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內容簡介

塑性變形的微觀特徵就是結構相變，而相變是典型的熱力學問題。熱-變形力學研究的是與溫度有關的變形力學問題。《熱-變形力學理論》前半部分介紹與溫度有關的變形力學理論，主要是彈塑性麯綫的熱力學解釋、固體液體氣體的幾何場理論錶達、相變的熱-變形力學理論；後半部分是基於哈密頓動力學係統研究連續介質的基本尺度，基於哈密頓係統的抽象外積代數理論建立熱力學變量的幾何錶述理論，從而在理性力學體係下定義幾何熵和幾何溫度。最後，對自相似結構的幾何熱力學量進行研究，對固體的結構性相變給齣瞭熱力學幾何描述。

目錄

目錄
序
前言
第1章 熱力學原理 1
1.1 基本概念 1
1.2 熱力學第一定律 2
1.3 熱力學第二定律 3
1.4 熱力學第三定律 3
1.5 熱力學基本方程 4
1.6 熱力學經驗方程 5
1.6.1 等溫過程 5
1.6.2 等容過程 7
1.7 熱力學方法的一般化 7
第2章 連續介質中的結閤力 9
2.1範德瓦耳斯力的基本特徵 10
2.2 構形應力張量 13
2.3 變形應力-應變物性方程 18
2.3.1 簡單拉伸變形 19
2.3.2 簡單體積壓縮 20
2.3.3 不可壓縮變形 20
2.4 熱力學意義上的體積幾何量 22
2.5 分子結閤力與尺度的一般關係 24
2.6 壓力和壓力變化 25
2.7 理想各嚮同性介質的物性方程 26
第3章 內在物性和幾何參數的熱力學關係 28
3.1 空隙中的自由物質熱運動産生的溫度依賴性 29
3.2 溫度變化過程中的微元體尺度變化産生的溫度依賴性 33
3.3 固體微元尺度隨降溫過程而減小的一般規律 34
3.4 等壓過程的V-T麯綫 35
3.5 等容過程的P-T麯綫 37
第4章 變形能與溫度增量 39
4.1 變形能的經典定義 39
4.2 S+R分解下的變形能 40
4.3 等容過程的變形能 42
4.4 朗道熱勢的變形力學解釋 43
4.5 等壓過程的變形能-溫度方程 44
4.6 經典變形能與熵 46
4.7 彈性波的變形能 47
第5章 彈塑性麯綫的熱力學解釋 49
5.1 塑性的理性力學解釋 50
5.2 用臨界局部轉動角導齣斷裂條件 52
5.3 用最大許可局部轉動角導齣剪切斷裂條件 54
5.4 塑性的傳播 55
5.5 塑性能的凸函數特徵 59
5.6 多組分和多尺度性 60
第6章 固體、液體、氣體的幾何場理論錶達 63
6.1 固體、液體、氣體的經驗錶象 64
6.2 宏觀靜態連續介質運動的位移場描述 66
6.2.1 靜止固體 67
6.2.2 靜止液體 67
6.2.3 平衡態氣體 68
6.3 經典固液氣物性方程的統一 69
6.4 相變的變形幾何場描述 71
6.4.1 塑性相變 71
6.4.2 斷裂相變 73
6.4.3 塑性斷裂 74
6.5 固液氣的張量統一物性方程 74
6.5.1 固體介質 74
6.5.2 液體介質 75
6.5.3 氣體介質 76
6.5.4 變形的分叉 77
6.6 連續變形的增量變形張量分解 78
第7章 相變的熱-變形力學理論 80
7.1 固態麯綫 80
7.1.1 在初始態上求彈性及局部轉動參數 81
7.1.2 在相變態上求內在彈性參數 83
7.1.3 固液共存態 83
7.2 液態麯綫 84
7.3 氣態麯綫 85
7.4 三態麯綫的一般特徵 86
7.4.1 三態的變形張量 86
7.4.2 以初始態為參考的增量變形 87
7.4.3 速度場鏇度産生的溫度增量 88
第8章 降溫速率與彈性參數 89
8.1 等容條件下的降溫速率與彈性參數 89
8.1.1 注入後的液態降溫函數 89
8.1.2 由初始態求內在物性參數 90
8.1.3 對目標液-固相變態求降溫函數 90
8.1.4 由目標彈性係數確定降溫函數 91
8.2 自由體積條件下的降溫速率與彈性參數 93
8.3 有化學反應時的降溫控製策略 94
8.4 鍛壓淬火工藝的熱-變形力學解釋 95
8.5 疲勞的熱-變形力學解釋 96
第9章 哈密頓係統的幾何場理論 98
9.1 哈密頓係統概述 99
9.1.1 經典哈密頓動力學係統概述 100
9.1.2 哈密頓方程 101
9.1.3 外微分的2-形式 103
9.1.4 狄拉剋形式 105
9.1.5 卡諾變換 105
9.1.6 點集的幾何變換 106
9.2 哈密頓動力學係統的幾何場描述 106
9.2.1 由相對流動定義的流形變形 107
9.2.2 由歐拉速度定義的流形變形 109
9.2.3 由速度空間內質點運動路徑定義的路徑變形張量 109
9.2.4 動能和變形能 110
9.2.5 路徑速度恒定的質點運動 110
9.3 哈密頓係統約束下的變形幾何方程和應力 112
9.3.1 恒定的路徑運動速度 112
9.3.2 路徑運動速度變化的運動 114
9.3.3 局部轉動角的離散性 115
9.4 理想各嚮同性介質 117
9.5 固體液體氣體的幾何尺度定義 118
9.6 經典連續介質的結閤能概念 118
第10章 熱力學變量的幾何錶述理論 121
10.1 經典熵 122
10.2 外積形式的積分 124
10.3 熱運動的自由程 126
10.4 熱力學幾何熵的定義 128
10.5 連續介質的熱力學量 130
10.6 連續介質的幾何溫度 131
10.7 用幾何熵錶達的幾何溫度 134
10.8體積-溫度麯綫的幾何熵解釋 135
10.9對熱力學基本方程的變形力學解釋 137
第11章 自相似結構的幾何熱力學量 139
11.1 自相似結構的結構熵 141
11.2 結構溫度 142
11.3 用結構熵錶齣的熱力學量 144
11.4 幾何相變的熱-變形力學解釋 145
11.5 結構熵決定的變形模式多尺度性 146
11.6 熱力學量的可加性 148
第12章 熱-變形力學理論的其他論題 150
12.1 理性力學對經典熱力學的看法 150
12.2 熱力學第二定律 151
12.3 宏觀局部轉動角的溫度錶達 153
12.4 與其他幾何熵的關係 154
12.5 熱傳導與宏觀變形的耦閤 157
參考文獻 159
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