Оглавление

Глава 1.
Структура материалов

1.1. Атомная структура и химические связи
1.2. Металлы
   1.2.1. Металлическая связь
   1.2.2. Структура кристаллов
   1.2.3. Поликристаллические металлы
1.3. Керамика
   1.3.1. Ковалентная связь
   1.3.2. Ионная связь
   1.3.3. Дипольная связь
   1.3.4. Ван-дер-ваальсовская связь
   1.3.5. Водородная связь
   1.3.6. Кристаллическая структура керамики.
   1.3.7. Аморфная керамика
1.4. Полимеры
   1.4.1. Химическая структура полимеров
   1.4.2. Структура полимеров

Глава 2.
Упругость

2.1. Механизмы деформирования
2.2. Напряжение и деформация
   2.2.1. Напряжение
   2.2.2. Деформация
2.3. Межатомные взаимодействия
2.4. Закон Гука
   2.4.1. Энергия упругой деформации
   2.4.2. Упругая деформация при многоосных нагрузках  
   2.4.3. Изотропные материалы
   2.4.4. Кубическая решетка
   2.4.5. Орторомбические кристаллы и их упругость
   2.4.6. Упругость при поперечном нагружении
   2.4.7. Другие кристаллические решетки
   2.4.8. Примеры
2.5. Изотропия и анизотропия макроскопических деталей 
2.6. Влияние температуры на модуль упругости

Глава 3.
Пластичность и разрушение

3.1. Инженерная и истинная деформация
3.2. Диаграммы нагружения
   3.2.1. Типы диаграмм нагружения
   3.2.2. Анализ диаграммы нагружения
   3.2.3. Аппроксимация диаграмм деформирования
3.3. Теория пластичности
   3.3.1. Критерии текучести
   3.3.2. Критерий текучести металлов
   3.3.3. Критерий текучести полимеров
   3.3.4. Правила течения
   3.3.5. Упрочнение
   3.3.6. Примеры использования критерия текучести, правил текучести и закона упрочнения
3.4. Твердость
  3.4.1. Определение твердости
  3.4.2. Метод индентации
  3.4.3. Методы отражающего упругого удара
3.5. Разрушение материалов
   3.5.1. Сдвиговое разрушение
   3.5.2. Скол
   3.5.3. Критерии разрушения

Глава 4.
Концентраторы напряжения

4.1. Коэффициент концентрации напряжений
4.2. Правило Нейбера
4.3. Растяжение образцов с надрезом

Глава 5.
Механика разрушения

5.1. Введение в механику разрушения
   5.1.1. Определения
5.2. Линейная механика разрушения
   5.2.1. Распределение напряжения вблизи кончика трещины
   5.2.2. Энергетический баланс
   5.2.3. Поведение деталей с трещинами под статической нагрузкой
   5.2.4. Прочность различных материалов
   5.2.5. Распространение трещины
   5.2.6. Докритическое распространение трещины
   5.2.7. Измерение прочности
5.3. Упругопластическое разрушение
   5.3.1. Критическое раскрытие трещины
   5.3.2. J- интеграл
   5.3.3. Поведение материала при распространении трещины
   5.3.4. Измерение параметров упругопластического разрушения

Глава 6.
Механические свойства металлов

6.1. Теоретическая прочность
6.2. Дислокации
   6.2.1. Типы дислокаций
   6.2.2. Область перенапряжения
   6.2.3. Распределение напряжений вблизи дислокации
   6.2.4. Системы скольжения
   6.2.5. Критическое напряжение сдвига
   6.2.6. Коэффициент Тейлора
   6.2.7. Взаимодействие дислокаций
   6.2.8. Рождение и аннигиляция дислокаций
   6.2.9. Силы, действующие на дислокации
6.3. Преодоление препятствий
   6.3.1. Атермические процессы
   6.3.2. Термоактивированные процессы
   6.3.3. Хрупко-пластичный переход
   6.3.4. Переползание дислокаций
   6.3.5. Пересечение дислокаций
6.4. Механизмы упрочнения
   6.4.1. Механическое упрочение
   6.4.2. Упрочнение на границе зерен
   6.4.3. Упрочнение твердого раствора
   6.4.4. Упрочнение твердыми частицами
   6.4.5. Упрочнение сталей
6.5. Механическое двойникование

Глава 7.
Механические свойства керамических материалов 

7.1. Производство керамики
7.2. Механизмы распространения трещин
   7.2.1. Отклонение трещины
   7.2.2. Трещина, берега которой соединены волокнами
   7.2.3. Формирование и ветвление трещин
   7.2.4. Фазовые переходы
   7.2.5. Устойчивый рост трещины
   7.2.6. Докритический рост трещины в керамике
7.3. Статистическая механика разрушения
   7.3.1. Распределение Вейбулла
   7.3.2. Распределение Вейбулла для докритического роста трещины
   7.3.3. Измерение параметров распределения Вейбулла
7.4. Пробные испытания
7.5. Упрочнение керамики
   7.5.1. Уменьшение размера дефектов
   7.5.2. Отклонение трещины
7.5.3. Микротрещины
7.5.4. Фазовые переходы
7.5.5. Добавление пластичных частиц

Глава 8.
Механические свойства полимеров

8.1. Физические свойства полимеров
   8.1.1. Процессы релаксации
   8.1.2. Температура стеклования
   8.1.3. Температура плавления
   8.2. Вязкоупругая деформация
   8.2.1. Феноменологическое описание
   8.2.2. Вязкоупругость и термоактивация
8.3. Упругие свойства полимеров
   8.3.1. Упругие свойства термопластичных смол
   8.3.2. Упругие свойства эластомеров
8.4. Пластичность полимеров
   8.4.1. Аморфные термопластичные полимеры
   8.4.2. Полукристаллические термопластичные полимеры
8.5. Методы увеличения термостойкости
   8.5.1. Методы увеличения температуры стеклования и температуры плавления
   8.5.2. Методы увеличения степени кристалличности
8.6. Методы увеличения прочности и жесткости
8.7. Методы увеличения степени пластичности
8.8. Влияние окружающей среды

 
Глава 9.
Механические свойства волокнистых композиционных материалов 

9.1. Методы упрочнения
  9.1.1. Классификация по форме частиц
  9.1.2. Классификация по типу матрицы
9.2. Упругость волокнистых композитов
  9.2.1. Нагружение вдоль волокон
  9.2.2. Нагружение перпендикулярно волокнам
  9.2.3. Анизотропия
9.3. Пластичность и разрушение композитов
  9.3.1. Растяжение композитов на основе непрерывных волокон
  9.3.2. Передача нагрузки волокнам
  9.3.3. Распространение трещины в волокнистых композитах
  9.3.4. Статистические аспекты разрушения
  9.3.5. Разрушение при сжатии
  9.3.6. Разрушение, определяемое разрушением матрицы
9.4. Примеры композитов
  9.4.1. Композиты с полимерной матрицей
  9.4.2. Композиты с металлической матрицей
  9.4.3. Композиты с керамической матрицей
  9.4.4. Биокомпозиты

 
Глава 10.
Усталость

10.1. Типы нагрузок
10.2. Усталостное разрушение металлов
    10.2.1. Инициирование трещины
    10.2.2. Распространение трещины
    10.2.3. Окончательное разрушение 
10.3. Усталость керамики
10.4. Усталость полимеров
    10.4.1. Тепловая усталость
    10.4.2. Механическая усталость
10.5. Усталость волокнистых композитов
10.6. Феноменологическое описание усталостного разрушения
    10.6.1. Усталостный рост трещины
    10.6.2. S-N диаграммы
    10.6.3. Роль среднего напряжения
    10.6.4. Усталость при переменной амплитуде нагружения
    10.6.5. Циклическая деформация
    10.6.6. Диаграмма Китагавы
10.7. Усталость надрезанных образцов

 
Глава 11.
Ползучесть

11.1. Явления, связанные с ползучестью 
11.2. Механизмы ползучести
    11.2.1. Стадии ползучести
    11.2.2. Дислокационная ползучесть
    11.2.3. Диффузионная ползучесть
    11.2.4. Скольжение по границе зерен
    11.2.5. Диаграммы механизмов деформирования
11.3. Разрыв вследствие ползучести
11.4. Повышение стойкости к ползучести

 
Глава 12.
Упражнения

Глава 13

Решения

Приложение А.
Использование тензоров

1. Введение
2. Ранг тензора
3. Тензорные обозначения
4. Операции с тензорами и соглашение о суммировании
5. Преобразования координат
6. Тензорные операции
7. Инварианты
8. Производство тензорных полей

Приложение B.
Индексы Миллера и Миллера-Бравэ

I.  Индексы Миллера
2. Индексы Миллера-Бравэ

Приложение Г.

j- Интеграл

1. разрывность функции, сингулярности и теорема Гаусса

2. Энергия 

3. J-интеграл

4. J-интеграл у кончика трщины

5. Пластичность в кончике трещины

6. Энергетическая интерпретация J-интеграла

Литература

Список условных обозначений