陶瓷材料斷裂力學圖書目錄

引言1

第1章基本概念和基本理論4

1.1斷裂強度的微裂紋理論5

1.1.1固體材料的理論斷裂強度5

1.1.2Inglis 應力集中理論9

1.1.3Griffith 能量平衡理論12

1.1.4Obreimoff 實驗16

1.1.5斷裂強度的微裂紋理論18

1.2斷裂力學參數(shù)19

1.2.1裂紋系統(tǒng)的機械能釋放率20

1.2.2裂紋尖端處的應力場強度22

1.2.3機械能釋放率與應力場強度的等效性26

1.2.4裂紋擴展判據(jù)28

1.3特殊裂紋系統(tǒng)的應力場強度29

1.3.1均勻承載裂紋系統(tǒng)30

1.3.2非均勻承載裂紋系統(tǒng)32

1.3.3表面半橢圓形裂紋系統(tǒng)34

1.4含裂紋體的斷裂判據(jù)36

1.5裂紋尖端附近的非線性區(qū)39

1.5.1Irwin\|Orowan 非線性裂紋尖端模型41

1.5.2Dugdale\|Barenblatt 裂紋尖端模型43

1.6J積分概念45

1.7結(jié)束語47

參考文獻48

第2章平面應變斷裂韌性及其測試49

2.1平面應變斷裂韌性49

2.1.1平面應變與平面應力的比較50

2.1.2應力場強度的塑性區(qū)修正53

2.2斷裂韌性常規(guī)測試方法54

2.2.1單邊切口梁技術55

2.2.2山形切口技術57

2.2.3其他形狀切口試樣60

2.3切口鈍化效應64

2.4測定斷裂韌性的壓痕彎曲梁技術68

2.4.1Vickers 壓痕彎曲梁法69

2.4.2Knoop 壓痕彎曲梁法73

2.4.3壓痕預開裂彎曲梁技術76

2.5結(jié)束語78

參考文獻79

第3章陶瓷材料壓痕斷裂力學82

3.1壓痕裂紋的分類83

3.1.1按幾何特征分類83

3.1.2按壓頭形狀分類84

3.2壓痕應力場87

3.2.1壓痕應力場的彈性組元87

3.2.2壓痕應力場的殘余組元89

3.2.3壓痕裂紋的成核位置91

3.3壓痕過程中裂紋的成核94

3.3.1Lawn\|Evans 中位裂紋成核模型94

3.3.2壓痕裂紋成核的位錯塞積模型99

3.4半餅狀壓痕裂紋系統(tǒng)的應力場強度101

3.4.1壓痕裂紋系統(tǒng)應力場強度的點力近似解101

3.4.2半餅狀裂紋的生長及其平衡條件104

3.4.3點力近似解對Knoop 裂紋系統(tǒng)的適用性106

3.5 壓痕裂紋尺寸與斷裂韌性的關系109

3.5.1Evans\|Charles方程及其理論修正110

3.5.2Niihara 方程113

3.5.3Lankford經(jīng)驗公式115

3.5.4其他經(jīng)驗公式117

3.6結(jié)束語121

參考文獻121

第4章斷裂強度及其統(tǒng)計性質(zhì)125

4.1影響斷裂強度的材料參數(shù)126

4.1.1彈性模量及其對顯微結(jié)構(gòu)的依賴性127

4.1.2顯微結(jié)構(gòu)對斷裂表面能的影響130

4.1.3裂紋尺寸與顯微結(jié)構(gòu)的關系135

4.2工藝缺陷及其對外力作用的響應138

4.2.1氣孔/微裂紋系統(tǒng)138

4.2.2夾雜導致的微開裂現(xiàn)象141

4.2.3其他工藝缺陷146

4.2.4表面接觸損傷模型及機加工損傷147

4.3彎曲斷裂強度測試151

4.4斷裂強度的統(tǒng)計性質(zhì)154

4.4.1Weibull 分布的統(tǒng)計學特征156

4.4.2Weibull模數(shù)估計值的統(tǒng)計性質(zhì)160

4.4.3斷裂強度的體積效應162

4.5多重裂紋分布問題164

4.5.1并存型裂紋分布166

4.5.2排他型裂紋分布168

4.5.3部分并存型裂紋分布169

4.6結(jié)束語170

參考文獻171

第5章裂紋緩慢擴展與延遲破壞175

5.1斷裂的滯后效應及其研究方法176

5.1.1Wiederhorn 實驗176

5.1.2裂紋緩慢擴展v~KⅠ 曲線179

5.1.3研究裂紋緩慢擴展行為的直接方法180

5.1.4研究裂紋緩慢擴展行為的間接方法183

5.1.5實驗技術的對比分析187

5.2室溫裂紋緩慢擴展行為189

5.2.1應力腐蝕裂紋擴展及其理論分析189

5.2.2低應力作用下的裂紋緩慢擴展194

5.2.3裂紋緩慢擴展現(xiàn)象的斷裂力學分析198

5.3高溫裂紋緩慢擴展行為199

5.3.1高溫裂紋緩慢擴展及其對強度的影響200

5.3.2低應力作用下的高溫延遲斷裂206

5.3.3壽命預測209

5.4陶瓷材料的蠕變斷裂211

5.4.1蠕變損傷的發(fā)育過程211

5.4.2蠕變裂紋緩慢擴展機理214

5.5循環(huán)應力作用下的疲勞斷裂219

參考文獻222

第6章顯微結(jié)構(gòu)與斷裂韌性227

6.1裂紋擴展路徑與裂紋偏轉(zhuǎn)增韌228

6.1.1均勻連續(xù)介質(zhì)中裂紋的擴展路徑228

6.1.2顯微結(jié)構(gòu)對裂紋擴展路徑的影響231

6.1.3裂紋偏轉(zhuǎn)的斷裂力學分析235

6.2離散介質(zhì)主導型斷裂行為238

6.2.1兩個典型的強度實驗238

6.2.2斷裂韌性是一個材料常數(shù)嗎245

6.3裂紋尖端處的屏蔽效應247

6.3.1Knehans\|Steinbrech實驗247

6.3.2裂紋面間的晶粒橋接行為250

6.3.3裂紋擴展阻力曲線252

6.3.4裂紋尖端處的過程區(qū)與橋接區(qū)256

6.4過程區(qū)增韌及其理論模型259

6.4.1相變增韌的理論模型261

6.4.2相變增韌機制的實驗研究263

6.4.3微裂紋增韌的理論模型264

6.5晶須(纖維)增韌及其理論分析268

6.5.1晶須(纖維)增韌效果的理論預測268

6.5.2晶須增韌原理的實際應用273

6.6顆粒橋接增韌--應用實例276

6.6.1脆性顆粒導致的裂紋橋接276

6.6.2板狀粒子增韌277

6.6.3延性相對陶瓷基體的增韌作用278

6.7結(jié)束語279

參考文獻280

本書主要討論陶瓷材料的斷裂問題，全面介紹適用于陶瓷材料學行為研究的斷裂力學基本理論、測試方法以及陶瓷材料中具體的斷裂行為。

全書共分6章，前3章重點介紹了與陶瓷材料斷裂行為有關的斷裂力學理論及測試技術，后3章主要討論材料的斷裂力學行為。內(nèi)容包括:基本概念、基本理論、斷裂韌性測試方法、陶瓷材料的壓痕微開裂行為、斷裂強度及其統(tǒng)計性質(zhì)、裂紋緩慢擴展及壽命預測、顯微結(jié)構(gòu)對裂紋擴展行為的影響等 。