材料科学与工程著作系列：屈服准则与塑性应力-应变关系理论及应用 [Yield Criteria and Plastic Stress-Strain Relations Theory and Application] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王仲仁，胡卫龙，胡蓝 著

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• 材料科学
• 材料工程
• 塑性力学
• 屈服准则
• 应力-应变关系
• 金属材料
• 力学性能
• 数值模拟
• 有限元
• 材料模型

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040395044

版次：1

商品编码：11517564

包装：平装

丛书名： 材料科学与工程著作系列

外文名称：Yield Criteria and Plastic Stress-Strain Relations Theory and Application

开本：16开

出版时间：2014-07-01#

编辑推荐

　　《材料科学与工程著作系列：屈服准则与塑性应力-应变关系理论及应用》可供从事材料科学、力学及机械科学研究的大学老师、研究生以及科研院所和企业研发部门的研究人员阅读。

内容简介

　　《材料科学与工程著作系列：屈服准则与塑性应力-应变关系理论及应用》是国内外首次由有工程应用背景的教授与专家共同撰写的关于屈服准则与塑性应力－应变关系的专著。第一章重点介绍了Mises屈服准则、Tresca屈服准则、双剪应力屈服准则及统一屈服准则；第二章列举了航天、航空及汽车领域新近研发的众多材料的单向拉伸力学特性；第三章介绍了验证屈服准则与塑性应力－应变关系的薄壁管P－p试验、P－M试验、薄板双向拉伸试验、薄壁管加外压与轴压的双向压应力试验，以及王仲仁与朱宝泉首次对超塑性材料进行的薄壁管P－p试验研究；第四章到第六章阐述了各向异性材料的屈服特性、塑性应变增量梯度理论的一般性定理和后续塑性变形的几种强化特性；第七章阐述了由Levv－Mises应力－应变关系增量理论导出的应力－应变顺序对应规律及其实验验证；第八章给出了多种塑性加工工序应力－应变分析实例，不仅给出具体问题的应力－应变分析结果，也为读者提供了广阔的思路和视野。

作者简介

　　王仲仁，教授、博士生导师。1934年5月生于江苏，1955年毕业于北京钢铁学院（现北京科技大学），1955-1957年在哈尔滨工业大学研究生班师从苏联专家学习，毕业后留校任教。曾被评为航天工业部有突出贡献专家，享受国务院的政府特殊津贴。
　　他提出并从理论上推证了“应力-应变顺序对应规律”后又加以实验证明，并已被纳入国家级重点教材《金属塑性成形原理》中，该规律给出了平面应力各成形工序尺寸的变化趋势；他首次给出了沿屈服椭圆的应变增量变化图与体积成形各工序在Mises柱面上的应力一应变分区；他与朱宝泉一起首次给出了超塑性材料的屈服准则的实验研究结果；他与何祝斌共同给出一点应力分量的三维图形，还用应力莫尔圆移动法求证Hencky应力方程。

内页插图

目录

第一章 塑性力学的基本概念与主要公式
1.1应力分析
1.1.1应力的概念
1.1.2应力状态及其描述
1.1.3应力张量及应力偏张量
1.1.4应力莫尔圆
1.1.5微元体平衡方程
1.2应变分析
1.2.1名义应变与真实应变
1.2.2小变形时应变与位移的关系方程
1.2.3最大剪应变及八面体应变表达式
1.2.4应变速率与应变速率张量
1.2.5体积不变条件与主应变图
1.3常用的屈服准则
1.3.1屈服准则的概念
1.3.2Mises屈服准则
1.3.3Tresca屈服准则
1.3.4Mises与Tresca屈服准则的几何图形
1.3.5双剪应力屈服准则
1.4统一屈服准则
1.4.1统一屈服准则的数学建模
1.4.2统一屈服准则的数学表达式
1.4.3统一屈服准则的几何图示
1.4.4统一屈服准则的扩展
1.5广义屈服准则
1.5.1广义屈服准则的表达式
1.5.2广义屈服准则的物理概念、几何意义及其简化形式
1.5.3不可压缩材料系数的确定
1.5.4可压缩材料系数的确定
1.6屈服准则的应用
1.7塑性应力-应变关系经典理论
1.7.1塑性变形时应力-应变关系理论在早期的发展
1.7.2增量理论
1.7.3全量理论
参考文献

第二章 单向拉伸时材料力学特性的试验研究
2.1应变强化材料单向拉伸的应力-应变关系
2.2应变速率强化材料单向拉伸的应力-应变关系
2.3应变强化与应变速率强化共存时单向拉伸的应力-应变关系
2.4包辛格效应
2.5碳纤维复合材料拉伸试验
2.6各向异性材料的拉伸试验
2.6.1试验材料及方案
2.6.2材料真实应力-应变曲线
2.6.3板材力学性能参数
参考文献

第三章 非单向加载条件下材料力学性能试验研究
3.1薄壁管P-p试验研究结果
3.2薄壁管JP-M试验研究结果
3.3薄板双向拉伸试验
3.4静水应力对材料力学特性的影响
3.4.1高压试验测试技术
3.4.2静水压力对材料流动行为的影响
3.4.3静水压力对材料断裂行为的影响
3.5其他非单向拉伸试验研究
3.5.1平面压缩试验
3.5.2法向和切向载荷试验
3.6双向压应力加载对薄壁管缩颈过程进行模拟试验研究
3.6.1薄壁管双向压应力试验装置
3.6.2试验结果及其分析
3.7体积成形时的应变场物理模拟方法
参考文献

第四章 不同因素对初始屈服准则及屈服轨迹的影响
4.1静水应力对材料屈服特性的影响
4.1.1Dmcker-Prager屈服方程的一般表达形式
4.1.2受静水应力影响的初始屈服轨迹特征
4.2应力状态类型与静水应力对材料屈服特性的综合影响
4.2.1应力状态类型与静水应力共同影响的屈服方程
4.2.2应力状态类型与静水应力对材料屈服特性的影响
4.2.3屈服方程的简化形式
4.2.4屈服方程的预测值与试验数据值的比较
4.3各向异性材料的初始屈服特性
4.3.1屈服方程与塑性位势无关联的形式及基本特性
4.3.2屈服方程与塑性位势相关联的形式及基本特性
4.3.3屈服方程预测值与试验数据问的比较
参考文献

第五章 后续屈服与塑性应力-应变关系分析的相关理论
5.1后续屈服与后续屈服方程
5.2塑性位势理论的基本物理概念及与Mises屈服函数间的关系
5.2.1塑性位势概念的提出
5.2.2塑性位势的基本物理概念
5.2.3Mises屈服函数（塑性位势）的物理含义
5.3塑性应变增量梯度理论的一般性定理及等效强化状态
5.3.1屈服方程与塑性位势相关联的塑性应力-应变关系
5.3.2屈服方程与塑性位势非关联的塑性应力-应变关系
5.4材料塑性变形中出现的“软化”现象
5.4.1压力敏感性材料应力-应变关系的力学模型
5.4.2各向异性材料应力-应变关系的力学模型
5.4.3材料的“软化”现象分析
参考文献

第六章 塑性变形的几种强化特性
6.1材料的等向强化特性及塑性本构关系
6.1.1等向强化的基本特性
6.1.2等向强化模型所对应的塑性本构关系
6.2各向异性材料的非等向强化特性及塑性本构关系
6.2.1各向异性强化及在主应力空间的表现形式
6.2.2各向异性塑性应变增量的预测
6.2.3各向异性强化对成形板件反弹数值模拟结果的影响
6.2.4各向异性塑性流动特性对塑性本构关系的影响
6.3压力敏感性材料的非等向强化特性及塑性本构关系
6.3.1后续屈服方程与塑性位势
6.3.2等效强化状态及塑性应变关系式中比例参数的确定
6.3.3塑性本构关系的应用特性及预测结果与试验结果的比较
6.4包辛格效应对塑性本构关系的影响
6.4.1考虑包辛格效应的基本塑性应变增量本构关系
6.4.2由运动强化所产生的非材料属性的各向异性塑性流动特性
参考文献

第七章 应力-应变顺序对应规律及其在塑性成形工序分析中的应用
7.1应力-应变顺序对应规律及其试验验证
7.1.1应力-应变顺序对应规律
7.1.2应力-应变顺序对应规律的试验验证
7.1.3应力-应变顺序对应规律的应用
7.2平面应力屈服图形的分区
7.3平面应力塑性成形工序应力-应变分析
7.3.1管材拉拔
7.3.2板材拉深
7.3.3内高压成形
7.4Mises屈服柱面的展开与三向应力状态在其中的表征
7.5三向应力状态屈服面上的应力-应变分区与典型成形工序的定位
7.6圆柱与圆环压缩时工件变形区中不同质点的加载路径
参考文献

第八章 典型平面应力成形工序的应力-应变分布解析与数值模拟
8.1轴对称平面应力稳态成形各工序应力-应变分布的增量理论解
8.1.1应力与应变分布的两种表达形式
8.1.2薄筒件稳态成形分类
8.1.3基本公式与主要假设
8.1.4无摩擦稳态成形的应力-应变分布
8.1.5有摩擦稳态流动锥面成形的应力-应变分布
8.2缩口工序的应力-应变分析与试验研究
8.2.1缩口工序应力-应变分析的增量理论解
8.2.2缩口工序应力-应变分析的全量理论解
8.2.3缩口过程的工艺试验研究
8.3拉拔工序的应力-应变分析与试验研究
8.3.1无芯拉拔过程应力-应变分析
8.3.2无芯拉拔过程试验研究
8.3.3无芯拉拔过程数值模拟
8.4薄壁管充液弯曲全量与增量理论的数值解
8.4.1平衡方程的建立
8.4.2全量理论的有限差分数值解
8.4.3基于增量理论的有限元分析
8.5强化模型对板材成形过程影响的数值分析
8.5.1运用等向强化模型和等向强化／运动强化模型对板材成形过程数值模拟的对比分析
8.5.2利用运动强化进行汽车冲压件成形过程的数值模拟实例分析
8.6椭球液压胀形过程的数值模拟
8.6.1椭球壳体无模液压胀形变形特征分析
8.6.2有限元分析

参考文献
附录一 我国塑性本构关系研究的近况
附录二 塑性应力应变关系理论的文献总结
附录三 Hill各向异性屈服准则的发展与Hosford及Barlat屈服准则
附录四 Sn-Pb共晶超塑性材料薄壁管在复合加载下的试验研究

材料力学中的基本概念与分析方法：一个全面概述 本书聚焦于材料力学领域的核心原理与工程应用，旨在为读者提供一个扎实的基础，用以理解和分析材料在外部载荷作用下的宏观响应。我们将深入探讨应力与应变的定义、本构关系的建立，以及结构稳定性的关键考量。 第一章：材料力学的基石——应力与应变 本章将详细阐述描述物体内部力状态的应力概念。我们将从最基本的概念入手，定义正应力、剪应力，并引入柯西应力张量（Cauchy Stress Tensor）这一数学工具，用以全面表征任意截面上的力分布。张量的各个分量及其在不同坐标系下的转换规律将被细致解析，确保读者对三维应力状态有清晰的认识。随后，我们将转向描述物体变形程度的应变。通过引入线应变和剪切应变，我们将构建小变形假设下的应变张量。本章的重点在于如何通过几何关系将外部位移与内部的应变场联系起来，为后续的本构关系建立奠定基础。此外，还将讨论应力与应变在特定几何条件下的简化，如平面应力状态和平面应变状态的分析。 第二章：理想化模型与本构关系的基础 材料力学区别于连续介质力学之处，在于其对材料特性的简化和理想化处理。本章将集中讨论最基础的、适用于大多数工程应用的线性弹性本构关系。我们将深入探讨胡克定律（Hooke's Law）在各向同性材料中的形式，重点分析杨氏模量（Young's Modulus, $E$）、泊松比（Poisson's Ratio, $ u$）和剪切模量（Shear Modulus, $G$）之间的内在联系。这些弹性常数的物理意义及其测量方法将被详尽讨论。 在此基础上，我们将过渡到广义胡克定律，处理温度变化对材料产生的影响，引入热应力和热应变的概念。对于各向异性材料，如复合材料和晶体材料，我们将简要介绍如何用更复杂的弹性柔度矩阵或刚度矩阵来描述其应力-应变关系，但主要分析仍将集中在工程中最常见的均匀各向同性材料。 第三章：结构分析的基础方法——静力平衡与位移法 任何结构力学分析都必须满足两个基本条件：静力平衡和几何相容性。本章将侧重于前者。我们将系统性地讲解如何对手臂结构进行受力分析，包括绘制自由体图（Free-Body Diagram）和应用牛顿定律来建立外部载荷、内部反力和应力分量之间的平衡方程。 对于杆系结构，我们将推导轴向拉伸/压缩、纯剪切和扭转的基本公式。重点在于理解应力集中现象，以及如何利用截面惯性矩和极惯性矩来计算梁的弯曲和扭转响应。 几何相容性分析将引入位移法（或称为柔度法）的思想，尽管我们主要集中在静力学分析，但理解位移与变形之间的约束关系至关重要。我们将讨论超静定结构（Statically Indeterminate Structures）的分析方法，即如何结合平衡方程和几何条件，求解那些仅凭平衡方程无法确定的冗余约束结构。 第四章：梁的弯曲理论 梁结构是土木和机械工程中最常见的构件。本章将全面剖析梁的纯弯曲和横向弯曲理论。我们将从基本的欧拉-伯努利梁理论出发，推导出弯曲正应力公式 ($sigma = My/I$)，并详细解释中性轴的概念及其确定方法。 随后，我们将深入讨论剪应力在梁截面上的分布规律，推导出著名的剪应力公式 ($ au = VQ/It$)，并分析梯形、工形等非矩形截面上的剪应力路径。 本章还将探讨梁的挠度计算。我们将利用弯矩-曲率关系，引入积分法和虚功法（或称单位载荷法，即第一功原理）来计算梁的挠度和转角。这部分内容将为后续的结构稳定性分析做好铺垫。 第五章：扭转与薄壳理论简介 扭转分析是理解轴类构件受力的关键。本章将从圆截面杆的扭转开始，推导扭转剪应力公式 ($ au = Tr/J$)，并明确扭转刚度的概念。对于非圆截面杆件的扭转，我们将引入圣维南扭转理论的背景，说明如何通过应力函数来求解复杂的应力分布，并讨论薄壁管的特性。 此外，本章还将对薄壁结构（如圆筒和球壳）的内力分析进行概述。我们将推导薄壁圆筒内压和环向应力的公式，以及环向拉伸应力的计算方法，这些都是压力容器设计的基础。 第六章：结构稳定性的探讨——失稳现象 结构失效不仅包括材料的屈服或断裂，还包括整体几何形态的突变，即失稳（Buckling）。本章将专注于细长杆件的压杆稳定性问题。我们将从欧拉公式入手，推导理想压杆的临界屈曲载荷，并讨论各种端部约束条件对有效长度的影响。 我们将探讨欧拉公式的应用局限性，并引入廷顿-麦考林斯曲线（J. B. Johnson's Formula）等经验公式，用以描述在材料屈服范围内的中等长度压杆的失稳行为。本章的目的是让读者认识到，在设计长细结构时，刚度往往比强度更为关键。 第七章：接触应力与材料失效的初步认识 本章将探讨物体之间接触面上的应力分布，即接触应力。我们将分析赫兹接触理论（Hertzian Contact Stress）的基本原理，该理论在轮轴、轴承和滚道设计中至关重要。我们将讨论接触椭圆的大小、最大接触应力和深度等关键参数。 最后，本章将对材料失效（如疲劳、蠕变）进行定性介绍，强调本卷所基于的静力学假设与瞬时弹性/塑性响应的局限性。读者将了解到，真正的工程设计需要结合本章所学的基本力学原理与更高级的材料行为模型。 本书的教学目标是提供一个坚实、严谨的力学框架，使用户能够准确地对静态载荷下的常见工程结构进行应力分析和变形估算，为后续更复杂的材料本构模型（如塑性学、断裂力学）学习打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

读了这本书的目录，我感觉它简直就是一本材料力学领域的“百科全书”，特别是关于塑性变形这部分，简直太吸引人了。我一直觉得，材料在超过了弹性极限之后的行为，才是真正考验工程师智慧的地方。书名中的“塑性应力-应变关系”让我联想到，一旦材料开始永久变形，它的“硬度”和“韧性”都会发生改变，这个过程中应力和应变之间的关系肯定非常复杂，而且是动态变化的。我非常期待书中能够详细解析那些描述这种复杂关系的本构模型，比如塑性流动法则，它们是如何精确地捕捉材料在塑性变形过程中的应力路径和应变增量的。我想象中的书里，应该会有很多关于如何通过实验来确定这些塑性参数的章节，像是单轴拉伸、压缩试验，甚至是一些更高级的多轴加载实验。了解了这些，我才能更好地理解为什么有些材料在拉伸时会“越拉越细”，而另一些材料则会“越压越矮”。更重要的是，我想知道这些理论是如何指导我们设计出具有特定塑性性能的材料，比如那些在碰撞中能够吸收大量能量的材料，或者是在高温高压环境下依然能保持稳定性的材料。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够系统性地梳理材料力学中关于塑性行为的著作，而《屈服准则与塑性应力- strain Relations Theory and Application》这个书名，让我看到了希望。我期待这本书不仅仅是简单地列举各种理论模型，而是能够深入地剖析这些模型背后的物理机制，以及它们在不同材料体系中的适用性和局限性。我希望书中能够清晰地阐述，为什么不同的屈服准则适用于不同的材料，例如金属、聚合物、陶瓷或者复合材料，它们各自的微观结构和原子键合方式的差异，是如何导致屈服行为的不同。同时，我也对塑性应力-应变关系中的“硬化”现象很感兴趣，比如应变硬化、应变率硬化、温度硬化等，它们是如何相互作用，共同影响材料的整体塑性行为的？书中是否会提供一些关于如何通过材料设计来调控这些硬化机制的思路？另外，我还在思考，这些理论在损伤力学、断裂力学等领域是如何衔接和应用的。如果本书能够触及到这些更深层次的交叉学科内容，那将是锦上添花。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料在极端条件下的行为感到着迷，而“屈服准则与塑性应力-应变关系”这个主题，正好触及到了这个核心。我猜这本书会带我深入理解，当材料承受的载荷远远超过其弹性极限时，究竟发生了什么。我特别好奇的是，书中是否会详细介绍那些在特殊环境下，例如高温、低温、高应变率，甚至是复杂应力状态下的屈服准则和塑性模型。比如，在航空航天领域，材料需要承受巨大的温度变化和超高的速度，这时候传统的模型可能就不适用了。我希望书中能提供一些关于这些特殊情况下的理论框架和实验验证。此外，我也对材料在塑性变形过程中微观结构的演变非常感兴趣，比如位错的运动和交互作用是如何影响宏观的塑性行为的。如果书中能结合一些显微分析技术，比如电子显微镜下的观察，来解释这些微观机制，那将是对理论认识的巨大补充。总而言之，我希望这本书能够提供一个全面而深入的视角，来理解材料在“极限生存”状态下的行为规律。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，那种沉静而专业的蓝色调，还有那精炼的标题，一下子就抓住了我的眼球。我一直对材料的内在奥秘，尤其是它们在受力时会发生怎样的“变形”和“抵抗”充满好奇。我猜这本书应该会深入浅出地讲解为什么材料会“屈服”，也就是从弹性变形转变为永久变形的那个临界点，它到底是由什么决定的。我期望书中会详细阐述各种不同的屈服准则，比如像冯·米塞斯准则（Von Mises）或者特雷斯卡准则（Tresca），它们各自的数学模型是怎么样的，又分别适用于哪些类型的材料和应力状态。不仅仅是理论，我更关心的是这些理论如何落地，如何在实际的工程设计中发挥作用。比如，在制造飞机零件、汽车底盘或者高层建筑的钢结构时，工程师是如何利用这些屈服准则来确保材料在承受各种载荷时不会发生灾难性的失效的？书中会不会通过具体的案例分析，来展示这些理论的强大力量？我特别希望它能提供一些图表和数值模拟的例子，这样我这个非专业读者也能更直观地理解那些抽象的概念。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对制造工艺有着浓厚兴趣的人，这本书的书名让我眼前一亮。屈服准则和塑性应力-应变关系，这简直就是金属成形、冲压、锻造等加工过程的核心理论基础。我迫切想知道，书中是如何将这些抽象的力学概念，与实际的加工操作联系起来的。比如，在冲压过程中，材料会经历复杂的变形，理解材料的屈服行为和塑性流动规律，就能帮助我们精确控制模具的设计，避免材料出现起皱、开裂等缺陷。我希望书中能够提供一些具体的工艺参数的优化方法，例如通过调整应变速率、温度、润滑条件等，来达到更好的加工效果。此外，我也对数值模拟技术在材料加工中的应用很感兴趣。书中会不会介绍如何利用有限元分析（FEA）等软件，来预测材料在加工过程中的应力分布、塑性变形区域，从而指导工艺参数的选择和模具的设计？能够通过实际的案例，看到理论如何指导生产实践，解决实际的工程问题，这将是我阅读这本书的最大收获。

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公司同事使用，反馈比较实用，优惠

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屈服准则就查到这么一本书，先看看

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是正版，满意

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质量不错

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书不错！！！！

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好书要慢慢的读，仔细品味，也是人生的乐趣

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质量不错

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本书是做科研教学的好教材