作者：杨丽、廖佳佳、周益春 著
出版社：清华大学出版社
出版日期：2024
ISBN：9787302675594
电子书格式：pdf/epub/txt
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内容简介
“本教材将分为上、下两册共10章，上册1-5章是材料固体力学基础部分，下册6-10章是结合电子材料应用的力学理论提高部分。本教材将从下面两个方面开展：
第一部分主要介绍材料固体力学基础，首先阐述材料的基础力学性能，包括弹性和塑性的基本预备知识；然后依次阐述应变理论、应力理论和弹性本构关系，这是弹性力学的关键理论知识，适用于所有连续、完全弹性、均匀、各向同性且位移和形变是微小的固体介质之中。继而，分别从宏观破裂力学和微观破裂力学的角度阐述断裂力学基础知识。
第二部分主要介绍各类载荷作用下的材料固体力学理论，结合电子信息材料的制备过程和服役条件，阐述热应力、电场作用下的材料力学行为。继而针对金属材料中的非弹性变形展开介绍。在此基础上，综合前面的弹塑性力学理论，对薄膜力学和元器件力学进行分析阐述。”
作者简介
杨丽，西安电子科技大学领军教授，长江学者、国防卓青，主持国家自然科学重大项目课题、面上（3项）、青年，装发预研基金重点、国防技术基础等项目。研究成果出版专著《热障涂层破坏理论与评价技术》（排名2，科学出版社）、“The Macro- and Micromechanical Properties”（排名2，The CRC Press），出版国家精品教材1部、国家精品课程实验配套教材1部；在包括固体力学和材料领域国际顶尖期刊J Mech Phys Solids，Int J Solids Struct，Mech Mater，Corrosion Sci等在内的期刊上发表论文91篇；以第一完成人制定国军标1套（含11个标准）；授权美国美国发明专利1项，国家发明专利36项。获湖南省自然科学一等奖（排名1，2020年）、湖南省青年科技奖（2016年）、国防科学技术发明二等奖（排名3，2017年）、湖南省自然科学一等奖（排名3，2014年）、湖南省教学成果一等奖2项（排名2，2016年；排名3，2019年）等奖励。
本书特色
本书拟作为建设以电子信息为特色的材料学科用系列教材之一。根据“关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见”——推进高水平教材编写使用中的细则，做好马克思主义理论研究和建设工程重点教材统一使用工作，推动教材体系向教学体系转化。本教材符合新时代教学改革的发展趋势。此外，在内容上，不仅形成了面向各类材料研究的材料固体力学的基础理论，还以电子信息材料中的力学问题、力学中的电子信息为主线贯穿全书，并结合了21世纪薄膜电子材料、电子元器件的前沿发展设立了薄膜力学和元器件力学章节，这在国内外所有教材体系中均为首创，将新时代对电子材料的基础理论部分很自然地融入到本教材中，具有一定的时代性和前沿性。
目录
第2章材料的基本力学性能2.1材料的主要力学性能2.1.1材料在拉伸时的力学性能2.1.2材料在压缩时的力学性能2.1.3材料在扭转时的力学性能2.1.4材料在弯曲时的力学性能2.2材料基本力学性能的测试2.2.1材料拉伸性能的测试2.2.2材料压缩性能的测试2.2.3材料扭转性能的测试2.2.4材料弯曲性能的测试2.2.5材料剪切性能的测试2.2.6材料基本力学性能测试方法的应用新进展习题
第3章应变理论3.1位移和应变3.1.1张量的概念及求和约定3.1.2位移的描述3.1.3变形的描述3.2应变张量的性质3.2.1应变分量的坐标变换3.2.2主应变3.2.3应变张量的不变量3.2.4应变主坐标系3.2.5最大剪应变3.2.6等倾线正应变3.2.7八面体剪应变3.2.8球形应变张量和应变偏量张量3.3应变协调方程3.4由应变求位移3.4.1线积分法3.4.2直接积分法3.5柱面和球面坐标系中的几何方程习题
第4章应力理论4.1外力和应力4.1.1外力的表示4.1.2应力4.1.3应力分量4.2平衡微分方程和剪应力互等定律4.3任意斜面上的应力和应力边界条件4.4应力分量转换公式4.5主应力和应力不变量4.6球形应力张量和应力偏量张量4.7最大剪应力和八面体剪应力4.8应力状态和应力圆4.9柱面坐标系和球面坐标系中的应力分量和平衡微分方程4.9.1柱面坐标系4.9.2球面坐标系习题
第5章弹性本构关系5.1广义胡克定律5.1.1各向同性条件下的广义胡克定律5.1.2各向异性弹性体的广义胡克定律5.2应变能与应变余能5.2.1弹性应变能5.2.2线弹性情况5.2.3应变余能5.3虚功原理和最小势能原理5.4李兹法和迦辽金法5.5弹性力学问题的微分提法5.6位移解法5.7应力解法5.8叠加原理5.9平面问题及其求解5.9.1平面问题的本构方程5.9.2平衡微分方程和协调方程5.9.3几何方程和边界条件5.9.4位移解法5.9.5应力解法5.9.6应力函数解法5.9.7其他计算公式5.10用直角坐标解平面问题5.10.1用多项式解平面问题5.10.2用傅里叶级数解平面问题5.11极坐标中的平面问题5.11.1基本方程5.11.2轴对称问题5.11.3非轴对称问题习题
第6章非弹性变形6.1屈服条件6.1.1简单拉伸的实验结果6.1.2应力空间，π平面6.1.3屈服条件，屈服曲面6.2两个常用的屈服准则6.2.1特雷斯卡屈服准则6.2.2米泽斯屈服准则6.2.3屈服条件的实验验证6.3弹塑性应力灿Ρ涔叵档奶氐慵凹钢掷硐肽Ｐ6.4加卸载条件和加载曲面6.4.1理想塑性材料的加载和卸载6.4.2强化材料的加载条件以及加载和卸载准则6.4.3几种简化加载曲面6.5本构关系的增量理论6.5.1德鲁克强化公设6.5.2塑性位势理论和理想塑性材料的增量本构关系6.5.3光滑加载面的塑性增量本构关系6.6简单加载时的全量理论6.6.1简单加载和单一曲线假定6.6.2简单加载定理6.7简单弹塑性问题6.7.1梁的弹塑性弯曲问题6.7.2杆件的弹塑性扭转6.7.3旋转圆盘6.7.4轴对称平面问题6.7.5厚壁球壳6.7.6例题习题
第7章均质材料断裂力学7.1传统强度理论和裂纹的分类7.1.1传统强度理论的局限性7.1.2裂纹的三种类型7.2韦斯特加德应力函数7.3Ⅰ型裂纹尖端附近的弹性应力场7.3.1双向拉伸7.3.2单向拉伸7.4Ⅱ型裂纹和Ⅲ型裂纹尖端附近的弹性应力场7.4.1Ⅱ型裂纹7.4.2Ⅲ型裂纹7.5应力强度因子及其解析求解7.5.1应力强度因子7.5.2普遍形式的复变函数法7.5.3积分变换法7.5.4求应力强度因子的叠加原理及常用应力强度因子资料7.6应力强度因子的权函数求法7.7求应力强度因子的数值法7.7.1边界配位法7.7.2有限单元法7.8求应力强度因子的实验法7.9小范围屈服下的塑性修正7.9.1小范围屈服下裂纹尖端的塑性区7.9.2有效屈服应力与塑性约束系数7.9.3应力松弛对塑性区的影响7.9.4应力强度因子KⅠ的塑性修正7.9.5线弹性断裂力学的适应范围7.10断裂判据和断裂韧性7.10.1应力强度因子断裂准则7.10.2裂纹扩展的能量准则7.10.3断裂韧性和临界断裂应力习题
第8章热应力8.1变形体的热力学基础8.2热弹性体的本构关系8.3热弹性基本方程及其求解8.4平面热应力问题8.5板中的热应力8.6热冲击和热冲击阻抗的估算8.6.1临界应力理论8.6.2热冲击阻抗统计理论8.7耦合热弹性问题习题
第9章薄膜的力学性能9.1薄膜概述9.2薄膜杨氏模量和应力灿Ρ涔叵9.2.1薄膜的弹性模量9.2.2薄膜的应力灿Ρ涔叵9.3薄膜的残余应力9.3.1残余应力的来源9.3.2残余应力的测量9.4薄膜的界面断裂韧性9.4.1膜与基底界面间结合类型9.4.2界面断裂韧性的测量方法9.5铁电薄膜的断裂与极化9.5.1铁电薄膜断裂的概念9.5.2铁电薄膜断裂性能表征9.5.3非等双轴失配应变下外延铁电薄膜的极化9.5.4外延铁电薄膜中退极化对极化态的影响9.6可延展性薄膜的屈曲9.6.1可延展性薄膜的概念9.6.2弹性基底上波浪状单晶硅带状物的制备9.6.3可延展性薄膜的屈曲分析9.6.4可延展性薄膜的应用习题
第10章电介质材料固体力学10.1介质的极化及连续介质力学理论10.1.1介质的极化和各向同性介质10.1.2各向异性介质10.1.3基于极化能量密度得到电位移矢量与电场强度的关系10.2电介质极化的对称性与独立介电常数10.2.1晶体的介电常数10.2.2七大晶系晶体的介电常数10.3介电极化机制的简单理论模型10.3.1电子位移极化10.3.2离子位移极化10.3.3固有电矩的转向极化10.4电极化的非线性效应10.4.1非线性介电张量10.4.2折射率椭球10.4.3电光效应习题
第11章压电材料固体力学11.1压电效应11.1.1正压电效应11.1.2逆压电效应11.2压电常数与对称性11.2.1晶体的对称性与电偶极矩分布11.2.2α石英晶体的对称性与压电性11.2.3钛酸钡晶体的对称性与压电性11.2.420个晶体点群与压电陶瓷的压电常数矩阵11.3压电晶体的切割11.3.1切割符号的规定11.3.2酒石酸钾钠晶体的切割11.3.3α石英晶体的切割11.4钛酸钡z切割晶片的压电方程11.4.1压电方程的简单推导11.4.2边界条件11.4.3第二类压电方程组11.4.4第三类压电方程组11.4.5第四类压电方程组11.5各类压电方程组的常数之间的关系11.5.1各类压电方程组的常数之间的关系式11.5.2二级压电效应11.5.3夹持介电常数与自由介电常数11.5.4短路弹性柔度常数sE11和开路弹性柔度常数sD1111.6一般情况下的压电方程组11.6.1一般情况下的压电方程组以及各常数之间的关系11.6.2举例说明表11.6.1和表11.6.2中各类关系式11.6.3钛酸钡晶体、铌酸锂晶体、压电陶瓷的第一类方程组11.6.4几点注意11.6.5压电方程组的热力学推导11.7机电耦合系数11.7.1薄长条片的机电耦合系数11.7.2细长杆的机电耦合系数11.7.3平面机电耦合系数11.7.4厚度切变机电耦合系数习题
第12章铁电体材料固体力学12.1铁电体的连续介质力学理论12.1.1热力学基本方程12.1.2外界对铁电体所做的功12.1.3铁电体的热力学关系12.2铁电体的电致伸缩与压电效应12.2.1铁电体的电致伸缩方程12.2.2铁电体的压电方程12.3铁电体的自由能与相变12.3.1二级相变12.3.2一级相变12.3.3临界相变12.4反铁电体的自由能与相变12.4.1二级相变12.4.2一级相变12.4.3结果讨论12.5动力学性质12.6弥散相变12.7热释电系数与电卡系数习题
第13章电磁材料固体力学13.1电磁场的麦克斯韦方程组13.2电磁介质的物理方程13.2.1电磁介质的物理描述13.2.2磁介质磁化的物理描述13.3运动介质的麦克斯韦方程组13.4电磁场的边界条件13.5电磁能量与坡印亭定理13.6电磁场位函数13.7磁性材料的分类13.8铁磁材料的畴结构13.9铁磁体的变形机制13.9.1磁致伸缩的变形机制13.9.2磁致形状记忆效应的机制13.10基于内变量理论的各向异性唯象本构模型13.10.1初始力磁耦合屈服面测量13.10.2基本方程13.10.3唯象本构理论框架13.10.4各向同性力磁耦合屈服面13.10.5各向异性力磁耦合屈服面13.11磁学单位与量纲习题
参考文献
