中国科学技术大学精品教材：高聚物的力学性能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何平笙 著

图书标签:

• 高分子力学
• 聚合物
• 材料力学
• 中国科学技术大学
• 教材
• 高分子材料
• 力学性能
• 工程塑料
• 高分子物理
• 材料科学

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312019876

版次：2

商品编码：10083993

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-10-01

用纸：胶版纸

页数：324

正文语种：中文

编辑推荐

　　第1章是专为化学系学生写的有关应力、应变及其相互关系的力学基础知识。从第2章开始以3章的篇幅着重介绍高聚物力学性能的时间依赖性；第5、6章介绍高聚物力学性能的温度依赖性和各种力学转变现象；对高聚物材料特有的高弹性，则辟有专门的章节（第7章）详加讨论。考虑到高聚物材料越来越多地作为结构材料应用于机械、建筑乃至高新技术领域中，第8、9章对有关高聚物材料使用中的屈服、破坏和断裂现象作了较多介绍。最后一章则是介绍高聚物熔体加工成形过程中的流变力学行为，希望能为把学生对“化学结构与材料性能”关系的认识提高到“凝聚态结构与制品性能”关系的认识提供一个初步的引介。

内容简介

　　本书是高分子物理专业的专业课教材，着重讲授高聚物材料的黏弹性和高弹性，并以相当篇幅介绍高聚物材料在大形变时的屈服行为、断裂现象以及高聚物熔体的流变力学行为，对高分子化学以及塑料、橡胶和合成纤维类专业，本书可作为研究生教材。
　　本书也可作为从事高聚物材料合成、加工、使用的有关工程技术人员的参考书。
　　本书第1章是专为化学系学生写的有关应力、应变及其相互关系的力学基础知识。从第2章开始以3章的篇幅着重介绍高聚物力学性能的时间依赖性；第5、6章介绍高聚物力学性能的温度依赖性和各种力学转变现象；对高聚物材料特有的高弹性，则辟有专门的章节(第7章)详加讨论。考虑到高聚物材料越来越多地作为结构材料应用于机械、建筑乃至高新技术领域中，第8、9章对有关高聚物材料使用中的屈服、破坏和断裂现象作了较多介绍。最后一章则是介绍高聚物熔体加工成形过程中的流变力学行为，希望能为把学生对“化学结构与材料性能”关系的认识提高到“凝聚态结构与制品性能”关系的认识提供一个初步的引介。

目录

总序
第2版　序
第1版序
第1章　概论
1.1　引言
1.2　形变的类型
1.3　应力分析
1.4　平面应力状态
1.5　应变分析
1.6　广义虎克定律
1.7　牛顿流动定律
1.8　高聚物的黏弹性
思考与阅读
第2章　高聚物力学性能的时间依赖性
2.1　蠕变及其回复
2.2　应力松弛
2.3　动态力学试验
2.4　典型高聚物黏弹性函数举例
2.5　恒速应力和恒速应变
2.6　状态方程
思考与阅读
第3章　高聚物黏弹性的力学模型
3.1　概述
3.2　麦克斯韦串联模型
3.3　伏杰脱-开尔文并联模型
3.4　三元件模型——标准线性固体
3.5　四元件模型
3.6　力学模型的广义形式
3.7　松弛时间谱和推迟时间谱
3.8　高聚物黏弹性力学模型的电学类比
思考与阅读
第4章　叠加原理
4.1　高聚物力学行为的历史效应
4.2　玻尔兹曼叠加原理
4.3　各个黏弹性函数的关系
4.4　静态试验和动态试验的关系
4.5　幂指数定律
思考与阅读
第5章　高聚物力学性能的温度依赖性
5.1　马丁耐热、维卡耐热和热变形温度
5.2　形变一温度曲线、模量-温度曲线和动态力学行为的温度依赖性
5.3　时温相当和转换——时温转换原理
5.4　组合曲线(主曲线)
5.5　WLF方程
5.6　位叠模型理论
思考与阅读
第6章　高聚物的转变
6.1　玻璃化转变
6.2　玻璃化转变的理论
6.3　影响玻璃化温度的结构因素
6.4　改变玻璃化温度的各种手段
6.5　高聚物玻璃化转变的几种特殊情况
6.6　结晶高聚物的熔融转变
6.7　高聚物的次级转变
6.8　典型高聚物转变举例
思考与阅读
第7章　橡胶高弹性力学
7.1　高弹性的热力学分析
7.2　孤立链的构象熵
7.3　交联结构橡胶的高弹性理论
7.4　内能对高弹性的贡献
7.5　交联橡胶应力.应变的实验研究
7.6　弹性大形变的唯象理论
7.7　溶胀
7.8　交联度和模量的绝对值
思考与阅读
第8章　高聚物的屈服行为
8.1　应力一应变曲线和真应力.应变曲线
8.2　高聚物材料屈服过程特征
8.3　屈服准则
8.4　屈服的微观解释
8.5　应变软化现象
8.6　塑性不稳定性——成颈
8.7　高聚物大形变的热效应
8.8　取向硬化
思考与阅读
第9章　高聚物的断裂和强度
9.1　高聚物材料的脆性断裂和韧性断裂
9.2　高聚物的理论强度
9.3　应力集中
9.4　格里菲思理论
9.5　断裂的分子动力学理论——茹柯夫理论
9.6　宏观理论与微观理论的结合
9.7　玻璃态高聚物的银纹和开裂现象
9.8　高聚物的冲击强度
9.9　马克三角形原理
9.10　复合作用原理和复合材料
思考与阅读
第10章　高聚物熔体的流变力学行为
10.1　高聚物熔体流动的非牛顿性
10.2　剪切黏度的测定及其影响因素
10.3　高聚物熔体的拉伸黏度
10.4　高聚物熔体的弹性
10.5　加工成形工艺中典型流动分析
10.6　电磁场作用下塑料的全新加工方法——高聚物电磁动态塑化挤出方法
10.7　高聚物力学性能与制品设计的关系
思考与阅读

精彩书摘

　　高聚物的力学行为依赖于外力作用的时间，这个时间依赖关系不是由于材料性能的改变引起的，而是由于这样一个事实，即它们分子对外力的响应达不到平衡，是一个速率过程，再有，高聚物的力学行为有很大的温度依赖性。时间和温度是研究高聚物力学性能中特别需要加以考虑的两个重要参数。加上高聚物材料应力应变关系是非线性的，塑性行为中又有许多特殊之处，使得高聚物材料的力学性能确比金属材料复杂得多。研究高聚物力学性能有两个相互联系的目的：一个是求得高聚物各种力学性能的宏观描述和测试合理化，以作为高聚物材料使用和高聚物制品设计的依据。另一个是寻究高聚物的宏观力学性能与它们内部结构的各个层次 原子、分子、分子量及其分布、支化、立体规整度、结晶、取向、交联、共聚物组成、序列分布、超分子结构、显微结构等结构因素之间的联系，建立“多层结构一多种分子运动一多种性能”三者的相互关系，以便运用结构与性能之间的客观规律来指导具有特定性能的高聚物材料的制备，以及高聚物的加工成形。

前言/序言

　　《高聚物的力学性能》第1版出版后，在中国科学技术大学高分子科学与工程系使用了多年，学生反映良好，2000年被评为校优秀教材一等奖，2004年被国务院学位委员会学科评议组审定推荐为全国研究生教学用书提名，经过认真修订，2005年被教育部正式遴选为2004－2005年度“研究生教学用书”。
　　除了对第1版中的印刷错误进行更正外，第2版加进了一些新内容（如高聚物宏观单晶体和单链单晶体没有玻璃化转变；可能的二维橡胶态；高聚物表面的玻璃化温度较本体来得低；高聚物断裂的Andrews普适断裂力学理论），也对一些问题有了进一步的认识（如对WLF方程的新认识；高聚物力学模型的电学类比），增加了有关内容的实验方法介绍，如蠕变实验，动态力学中的扭摆、扭辫、振簧和黏弹谱仪实验，参考文献也增加了近年来出版的资料，有关“电磁场作用下塑料的全新加工方法——高聚物电磁动态塑化挤出方法”更是我国科学家近年对高聚物加工方法的新贡献．此外，在每一章都补充了思考题等．在一般的“高分子化学”和“高分子物理”本科课程后，本书作为研究生教材使用，教学可控制在50－60学时，在长期高分子物理教学中，我们深深体会到“教学是需要研究的”，近年来我们在《化学通报》和《高分子通报》上发表了近30篇教学研究论文，对高分子物理的教学计划、教学主线、教学内容，以及高分子物理实验内容进行了全面研究，我们还编写出版了《高分子物理实验》（中国科学技术大学出版社，2002），以及作为国家级精品课程教材的《高聚物的结构与性能》。

聚合物的分子运动与宏观形变：深入探究高分子材料的力学行为 图书名称： 聚合物的分子运动与宏观形变：深入探究高分子材料的力学行为 作者： （此处可设想的作者群体，例如：材料科学与工程资深专家团队） 出版社： （此处可设想的出版社，例如：前沿科学出版社） --- 内容简介： 本书旨在为高分子科学、材料工程、应用化学等领域的学生、研究人员及工程师提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的著作，专注于揭示聚合物材料在不同应力、温度和速率条件下，其分子结构如何决定宏观力学性能的内在机理。我们聚焦于高分子材料从微观尺度的链段运动到宏观形变响应的跨尺度关联，摒弃对现有标准教科书中常见基础概念的冗余阐述，转而深入探讨那些在实际工程应用和前沿研究中至关重要的复杂力学现象。 第一部分：高分子形变动力学的分子基础（Molecular Foundations of Polymer Deformation Dynamics） 本部分着重于构建理解聚合物力学行为的微观骨架。我们不会重复介绍晶体结构和无定形区的基本定义，而是直接切入分子链的松弛时间谱。通过深入分析自由体积理论（尤其是Vogel-Fulcher-Tammann模型的现代修正版）与高分子链段运动的关系，我们将详细阐述时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）在非线性黏弹性区失效的边界条件及修正模型，例如涉及链段缠结网络的考虑。 重点突破： 1. 动力学介电谱（Dielectric Spectroscopy）在应力下的演变： 如何利用高频电场与分子偶极矩的耦合，实时监测不同应力水平下$alpha$弛豫和$eta$弛豫的频率和强度变化，从而精确判断玻璃化转变温度（$T_g$）的“应力诱导偏移”效应。 2. 多尺度模拟方法的应用： 重点介绍介观尺度（Mesoscale）模拟，如Coarse-Grained Molecular Dynamics（CGMD）方法，如何用于构建和模拟受限空间（如纳米复合材料界面）内聚合物网络的松弛行为，而非单纯的原子级（All-atom）模拟。 第二部分：非线性黏弹性与应力软化现象的精细描述（Fine Description of Nonlinear Viscoelasticity and Stress Softening） 经典的Maxwell或Voigt模型难以准确描述高分子材料在大幅形变下的本构关系。本部分致力于高分子非线性黏弹性的先进本构模型构建。我们将详细探讨橡胶弹性理论的局限性及其向流变学过渡的数学描述。 重点突破： 1. 拉伸诱导的结构演化： 针对高取向聚合物（如超高分子量聚乙烯、芳纶纤维），研究单轴拉伸过程中，分子链的脱缠结（Decohesion）和链的定向过程如何导致应变硬化（Strain Hardening）与应变软化（Strain Softening）的竞争性行为。我们引入了基于自由能函数的连续介质损伤模型（Continuum Damage Mechanics, CDM），结合损伤变量来量化微裂纹萌生和扩展对宏观模量的影响。 2. 超粘弹性（Hyperelasticity）与熵弹性（Entropic Elasticity）： 深入解析Neo-Hookean、Mooney-Rivlin以及Ogden模型的适用范围边界，重点分析在高应变率下，聚合物形变中热力学熵贡献与化学键拉伸贡献的相对权重变化，特别是在高填充橡胶体系中的相互作用机制。 第三部分：断裂、疲劳与环境耦合效应（Fracture, Fatigue, and Environmental Coupling Effects） 高分子材料的失效通常发生在动态载荷和环境因素的共同作用下。本部分将聚焦于如何量化和预测这些复杂的失效模式。 重点突破： 1. 能量释放率与断裂韧性（Fracture Toughness）的速率依赖性： 不仅讨论线性断裂力学（LEFM），更侧重于J积分和T积分在高分子材料准静态及动态断裂过程中的应用。重点分析冲击载荷下，聚合物的韧性-脆性转变（Ductile-Brittle Transition）与能量耗散机制（如剪切带形成）。 2. 疲劳寿命的微观损伤累积模型： 探讨基于应力/应变历史的损伤演化方程，例如修正的Paris定律，如何整合高分子特有的环境应力开裂（Environmental Stress Cracking, ESC）和应力松弛（Stress Relaxation）的影响。我们将详细分析在不同交变载荷频率下，聚合物内部氧化诱导的链断裂如何加速疲劳裂纹的萌生。 3. 蠕变与应力松弛的交叉耦合： 阐述蠕变过程中的“结构再松弛”现象，即在恒定载荷下，聚合物内部的分子结构会不断调整以达到新的平衡，如何通过多重时间尺度松弛谱来精确预测长期服役下的应力衰减曲线。 第四部分：先进高分子体系的力学特性（Mechanical Characteristics of Advanced Polymer Systems） 本部分将前沿研究成果应用于特定高性能材料体系，探讨结构控制力学性能的工程实现。 重点突破： 1. 纤维增强复合材料的界面本构关系： 重点分析在拉伸和剪切载荷下，聚合物基体与无机填料（如碳纳米管、石墨烯、玻璃纤维）之间的界面剪切传递机制。引入界面增韧理论（Interface Toughening Theories），阐述界面滑移、拔出和层间粘结强度对宏观层压板（Laminate）性能的影响。 2. 自修复与形状记忆聚合物的力学响应： 探讨用于自修复材料的动态共价键或氢键网络在受损前后的力学性能变化。对于形状记忆聚合物，分析其固定应变恢复（Fixity Ratio）和恢复应力（Recovery Stress）如何受热力学驱动和分子缠结密度的调控。 本书的编写风格严谨且注重深度，旨在挑战读者对高分子力学基本概念的传统认知，提供一套现代化的、跨尺度的分析工具和理论框架，以期推动高分子材料的精密设计与工程应用进入新的阶段。它适合作为高年级本科生和研究生阶段的专业核心教材，尤其适合从事高分子结构-性能关系研究的科研人员。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在高校从事教学工作的教师，我一直在寻找一本能够真正体现中国高校在高分子领域研究水平的教材。《中国科学技术大学精品教材：高聚物的力学性能》这本书给我带来了惊喜。它在内容选择上紧跟国际前沿，同时又充分考虑了中国研究者的研究特点和教学需求。书中不仅涵盖了经典的高分子力学理论，还对近年来发展迅速的领域，如非线性粘弹性、多尺度模拟、损伤力学等进行了深入的介绍。作者们在撰写过程中，力求做到理论联系实际，将抽象的力学概念与具体的材料设计和应用实例相结合，这对于培养学生的工程实践能力非常有益。我特别赞赏书中对高分子材料老化和疲劳性能的详细阐述，这在实际工程应用中具有极高的参考价值。此外，本书在数学推导的严谨性和逻辑性的基础上，也注重启发式教学，引导学生思考，而不是被动接受。我认为，这本教材不仅能够满足国内高等院校相关专业课程的教学需求，也能够为相关领域的研究人员提供一个坚实的理论基础和丰富的参考信息，是中国高分子材料力学领域的一部优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读的本科生，对高分子材料的力学性能还处于一个初步的学习阶段。之前接触的一些书籍，要么知识点过于零散，要么逻辑性不强，导致我很难将知识系统地串联起来。《中国科学技术大学精品教材：高聚物的力学性能》这本书的出现，简直是为我量身定做的。它从最基础的分子链运动与应力之间的关系开始讲解，循序渐进，将复杂的概念分解成易于理解的部分。书中的插图和图示非常丰富，而且非常清晰，能够直观地展示高分子材料在受力时的微观变化，这对于加深理解起到了关键作用。作者在解释各种力学模型时，也会给出相应的实验依据和应用场景，让我明白这些理论知识是如何与实际应用联系起来的。我尤其喜欢书中对高分子材料在动态力学性能方面的阐述，比如阻尼性能和应变速率效应，这让我对高分子材料在振动控制和冲击吸收等方面的应用有了更深入的认识。虽然还有些地方需要我仔细琢磨，但总体而言，这本书的语言通俗易懂，结构清晰，对于我这样的初学者来说，无疑是一本极佳的入门教材，让我对高分子力学性能的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是其内容的深度和广度。我曾在一本老旧的力学教材中学习过一些高分子的基础力学概念，但那本书的内容相对滞后，而且在某些细节的解释上略显模糊。而这本《高聚物的力学性能》则完全不同，它系统地梳理了高分子材料从微观到宏观的力学行为，涵盖了从弹性、塑性到粘弹性、黏塑性等多种力学模型。特别令我印象深刻的是，书中对高分子材料中的缺陷，如空洞、裂纹等，如何影响其宏观力学性能进行了细致的分析，这对于理解材料的断裂机制非常有帮助。另外，作者在处理各向异性材料的力学性能时，思路非常清晰，逻辑严谨，能够帮助读者构建起一个完整的力学框架。我尤其欣赏书中对于不同测试方法和评价标准的介绍，这使得我们可以更客观地去理解和比较不同材料的力学数据。虽然书中涉及一些数学推导，但我发现作者的讲解方式非常有条理，能够引导读者一步步地理解其内在逻辑，而不是简单地罗列公式。对我来说，这本书是一本非常值得反复研读的工具书，它不仅能解答我现有的疑问，还能激发我进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书在论述高分子材料的力学性能时，并没有停留在理论层面，而是紧密结合了材料的微观结构和实际应用。我曾尝试过一些关于高分子材料断裂力学的书籍，但往往侧重于宏观现象的描述，对于断裂过程中的微观机制解释不够深入。《中国科学技术大学精品教材：高聚物的力学性能》在这方面做得相当出色。书中详细阐述了高分子链的取向、结晶度、相界面的特性等如何影响材料的强度、韧性和模量，并且通过实例说明了如何通过调控这些微观结构来改善材料的力学性能。例如，书中对于纤维增强复合材料力学性能的分析，就清晰地展示了纤维取向、界面结合强度等关键因素的作用。另外，书中还对高分子材料在复杂应力状态下的行为进行了深入探讨，这对于设计和制造承载结构件的高分子材料至关重要。我发现，作者在阐述这些复杂问题时，往往会从最基本的物理原理出发，逐步推导出宏观的力学规律，这种方法论非常值得学习。对于任何想要在高分子材料领域深入研究的工程师或科研人员来说，这本书都将是宝贵的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在材料领域摸爬滚打多年的研究生，我一直在寻找一本能够深入浅出、全面系统地阐述高分子材料力学性能的书籍。市面上琳琅满目的教材，有的过于理论化，晦涩难懂，让人望而却步；有的则过于浅显，满足不了深入研究的需求。直到我偶然翻阅到这本《高聚物的力学性能》，我才如获至宝。这本书的编排结构非常合理，从基础的分子结构与宏观力学性能的关联入手，逐步深入到各种复杂的力学行为，比如蠕变、应力松弛、疲劳、断裂以及高分子复合材料的力学性能等等。作者们运用了大量翔实的数据和严谨的公式推导，但又不像某些国外教材那样枯燥，而是穿插了大量的实例和图解，使得原本抽象的概念变得生动形象。我尤其喜欢其中关于高分子材料在不同环境（如温度、湿度、化学介质）下力学性能变化的讨论，这对于我们实际应用中评估材料的可靠性至关重要。而且，书中还涉及了一些前沿的研究方向，比如智能高分子材料的力学响应，这给我带来了很多新的思考和灵感。总而言之，这本书的内容质量非常高，对高分子力学性能的理解提供了一个坚实的基础，无论是初学者还是有一定基础的研究者，都能从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

扩展阅读很不错的，知识深度比较浅

评分☆☆☆☆☆

很多公式都有编辑错误

评分☆☆☆☆☆

很多公式都有编辑错误

评分☆☆☆☆☆

好不错好

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

真不错，写得很全面，通俗易懂。

评分☆☆☆☆☆

真不错，写得很全面，通俗易懂。

评分☆☆☆☆☆

很好的书，值得推荐。

评分☆☆☆☆☆

好