本书由美国加州大学圣地亚哥分校Marc André Meyers教授和阿拉巴马大学伯明翰分校Krishan Kumar Chawla教授所著，2009年由英国剑桥大学出版社出版第二版。第二版书中系统地介绍了各种典型材料的力学行为，不仅涵盖了金属、陶瓷、聚合物及复合材料等传统材料，同时也介绍了最新发展的生物材料和电子材料。从材料宏观力学行为和微观机制两条线索介绍了不同材料在各种条件下的变形、损伤与破坏行为及其机理，内容深入浅出、生动形象，是一本描述材料力学行为的经典著作，适合高年级本科生和研究生学习使用。

前辅文
第一章 材料:结构?性能和使役行为
  1.1 引言
  1.2 单一?复合以及多级材料
  1.3 材料的结构
   1.3.1 晶体结构
   1.3.2 金属
   1.3.3 陶瓷
   1.3.4 玻璃
   1.3.5 聚合物
   1.3.6 液晶
   1.3.7 生物体材料和生物材料
   1.3.8 多孔和泡沫材料
   1.3.9 生物体材料的纳米结构和显微结构
   1.3.10 海绵骨针:生物体材料的一个例子
   1.3.11 活性(或智能)材料
   1.3.12 电子材料
   1.3.13 纳米技术
  1.4 真实材料的强度
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第二章 弹性和黏弹性
  2.1 引言
  2.2 纵向应力与纵向应变
  2.3 应变能(或变形能)密度
  2.4 切应力与切应变
  2.5 泊松比
  2.6 更复杂的应力状态
  2.7 双轴应力状态的图解:莫尔圆
  2.8 纯剪切:G 与E 的关系
  2.9 各向异性效应
  2.10 多晶体的弹性性能
  2.11 材料的弹性性能
   2.11.1 金属的弹性性能
   2.11.2 陶瓷的弹性性能
   2.11.3 聚合物的弹性性能
   2.11.4 单向纤维增强复合材料的弹性常数
  2.12 黏弹性
   2.12.1 储能模量和损耗模量
  2.13 橡胶弹性
  2.14 Mooney-Rivlin 公式
  2.15 生物体材料的弹性性能
   2.15.1 血管
   2.15.2 关节软骨
   2.15.3 纳米层次的力学性能
  2.16 电子材料的弹性性能
  2.17 弹性常数与键合
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第三章 塑性
  3.1 引言
  3.2 拉伸塑性变形
   3.2.1 拉伸曲线参数
   3.2.2 颈缩
   3.2.3 应变率效应
  3.3 压缩试验中的塑性变形
  3.4 Bauschinger 效应
  3.5 聚合物的塑性变形
   3.5.1 应力-应变曲线
   3.5.2 玻璃态聚合物
   3.5.3 半晶体聚合物
   3.5.4 黏性流变
   3.5.5 绝热
  3.6 玻璃的塑性变形
   3.6.1 微观变形机制
   3.6.2 温度依赖性与黏度
  3.7 流变准则?屈服准则与失效准则
   3.7.1 最大应力准则(Rankine 准则)
   3.7.2 最大切应力准则(Tresca 准则)
   3.7.3 最大畸变能准则(von Mises 准则)
   3.7.4 Rankine 准则?Tresca 准则与von Mises 准则的图解与试验验证
   3.7.5 脆性材料的失效准则
   3.7.6 延性聚合物的屈服准则
   3.7.7 复合材料的失效准则
   3.7.8 其他各向异性材料的屈服和失效准则
  3.8 硬度
   3.8.1 宏观压痕试验
   3.8.2 显微压痕试验
   3.8.3 纳米压痕
  3.9 成形能力:重要参数
   3.9.1 塑性各向异性
   3.9.2 冲压-伸展试验与成形-极限曲线(或Keeler-Goodwin 图)
  3.10 肌肉力
  3.11 某些生物体材料的力学性能
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第四章 缺陷:点缺陷和线缺陷
  4.1 引言
  4.2 理论抗剪强度
  4.3 原子或电子点缺陷
   4.3.1 点缺陷的平衡浓度
   4.3.2 点缺陷的产生
   4.3.3 点缺陷对力学性能的影响
   4.3.4 辐照损伤
   4.3.5 离子注入
  4.4 线缺陷
   4.4.1 位错的实验观察
   4.4.2 位错的行为
   4.4.3 位错周围的应力场
   4.4.4 位错的能量
   4.4.5 位错弓出所需要的力
   4.4.6 不同结构晶体中的位错
   4.4.7 陶瓷中的位错
   4.4.8 位错源
   4.4.9 位错塞积
   4.4.10 位错的交割
   4.4.11 位错运动产生的变形(Orowan 公式)
   4.4.12 Peierls-Nabarro 应力
   4.4.13 位错的运动:温度与应变率效应
   4.4.14 电子材料中的位错
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第五章 缺陷:界面和体缺陷
  5.1 引言
  5.2 晶界
   5.2.1 倾斜和扭转晶界
   5.2.2 晶界的能量
   5.2.3 晶界能随取向差的变化
   5.2.4 重位点阵(CSL)界面
   5.2.5 三叉晶界
   5.2.6 晶界位错和晶界坎
   5.2.7 多面体单元堆积的晶界结构
  5.3 孪生和孪晶界
   5.3.1 晶体学和形态学
   5.3.2 机械效应
  5.4 塑性变形中的晶界(晶粒尺寸强化)
   5.4.1 Hall-Petch 理论
   5.4.2 Cottrell 理论
   5.4.3 李振民理论
   5.4.4 Meyers-Ashworth 理论
  5.5 其他内部障碍
  5.6 纳米晶材料
  5.7 体缺陷或三维缺陷
  5.8 聚合物中的缺陷
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第六章 变形几何学和加工硬化
  6.1 引言
  6.2 变形几何学
   6.2.1 极射赤面投影图
   6.2.2 滑移所需的应力
   6.2.3 剪切变形
   6.2.4 滑移系中的滑移与加工硬化
   6.2.5 多晶体中的独立滑移系
  6.3 多晶体中的加工硬化
   6.3.1 Taylor 理论
   6.3.2 Seeger 理论
   6.3.3 KuhlmannWilsdorf 理论
  6.4 软化机制
  6.5 织构强化
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第七章 断裂:宏观方面
  7.1 引言
  7.2 理论抗拉强度
  7.3 应力集中和Griffith 断裂准则
   7.3.1 应力集中
   7.3.2 应力集中因子
  7.4 Griffith 准则
  7.5 塑性裂纹扩展
  7.6 线弹性断裂力学
   7.6.1 断裂韧性
   7.6.2 线弹性断裂力学假设
   7.6.3 裂纹尖端分开模式
   7.6.4 各向同性材料裂纹尖端附近的应力场
   7.6.5 Ⅰ型裂纹尖端应力场的描述
   7.6.6 塑性区尺寸修正
   7.6.7 断裂韧性随厚度的变化
  7.7 断裂韧性参数
   7.7.1 裂纹扩展力G
   7.7.2 裂纹张开位移
   7.7.3 J 积分
   7.7.4 R 曲线
   7.7.5 不同断裂韧性参数之间的关系
  7.8 KⅠc在实际应用中的重要性
  7.9 屈服后断裂力学
  7.10 失效强度的统计分析
  附录:裂纹尖端的应力奇异性
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第八章 断裂:微观方面
  8.1 引言
  8.2 金属的断裂
   8.2.1 裂纹形核
   8.2.2 延性断裂
   8.2.3 脆性断裂或解理断裂
  8.3 陶瓷的断裂
   8.3.1 显微结构方面
   8.3.2 晶粒尺寸对陶瓷强度的影响
   8.3.3 陶瓷的拉伸断裂
   8.3.4 陶瓷的压缩断裂
   8.3.5 热诱发的陶瓷断裂
  8.4 聚合物的断裂
   8.4.1 脆性断裂
   8.4.2 银纹化和剪切屈服
   8.4.3 半晶体和晶体聚合物的断裂
   8.4.4 聚合物的韧性
  8.5 生物体材料的断裂与韧性
  8.6 断裂机制图
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第九章 断裂试验
  9.1 引言
  9.2 冲击试验
   9.2.1 夏氏冲击试验
   9.2.2 落锤试验
   9.2.3 仪器控制的夏氏冲击试验
  9.3 平面应变断裂韧性试验
  9.4 裂纹张开位移试验
  9.5 J 积分试验
  9.6 弯曲试验
   9.6.1 三点弯曲试验
   9.6.2 四点弯曲试验
   9.6.3 层间剪切强度试验
  9.7 脆性材料的断裂韧性试验
   9.7.1 Chevron 缺口试验
   9.7.2 确定韧性的压痕方法
  9.8 薄膜与基体的结合
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第十章 固溶强化?析出强化和弥散强化
  10.1 引言
  10.2 固溶强化
   10.2.1 弹性交互作用
   10.2.2 其他交互作用
  10.3 与固溶相关的力学效应
   10.3.1 应力-应变曲线的明显屈服点
   10.3.2 应力-应变曲线的平台和Lüders 带
   10.3.3 应变时效
   10.3.4 锯齿状应力-应变曲线
   10.3.5 Snoek 效应
   10.3.6 蓝脆
  10.4 析出强化和弥散强化
  10.5 位错与析出相的交互作用
  10.6 微合金钢中的析出
  10.7 双相钢
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第十一章 马氏体相变
  11.1 引言
  11.2 马氏体的结构和形貌
  11.3 马氏体的强度
  11.4 力学效应
  11.5 形状记忆效应
   11.5.1 聚合物中的形状记忆效应
  11.6 陶瓷中的马氏体相变
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第十二章 特殊材料:金属间化合物和泡沫材料
  12.1 引言
  12.2 硅化物
  12.3 有序金属间化合物
   12.3.1 有序金属间化合物中的位错结构
   12.3.2 有序性对力学性能的影响
   12.3.3 金属间化合物的延性
  12.4 多孔材料
   12.4.1 结构
   12.4.2 力学响应的模拟
   12.4.3 理论预测与试验结果对比
   12.4.4 复合泡沫材料
   12.4.5 多孔材料的力学行为
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第十三章 蠕变和超塑性
  13.1 引言
  13.2 关联法和外推法
  13.3 蠕变的基本机制
  13.4 扩散蠕变(σ / G < 10-4)
  13.5 位错(或幂次律)蠕变(10-4 < σ / G <10-2)
  13.6 位错滑移(σ / G >10-2)
  13.7 晶界滑动
  13.8 变形机制(Weertman-Ashby)图
  13.9 蠕变诱发的断裂
  13.10 耐热材料
  13.11 聚合物蠕变
  13.12 电子材料中与扩散相关的现象
  13.13 超塑性
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第十四章 疲劳
  14.1 引言
  14.2 疲劳参数与S-N(Whler)曲线
  14.3 疲劳强度或疲劳寿命
  14.4 平均应力对疲劳寿命的影响
  14.5 频率的影响
  14.6 累积损伤和寿命耗竭
  14.7 疲劳机制
   14.7.1 疲劳裂纹形核
   14.7.2 疲劳裂纹扩展
  14.8 线弹性断裂力学在疲劳中的应用
   14.8.1 生物材料的疲劳
  14.9 疲劳中的滞回热
  14.10 疲劳中的环境效应
  14.11 疲劳裂纹闭合
  14.12 双参数法
  14.13 疲劳中的短裂纹问题
  14.14 疲劳试验
   14.14.1 常规疲劳试验
   14.14.2 旋转弯曲试验机
   14.14.3 S-N 曲线的统计分析
   14.14.4 非传统疲劳试验
   14.14.5 液压伺服试验机
   14.14.6 低周疲劳试验
   14.14.7 疲劳裂纹扩展试验
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第十五章 复合材料
  15.1 引言
  15.2 复合材料的类型
  15.3 重要的增强体及基体材料
   15.3.1 显微结构方面与基体的重要性
  15.4 复合材料中的界面
   15.4.1 纤维-基体界面的晶体学性质
   15.4.2 复合材料中的界面结合
   15.4.3 界面交互作用
  15.5 复合材料的性能
   15.5.1 密度和热容
   15.5.2 弹性模量
   15.5.3 强度
   15.5.4 纤维增强复合材料的各向异性性质
   15.5.5 金属基复合材料基体的时效响应
   15.5.6 韧性
  15.6 从基体到纤维的载荷传递
   15.6.1 弹性纤维与弹性基体
   15.6.2 弹性纤维与塑性基体
  15.7 复合材料的断裂
   15.7.1 单一和多重断裂
   15.7.2 复合材料的失效方式
  15.8 复合材料的一些基本特征
   15.8.1 不均匀性
   15.8.2 各向异性
   15.8.3 剪切耦合
   15.8.4 强度的统计变化
  15.9 功能梯度材料
  15.10 应用
   15.10.1 航空类应用
   15.10.2 非航空类应用
  15.11 层状复合材料
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第十六章 环境效应
  16.1 引言
  16.2 金属腐蚀的电化学本质
   16.2.1 电偶腐蚀
   16.2.2 均匀腐蚀
   16.2.3 缝隙腐蚀
   16.2.4 点蚀
   16.2.5 晶间腐蚀
   16.2.6 选择性腐蚀
   16.2.7 冲刷腐蚀
   16.2.8 辐照损伤
   16.2.9 应力腐蚀
  16.3 金属的氧化
  16.4 环境诱发金属断裂
   16.4.1 应力腐蚀开裂(SCC)
   16.4.2 金属中的氢损伤
   16.4.3 液态和固态金属致脆
  16.5 环境对聚合物的影响
   16.5.1 化学药品或溶剂侵蚀
   16.5.2 溶胀
   16.5.3 氧化
   16.5.4 辐照损伤
   16.5.5 环境银纹化
   16.5.6 减缓聚合物的环境损伤
  16.6 环境对陶瓷的影响
   16.6.1 陶瓷的氧化
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附录
索引

张哲峰，中国科学院金属研究所研究员，材料疲劳与断裂研究部主任。主要从事金属材料力学行为、强韧化机制、疲劳损伤与寿命预测、断裂机理与强度理论等方面研究工作。发表论文200余篇。

卢磊，中国科学院金属研究所研究员，金属及合金超细晶体材料的力学性能研究组负责人。主要从事块体金属纳米材料的研究工作，包括材料的制备、微观结构、热稳定性、机械性能及其变形机理研究。2012年获第九届“中国青年女科学家奖”。