Thermomechanics of Viscoplasticity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Micunovic, M.V.

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2009-5

价格:$ 190.97

装帧:

isbn号码:9780387894898

丛书系列:

图书标签:

• Viscoplasticity
• Thermomechanics
• Continuum Mechanics
• Material Science
• Solid Mechanics
• Plasticity
• Constitutive Modeling
• Mechanical Behavior
• Finite Element Analysis
• Engineering Materials

《热力学与材料塑性变形》 本书深入探讨了材料在高温环境下的力学行为，重点聚焦于材料的塑性变形过程及其与热力学相互作用的复杂机制。我们致力于为读者提供一个全面而深入的理解框架，以应对现代工程领域中日益严峻的高温材料挑战。 核心内容概述： 本书的出发点是材料在高温下的宏观力学响应，并以此为基础，逐步深入到微观层面的变形机制。我们将从经典的热力学基本原理出发，阐述能量守恒、熵增原理以及材料在热力学平衡和非平衡状态下的行为。在此基础上，我们引入并详述了各种描述材料塑性变形的本构模型。这些模型涵盖了从传统的屈服准则和流动法则，到能够捕捉复杂应变率和温度依赖性的高级粘塑性模型。 关键主题与章节重点： 1. 热力学基础与材料状态： 基本热力学概念： 功、热量、内能、焓、熵、自由能等核心概念在材料力学中的应用。 材料的平衡与非平衡态： 探讨材料在不同温度、压力和应力条件下的热力学平衡状态，以及远离平衡态时能量耗散和不可逆过程的发生。 温度对材料性质的影响： 详细分析温度如何改变材料的弹性模量、屈服强度、韧性以及其他关键力学参数，并从原子/分子层面解释这些变化的原因。 2. 粘塑性本构模型： 屈服准则： 介绍并比较各种适用于高温材料的屈服准则，如Von Mises、Tresca准则，以及考虑温度和应变率效应的扩展模型。 流动法则： 阐述关联性流动法则和非关联性流动法则，并讨论其在描述材料塑性流动方向上的差异。 硬化机制： 详细探讨各种硬化模型，包括等向硬化、随动硬化以及动态硬化，并重点关注高温下时效硬化、动态回复和动态再结晶等重要现象。 粘塑性模型： 引入并推导一系列能够描述材料黏性流动行为的本构模型，如Norton-Hoff模型、Arrhenius型模型、Perzyna型粘塑性模型以及更高级的损伤耦合粘塑性模型。我们将探讨这些模型在预测蠕变、应力松弛和疲劳等现象中的适用性。 3. 温度与变形的耦合： 热应力与热应变： 分析温度变化引起的材料膨胀/收缩以及由此产生的热应力和热应变，以及它们如何与塑性变形相互叠加。 焦耳热效应： 探讨材料在塑性变形过程中产生的焦耳热，以及这种内部生热对材料局部温度升高和变形模式的影响，特别是在高速变形过程中。 相变对塑性的影响： 对于某些材料，高温下的相变会显著改变其力学性能和变形机制。本书将探讨相变对塑性变形行为的耦合作用。 4. 微观变形机制与宏观行为的关联： 位错运动与交互作用： 从微观层面解析高温下位错的产生、运动、湮灭和交互作用如何导致宏观塑性变形，以及温度对位错运动激活能的影响。 晶界滑移与蠕变： 深入研究在高温下晶界滑移在整体变形中的作用，以及其与扩散蠕变、位错蠕变等机制的竞争与协调。 空洞形成与断裂： 探讨在高温塑性变形过程中空洞的成核、生长和连接如何导致材料的损伤和最终断裂，特别是蠕变断裂。 5. 数值模拟方法与工程应用： 有限元分析： 介绍如何将上述粘塑性本构模型应用于有限元分析（FEA）软件中，以模拟复杂结构在高温环境下的应力、应变和温度场。 工程实例分析： 通过具体工程案例，如航空发动机涡轮叶片、核反应堆部件、高温合金成形工艺、以及地质工程中的高温岩石力学，展示如何运用本书的理论和方法解决实际工程问题。 材料选择与设计： 为工程师和研究人员提供基于粘塑性理论的材料选择和结构设计指导，以确保在极端温度条件下结构的可靠性和安全性。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入讲解了粘塑性理论的精髓，还提供了大量的工程应用案例，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 严谨的数学推导： 所有模型和理论都经过严谨的数学推导，力求概念清晰，逻辑严密。 面向广泛的读者群： 无论是材料科学、机械工程、航空航天工程、土木工程等领域的学生、研究人员还是工程师，都能从本书中获益。 前沿研究方向的展望： 本书也将触及当前粘塑性研究领域的前沿问题，如多尺度建模、损伤力学与粘塑性的耦合、以及智能化材料的设计等，为读者提供未来研究的启示。 通过对《热力学与材料塑性变形》的学习，读者将能够深刻理解材料在高温下的复杂行为，掌握分析和预测其力学响应的工具，并能更有效地设计和制造能够在严苛温度环境中运行的先进工程结构。

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对于非专业背景的读者来说，这本书的入门门槛可能稍高，它假设读者已经具备了扎实的固体力学基础。然而，如果你是一名有志于深入研究材料非线性力学行为的研究人员，这本书的价值是无可替代的。它的语言风格非常凝练，不像某些教材那样冗长，直击核心概念。我特别喜欢作者在证明复杂定理时所采用的“几何直觉先行，代数推导跟进”的模式。例如，在阐述内变量理论时，作者首先用一个三维相空间图景帮助我们建立直观认识，然后再深入到相空间梯度和演化方程的推导。这种方式极大地降低了理解复杂热力学驱动力的难度。此外，书中的一些“思考题”设计得非常巧妙，它们不是简单的数值计算，而是引导你去思考不同物理模型之间的内在联系和潜在的矛盾点，极大地激发了我的批判性思维。总的来说，这本书与其说是一本教材，不如说是一部深入研究者的高级参考手册。

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这本书的封面设计得很有品味，那种深沉的蓝色和略带金属质感的字体搭配在一起，立刻就给人一种严肃而专业的印象。我是一个结构工程方向的研究生，在接触到这本书之前，我对很多复杂的材料行为理论只是停留在教科书的表面理解，感觉总有一层“窗户纸”没有捅破。这本书的排版非常清晰，图表制作精良，即便是那些看起来非常抽象的数学公式，也配有详尽的文字解释和物理意义的阐述。特别是关于本构模型建立那一章，作者没有急于抛出最终的方程，而是耐心地回顾了从经典塑性理论到粘塑性理论的演进脉络，这种循序渐进的教学方式让我感觉自己不是在“被动接收”知识，而是在和作者一起“探索”真理。我特别欣赏作者在讨论模型适用性时所展现出的严谨态度，他会毫不讳言地指出某些简化假设在特定应力状态下的局限性，这对于我们工程应用者来说至关重要，避免了盲目套用公式的风险。读完前几章，我已经能更自信地去分析那些在高温高压下工作的关键结构部件的长期性能问题了。

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说实话，我买这本书完全是冲着它在处理“时效性”和“温度依赖性”方面的深度论述去的，市场上很多关于塑性的书，要么过于偏重理论的数学美感，要么就是专注于某一类特定材料的实验数据拟合。这本书厉害之处在于，它成功地搭建了一个跨越不同尺度的理论框架。我印象最深的是它对蠕变和应力松弛现象的微观机理解释，作者引用了大量的晶体塑性学的最新研究成果，将宏观的应变率和微观的位错运动有效地耦合起来。书中关于“稳态与非稳态蠕变”的章节尤其精彩，通过引入非线性粘滞系数的演化方程，作者清晰地揭示了材料在不同应力历史下的行为差异。这对我目前正在研究的燃气轮机叶片材料的寿命评估工作提供了极其宝贵的理论指导。这本书的参考文献列表也极其详实和前沿，很多都是近五年的顶尖期刊论文，这让我感觉我手中的这本书不是一本静止的知识汇编，而是一个不断与时俱进的科研工具。

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在阅读过程中，我发现这本书在处理“耦合效应”方面做得尤为出色，这在实际工程问题中往往是决定性的因素。例如，在讨论热粘塑性本构模型时，作者细致地分析了温度场梯度如何影响应变率的非线性关系，并给出了处理热软化和热硬化竞争的统一框架。我过去处理的很多问题，都是将热效应和力学效应简单地线性叠加，导致结果偏离实际。这本书让我意识到，在高温环境下，材料的本构关系是一个高度耦合的非线性系统。书中通过大量的案例分析（虽然案例大多是理想化的，但足以阐明原理），展示了如何利用有限元软件结合这些高级本构模型进行更精确的仿真。这种理论与数值实现的无缝衔接，极大地提升了我解决实际工程挑战的能力。这本书真正做到了“知其所以然，方能用其所长”。

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我对这本书的整体评价是非常高的，但若要指出一个能让未来的版本改进的地方，那可能是在对“实验数据表征”和“模型识别”的讨论上可以再多投入一些篇幅。目前书中对理论模型的阐述已经登峰造极，但对于如何从复杂的实验数据（比如DMA、拉伸蠕变测试等）中，反向推导出那些必要的模型参数，特别是那些与微观结构相关的内变量参数，书中的篇幅略显保守。虽然最后几章提到了参数估计的挑战，但如果能增加一个专门介绍现代优化算法或贝叶斯方法的应用实例，那就更完美了。这本书无疑是该领域的里程碑式著作，它为我们提供了一套严谨、深刻且具有高度应用潜力的理论工具箱。对于所有希望在材料的力学与热学行为领域取得突破的研究人员来说，这本书都是一本不可或缺的案头宝典，它的深度和广度都远远超出了我的预期。

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