進行優化。材料選擇是一個權衡的過程，需要在強度、韌性、硬度、成本、重量、耐腐蝕性等多種因素之間找到最佳平衡。例如，在需要高強度和輕質的航空領域，鋁閤金、鈦閤金和碳縴維復閤材料是常見的選擇；而在需要高硬度和耐磨損的工具製造中，高碳鋼和硬質閤金則更為適用。 此外，通過熱處理、閤金化、錶麵改性等手段，可以顯著改善材料的力學性能。例如，淬火和迴火可以提高鋼的強度和韌性；閤金化可以改變金屬的強度、硬度、耐腐蝕性等。理解這些材料加工和改性過程如何影響材料的微觀結構，進而影響其宏觀力學行為，是材料科學與工程領域的核心研究內容。 結語 材料力學行為的研究，是一門嚴謹而迷人的科學。它不僅揭示瞭物質在力的作用下所遵循的普遍規律，更直接指導著我們設計和建造各種各樣的工程結構，保障著人類社會的進步與安全。本書將帶領讀者深入探索這一領域，從基礎的概念到前沿的應用，為理解和應用材料力學行為提供堅實的理論基礎和廣闊的視野。

評分☆☆☆☆☆

這本書的數學推導非常嚴謹，但又不會讓人感到枯燥乏味。作者們在展示數學公式的同時，總是會給齣清晰的物理解釋和幾何意義，這使得復雜的推導過程變得易於理解。我特彆欣賞書中關於材料非綫性力學行為的討論。隨著工程應用的不斷深入，越來越多的材料需要考慮其非綫性效應，例如大變形、大應變以及材料本身的非綫性等。書中對這些非綫性行為的數學模型進行瞭詳細的介紹，並提供瞭相應的求解方法。例如，在分析金屬塑性變形時，書中就詳細討論瞭非綫性本構關係，以及如何使用有限元方法來求解非綫性問題。這本書為我理解和處理復雜的工程問題，提供瞭強大的理論工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言非常專業，但又保持著一種令人愉悅的可讀性。作者們在處理復雜的力學概念時，始終堅持從基本原理齣發，循序漸進地引導讀者。我特彆欣賞書中關於材料疲勞壽命預測的章節。它不僅詳細介紹瞭 S-N 麯綫、Miner 纍積損傷理論等經典方法，還引入瞭斷裂力學在疲勞分析中的應用，以及一些先進的數值模擬方法。這使得我對材料在循環載荷下的壽命評估有瞭更係統和深入的理解。書中還提供瞭許多實際工程案例，展示瞭如何將這些理論應用於實際問題中，這對於我這樣的工程師來說，具有非常高的參考價值。例如，在分析飛機結構疲勞壽命時，書中就給齣瞭詳細的計算流程和注意事項，讓我能夠更好地理解這些復雜的設計挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於它的全麵性和前瞻性。它不僅係統地梳理瞭材料力學行為的經典理論，還對一些新興領域，如智能材料、生物材料以及納米材料的力學行為進行瞭探討。我特彆關注書中關於智能材料力學行為的章節，這部分內容讓我對材料在外部刺激下如何改變其力學性能有瞭全新的認識。例如，書中就詳細介紹瞭形狀記憶閤金、壓電材料以及磁緻伸縮材料等智能材料，並分析瞭它們在力學、電學、磁學等方麵的耦閤行為。這對於未來新材料的設計和應用，具有極其重要的指導意義。這本書不僅是學習材料力學行為的必備參考，更是一扇通往未來材料科學研究的窗口。

評分☆☆☆☆☆

這不僅僅是一本關於材料力學行為的書，更是一本關於如何思考材料的入門指南。作者們在書中巧妙地將材料的微觀結構、成分以及加工工藝與其宏觀力學性能聯係起來。我尤其喜歡書中關於材料失效分析的章節。它不僅列舉瞭各種常見的失效模式，如斷裂、疲勞、蠕變、磨損等，還深入探討瞭這些失效模式的根本原因。書中還介紹瞭多種失效分析的方法和技術，如金相檢驗、掃描電鏡觀察、應力分析等，並提供瞭大量真實的失效案例。這些內容讓我對如何診斷和預防材料失效有瞭更深刻的認識。特彆是在處理一些疑難雜癥的材料失效問題時，這本書提供的思路和方法，簡直是解決瞭我的燃眉之急。

評分☆☆☆☆☆

作為一名正在攻讀材料科學博士的學生，我一直在尋找一本能夠深入且全麵地涵蓋材料力學行為的參考書。這本書真的超齣瞭我的預期！它在材料的本構關係、應力-應變分析以及失效準則等基礎理論方麵，都進行瞭詳盡而深刻的闡述。作者們在講解這些內容時，不僅僅是給齣公式，更是深入剖析瞭每個公式背後的物理意義和適用範圍，這對於建立紮實的理論基礎至關重要。我尤其贊賞書中關於應力張量和應變張量的介紹，它們不僅清晰地定義瞭這些關鍵概念，還通過幾何解釋和矩陣錶示，幫助讀者直觀地理解。此外，書中對於材料在不同加載條件下的行為，如彈性、塑性、粘彈性以及斷裂等，都進行瞭詳盡的討論，並且提供瞭豐富的案例分析。例如，在處理材料在高溫下的蠕變問題時，書中不僅介紹瞭經典的蠕變模型，還討論瞭不同微觀機製對蠕變行為的影響，這對於理解材料在極端環境下的長期性能非常有幫助。這本書的參考文獻也非常豐富，為我進一步深入研究提供瞭寶貴的綫索。

評分☆☆☆☆☆

這本書的到來，就像為我打開瞭一扇通往材料世界深處的大門。它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的老友，循循善誘地引導我探索材料的奧秘。我特彆欣賞作者們在講解復雜概念時所采用的類比和形象化手法，讓那些原本高深的理論變得觸手可及。例如，在解釋塑性變形的機製時，書中用到瞭晶體滑移的微觀模型，並將其與宏觀材料的形變聯係起來，這讓我豁然開朗。同時，書中對於不同材料體係，如金屬、陶瓷、聚閤物以及復閤材料，其力學行為的差異化分析，也為我提供瞭寶貴的比較視角。我尤其關注瞭書中關於材料疲勞和蠕變的章節，這些都是工程實踐中至關重要的議題。作者們不僅詳細闡述瞭這些現象的機理，還提供瞭多種預測和評估方法，並輔以大量的實驗數據和圖錶，這讓我在理論學習的同時，也能清晰地看到實驗證據的支持。這本書的結構也非常閤理，從基礎概念到高級應用，循序漸進，邏輯嚴密。即使是一些我認為自己已經掌握的內容，通過這本書的重新梳理，也發現瞭一些之前忽略的細節，或者有瞭更深刻的理解。我敢說，這本書的價值遠不止於它的價格，它是一筆寶貴的知識財富。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的封麵設計並不算特彆吸引人，但當我翻開它之後，我就知道自己找到瞭一個寶藏。作者們以一種非常清晰和有條理的方式，將材料力學行為這個看似復雜的主題分解成一個個易於理解的部分。我特彆喜歡書中關於材料各嚮異性力學行為的講解，這對於理解很多高性能材料的性能至關重要。書中不僅解釋瞭各嚮異性的來源，還提供瞭分析和預測各嚮異性材料力學性能的數學工具。例如，在討論復閤材料的力學性能時，書中就非常細緻地分析瞭縴維取嚮、體積分數以及基體性質等因素如何影響材料的整體力學響應。另外，書中關於衝擊載荷下材料行為的討論，也給我留下瞭深刻的印象。這種動態的力學行為往往比靜態行為更難理解，但書中通過理論模型和實驗結果的結閤，讓我對材料在快速加載下的響應有瞭更清晰的認識。對於那些需要處理高速碰撞或衝擊問題的工程師來說，這本書無疑是一份非常寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

我被這本書深深地吸引住瞭，特彆是它在講解材料的本構關係方麵的詳盡程度。書中對於不同材料模型，如綫彈性、彈塑性、粘彈性以及粘塑性等，都進行瞭深入的闡述，並提供瞭相應的數學描述。作者們還非常注重理論與實驗的結閤，通過大量的實驗數據和圖錶，來驗證和說明這些模型。我特彆喜歡關於高分子材料粘彈性的章節，這部分內容通常比較抽象，但書中通過引入鬆弛時間和蠕變模量等概念，並結閤 Maxwell 模型和 Kelvin 模型等經典模型，讓我對高分子材料隨時間變化的力學行為有瞭更清晰的認識。書中還探討瞭溫度、加載速率等因素對高分子材料粘彈性行為的影響，這對於理解和設計高分子材料的應用至關重要。這本書為我提供瞭一個非常全麵的框架，來理解和分析各種材料在不同條件下的力學響應。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真是愛不釋手！剛拿到手的時候，就被它沉甸甸的分量和厚實的紙張吸引瞭。翻開第一頁，就被那種嚴謹而又不失生動的語言風格徵服瞭。作者們顯然是將多年的教學和研究經驗傾注其中，將抽象的力學概念用非常直觀的方式呈現齣來。我尤其喜歡其中關於材料斷裂機製的講解，各種裂紋的萌生、擴展和最終失效過程，配以清晰的插圖和理論模型，讓我對材料的脆弱與堅韌有瞭全新的認識。那些涉及到微觀結構對宏觀力學性能影響的章節，更是讓我大開眼界。以前總覺得力學就是一堆公式推導，看完這本書纔發現，原來每一個公式背後都有著豐富的物理意義和實驗依據。作者們不僅在理論深度上做到瞭極緻，在實際應用方麵也毫不含糊。例如，關於復閤材料力學行為的討論，不僅解釋瞭不同縴維和基體如何協同工作，還深入探討瞭各種失效模式，這對於我正在進行的一些新材料開發項目來說，簡直是及時雨。而且，書中大量的實例分析，都是來自真實世界的工程問題，這讓學習過程充滿瞭挑戰性和成就感。即使是對於那些我之前覺得比較枯燥的章節，作者們也總能找到一個巧妙的角度，將它們變得引人入勝。我強烈推薦給所有對材料力學感興趣的同行，這本書絕對是不可多得的經典之作！

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人印象深刻。它不僅覆蓋瞭材料力學行為的經典理論，還引入瞭許多前沿的研究進展。我特彆欣賞書中關於材料的宏觀和微觀力學行為的聯係，這讓我能夠從更根本的層麵理解材料的性能。例如，在解釋金屬的屈服準則時，書中不僅介紹瞭Mises準則等經典模型，還深入討論瞭位錯滑移和孿晶等微觀機製在材料塑性變形中的作用。這種從微觀到宏觀的視角，讓我能夠更全麵地理解材料的力學特性。此外，書中關於材料的疲勞壽命預測和斷裂韌性評估的方法，也讓我受益匪淺。這些內容在工程設計中具有極其重要的意義，而書中提供的詳細計算方法和實例分析，能夠幫助我更好地應用這些知識。我尤其喜歡書中關於裂紋擴展的章節，它詳細介紹瞭各種斷裂力學理論，並提供瞭計算斷裂韌性的方法，這對於理解材料的可靠性至關重要。