本书比较全面和系统地介绍了金属结构材料、非金属结构材料和各种功能材料的宏微观力学性能以及它们在各种载荷作用下的宏微观破坏机制。本书注重科学（基础理论）与工程（应用）、宏观与微观、结构（材料）与功能（材料）的结合，而且融进了国内外最新的科研成果，如应变梯度理论与尺度效应、跨尺度数值模拟、微观破坏力学分析、智能材料力学性能、薄膜材料力学性能、涂层材料力学性能等。本书除绪论外共14章，可分为四个模块。其中：第一模块介绍研究材料宏微观力学性能所需要的理论基础，包括第1章弹塑性力学基础和第2章宏微观破坏力学基础；第3章到第6章为第二模块，主要从工程的角度具体介绍材料的常见力学性能及其表征方法，如基本力学性能、硬度、断裂韧性和残余应力等；第7章和第8章为第三模块，主要介绍在工程中应用最广的金属材料的力学性能，包括金属的疲劳、蠕变、疲劳和蠕变的交互作用以及金属材料在环境介质中的力学性能；第四模块包括第9章至第14章，为专题部分，首先介绍计算机在分析材料力学性能中的应用即宏微观计算材料力学，其后主要介绍特殊材料即智能材料、薄膜材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的宏微观力学性能。另外，本书配有实验指导，分必做实验和选做实验（由湘潭大学出版社出版）。

本书可作为材料科学与工程、力学、机械等专业本科生的教材，亦可作为相关专业研究生、教师、科研人员及工程技术人员的参考书。

绪论
  0.1 材料科学与工程及其发展历史与趋势
  0.2 材料学科与固体力学学科的交叉发展
  0.3 材料宏观性能与微观结构的关系越来越紧密
  0.4 功能材料与结构材料的力学性能同等重要
  0.5 内容概述
  参考文献
第1章 弹塑性力学基础
  1.1 预备知识
   1.1.1 弹塑性力学的研究对象和任务
   1.1.2 弹塑性力学的基本假设
   1.1.3 弹性与塑性
   1.1.4 张量概念和求和约定
  1.2 应力
   1.2.1 外力和应力
   1.2.2 平衡方程和应力边界条件
   1.2.3 主应力和主方向
   1.2.4 球形应力张量和应力偏量张量
  1.3 应变
   1.3.1 变形和应变
   1.3.2 主应变和主方向
  1.4 应力应变关系
   1.4.1 各向同性弹性体的胡克定律
   1.4.2 弹性应变能函数
   1.4.3 屈服函数和屈服曲面
   1.4.4 两个常用屈服准则
   1.4.5 增量理论
   1.4.6 全量理论
  参考文献
  习题
第2章 宏微观破坏力学基础
  2.1 宏观破坏力学分析
   2.1.1 裂纹的分类及裂纹尖端附近的弹性应力场
   2.1.2 应力强度因子
   2.1.3 小范围屈服下的塑性修正
   2.1.4 断裂判据和断裂韧性
   2.1.5 弹塑性断裂力学
  2.2 微观破坏力学分析
   2.2.1 损伤的基本概念及损伤的分类
   2.2.2 例：一维蠕变损伤
   2.2.3 各向同性损伤
   2.2.4 各向异性损伤
   2.2.5 损伤与断裂的交互作用
   2.2.6 纳观断裂力学
  参考文献
  习题
第3章 材料的基本力学性能
  3.1 材料的基本力学性能
   3.1.1 材料在拉伸时的力学性能
   3.1.2 材料在压缩时的力学性能
   3.1.3 材料在扭转时的力学性能
   3.1.4 材料在弯曲时的力学性能
  3.2 材料基本力学性能的测试
   3.2.1 材料拉伸性能的测试
   3.2.2 材料压缩性能的测试
   3.2.3 材料扭转性能的测试
   3.2.4 材料弯曲性能的测试
   3.2.5 材料剪切性能的测试
   3.2.6 材料基本力学性能测试方法的应用新进展
  参考文献
  习题
第4章 材料的硬度及其尺度效应
  4.1 材料硬度的概论
   4.1.1 材料硬度的定义
   4.1.2 材料的硬度试验
  4.2 布氏硬度
   4.2.1 布氏硬度的测定原理和表示方法
   4.2.2 布氏硬度的相似原理和测定方法
   4.2.3 布氏硬度试验的特点和适用范围
  4.3 洛氏硬度
   4.3.1 洛氏硬度的测定原理和方法
   4.3.2 洛氏硬度试验的优缺点及应用
   4.3.3 表面洛氏硬度
  4.4 维氏硬度
   4.4.1 维氏硬度的测定原理和方法
   4.4.2 维氏硬度试验的应用和特点
  4.5 动态压痕法测材料的硬度
   4.5.1 肖氏硬度
   4.5.2 锤击式布氏硬度
  4.6 划痕法测材料的硬度
   4.6.1 试验原理和计算公式
   4.6.2 划痕过程的应力分析
   4.6.3 划痕硬度与其他力学性能的关系
  4.7 显微硬度
   4.7.1 显微硬度试验原理
   4.7.2 努氏硬度压头的特点
   4.7.3 显微硬度试验的特点及应用
  4.8 纳米硬度
   4.8.1 纳米压痕硬度
   4.8.2 纳米划痕硬度
  4.9 材料的尺度效应及其对硬度的影响
   4.9.1 尺度效应
   4.9.2 应变梯度理论对硬度尺度效应的解释
   4.9.3 表面自由能对硬度尺度效应的影响
  参考文献
  习题
第5章 材料断裂韧性的测试
  5.1 平面应变断裂韧性KⅠC的测试
   5.1.1 测量断裂韧性的常用方法和KⅠC的表达式
   5.1.2 试件的尺寸要求
   5.1.3 临界载荷的确定
   5.1.4 测试平面应变断裂韧性KⅠC的步骤
  5.2 表面裂纹断裂韧性KⅠE的测试
   5.2.1 应力强度因子KⅠ的表达式
   5.2.2 试件的尺寸要求
   5.2.3 临界载荷的确定
  5.3 平面应力断裂韧性KC的测试
   5.3.1 应力强度因子KⅠ的表达式
   5.3.2 试件尺寸的选择
   5.3.3 KC值的确定
  5.4 J积分临界值JⅠC的测试
   5.4.1 测试方法
   5.4.2 临界点的确定
  5.5 裂纹张开位移COD临界值δC的测试
   5.5.1 δ的表达式
   5.5.2 Vc的确定
   5.5.3 δR－Δa曲线
  参考文献
  习题
第6章 材料的残余应力
  6.1 残余应力概论
   6.1.1 残余应力的产生
   6.1.2 残余应力的调整与消除
  6.2 残余应力的测试方法
   6.2.1 残余应力的机械测量方法
   6.2.2 残余应力的物理测量方法
  6.3 残余应力对材料力学性能的影响
   6.3.1 残余应力对静性能的影响
   6.3.2 残余应力对脆性破坏和抗应力腐蚀开裂的影响
   6.3.3 残余应力对疲劳强度的影响
  参考文献
  习题
第7章 金属材料的蠕变与疲劳
  7.1 金属材料的蠕变概论
   7.1.1 蠕变概念
   7.1.2 蠕变曲线
   7.1.3 蠕变实验结果的表征
   7.1.4 稳态蠕变率与应力的关系
   7.1.5 稳态蠕变率与温度的关系
   7.1.6 应用举例
  7.2 金属材料蠕变机制和蠕变机制图
   7.2.1 金属材料的蠕变机制
   7.2.2 蠕变变形机制图
   7.2.3 在复杂应力下的蠕变变形
  7.3 金属材料的疲劳概述
   7.3.1 疲劳定义
   7.3.2 疲劳的分类
   7.3.3 疲劳载荷
   7.3.4 交变应力
  7.4 金属材料疲劳破坏和疲劳机理
   7.4.1 疲劳强度及疲劳极限
   7.4.2 疲劳破坏机理
   7.4.3 疲劳裂纹扩展的一般规律
  7.5 金属材料疲劳破坏的研究方法
   7.5.1 S－N曲线
   7.5.2 Goodman图
   7.5.3 复杂应力状态下的材料疲劳破坏
  7.6 金属材料疲劳循环的应力－应变曲线
   7.6.1 单晶体的循环变形力学特性
   7.6.2 应变率和保载的影响
  7.7 蠕变疲劳交互作用
   7.7.1 蠕变疲劳波形
   7.7.2 蠕变疲劳交互作用的本质
   7.7.3 蠕变疲劳断裂机制图
  参考文献
  习题
第8章 材料在环境介质中的力学性能
  8.1 应力腐蚀断裂
   8.1.1 应力腐蚀断裂及其断裂特征
   8.1.2 应力腐蚀的测试方法与评价指标
   8.1.3 应力腐蚀断裂机理
   8.1.4 防止应力腐蚀断裂的措施
  8.2 氢脆
   8.2.1 氢脆的类型
   8.2.2 氢致延滞断裂抗力指标与测试方法
   8.2.3 氢脆机理
   8.2.4 氢脆与应力腐蚀的关系
   8.2.5 防止氢脆的措施
  8.3 腐蚀疲劳断裂
   8.3.1 腐蚀疲劳定义及其特点
   8.3.2 腐蚀疲劳机理
   8.3.3 腐蚀疲劳裂纹扩展
   8.3.4 防止腐蚀疲劳的措施
  8.4 腐蚀磨损脆性
   8.4.1 腐蚀磨损脆性的定义与特点
   8.4.2 腐蚀磨损机理
   8.4.3 腐蚀磨损脆性与应力腐蚀的异同
   8.4.4 腐蚀磨损脆性的防护措施
  8.5 其他环境敏感断裂或脆化问题
   8.5.1 辐照脆化
   8.5.2 液（固）态金属脆性的现象和特点
   8.5.3 金属脆性的机制
  参考文献
  习题
第9章 宏微观计算材料力学
  9.1 材料结构的层次与计算材料学
   9.1.1 材料系统与材料结构层次
   9.1.2 计算材料学的产生与主要方法
   9.1.3 计算材料学的发展趋势
  9.2 宏观计算材料力学
   9.2.1 有限单元法的产生
   9.2.2 弹性力学的矩阵表示和变分原理
   9.2.3 有限元法的分析过程
   9.2.4 非线性有限元简介
   9.2.5 有限元软件
  9.3 细观计算材料力学
   9.3.1 多晶体均匀化处理方法
   9.3.2 多晶体变形的模拟方法
  9.4 纳观计算材料力学
   9.4.1 分子动力学的基本原理
   9.4.2 恒温分子动力学
   9.4.3 分子动力学在材料断裂行为中的应用
  9.5 跨尺度计算与分析
   9.5.1 跨尺度计算与分析的必要性
   9.5.2 跨尺度计算与分析的类型
   9.5.3 有限元与分子动力学相结合的跨尺度模拟
  参考文献
  习题
第10章 智能材料力学性能
  10.1 智能材料概论
   10.1.1 智能材料的概念及特点
   10.1.2 智能材料的应用
   10.1.3 智能材料的分类
  10.2 形状记忆合金
   10.2.1 形状记忆效应和超弹性
   10.2.2 形状记忆合金的微结构和记忆机制
   10.2.3 形状记忆合金的数学模型
  10.3 磁致伸缩材料与铁磁记忆合金
   10.3.1 磁晶各向异性
   10.3.2 磁致伸缩效应
   10.3.3 铁磁记忆合金
   10.3.4 磁力耦合的数学模型
  10.4 铁电与压电材料
   10.4.1 电致伸缩效应
   10.4.2 铁电效应
   10.4.3 压电效应
   10.4.4 力电耦合的数学模型
  参考文献
  习题
第11章 薄膜的力学性能
  11.1 薄膜的概述
  11.2 薄膜弹性模量和应力－应变关系
   11.2.1 薄膜的弹性模量
   11.2.2 薄膜的应力－应变关系
  11.3 薄膜的残余应力
   11.3.1 残余应力的来源
   11.3.2 残余应力的测量
  11.4 薄膜的界面断裂韧性
   11.4.1 膜与基底界面间结合类型
   11.4.2 界面断裂韧性的测量方法
  11.5 铁电薄膜的断裂与极化
   11.5.1 铁电薄膜断裂的概念
   11.5.2 铁电薄膜断裂性能表征
   11.5.3 非等双轴失配应变下外延铁电薄膜的极化
   11.5.4 外延铁电薄膜中退极化对极化态的影响
  11.6 可延展性薄膜的屈曲
   11.6.1 可延展性薄膜的概念
   11.6.2 弹性基底上波浪状单晶硅带状物的制备
   11.6.3 可延展性薄膜的屈曲分析
   11.6.4 可延展性薄膜的应用
  参考文献
  习题
第12章 高分子材料力学性能
  12.1 高聚物的粘弹性
   12.1.1 应力松弛和应变率效应
   12.1.2 频率相关性能
   12.1.3 温度相关性能
   12.1.4 时间－温度等效原理
  12.2 高聚物线粘弹性行为的力学模型
   12.2.1 粘弹性力学行为的简单描述
   12.2.2 蠕变柔量和松弛模量
   12.2.3 一维微分型本构关系
   12.2.4 一维积分型本构关系与Boltzmann叠加原理
  12.3 高聚物的高弹性
   12.3.1 高弹性的热力学分析
   12.3.2 高弹变形的统计理论
   12.3.3 高弹材料的应力－应变关系
   12.3.4 高弹大变形的唯象理论
  12.4 高聚物的屈服与断裂
   12.4.1 高聚物的塑性屈服
   12.4.2 玻璃态高聚物的银纹化
   12.4.3 高聚物的强度与脆韧转变
  参考文献
  习题
第13章 陶瓷及陶瓷涂层材料的力学性能
  13.1 陶瓷材料的概述
   13.1.1 陶瓷材料的概念
   13.1.2 陶瓷材料的特点
   13.1.3 陶瓷材料的微观结构
   13.1.4 陶瓷材料的热物理性能
  13.2 陶瓷材料的力学性能
   13.2.1 陶瓷材料的弹性变形
   13.2.2 陶瓷材料的塑性变形
   13.2.3 陶瓷材料的超塑性变形
   13.2.4 陶瓷材料的硬度
   13.2.5 陶瓷材料的耐磨性
  13.3 陶瓷材料的断裂韧性及测试方法
   13.3.1 陶瓷材料的静态韧性
   13.3.2 陶瓷材料断裂韧性测试方法
  13.4 陶瓷材料的强度
   13.4.1 陶瓷材料的抗弯强度
   13.4.2 陶瓷材料的抗压强度
   13.4.3 陶瓷材料的抗拉强度
   13.4.4 影响陶瓷材料强度的主要因素
  13.5 陶瓷材料的抗热振性
   13.5.1 陶瓷材料的抗热振断裂
   13.5.2 陶瓷材料的抗热振损伤
  13.6 陶瓷材料的蠕变
   13.6.1 陶瓷材料蠕变机理
   13.6.2 陶瓷材料的蠕变实验举例分析
  13.7 高性能陶瓷涂层材料概述
   13.7.1 高性能陶瓷涂层的特点
   13.7.2 高性能陶瓷涂层———热障涂层
  13.8 高性能陶瓷涂层的力学性能
   13.8.1 涂层的弹性模量和泊松比的测定
   13.8.2 拉伸法测量热障涂层的界面结合强度
   13.8.3 热障涂层四点弯曲实验
   13.8.4 热障涂层的热疲劳实验
   13.8.5 热障涂层屈曲破坏实验
  参考文献
  习题
第14章 复合材料力学性能
  14.1 复合材料概论
   14.1.1 复合材料的概念
   14.1.2 传统材料与复合材料的性能特点
   14.1.3 增强纤维、增强颗粒及金属基体
  14.2 纤维增强复合材料的力学性能
   14.2.1 单向复合材料的弹性性能
   14.2.2 单向复合材料的强度
   14.2.3 纤维增强复合材料的破坏特性
  14.3 颗粒增强复合材料的力学性能
   14.3.1 颗粒增强金属基复合材料的增强机理
   14.3.2 PMMC在拉伸与疲劳载荷下的破坏
   14.3.3 PMMC的激光热冲击与热疲劳破坏
  14.4 复合材料的应用与发展趋势
   14.4.1 复合材料的应用
   14.4.2 复合材料的发展趋势
  参考文献
  习题