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目录 3

前言 3

上篇　梯度非均匀材料力学基础 3

第一章　功能梯度材料基础 3

1.1　功能梯度材料的定义 3

1.2　功能梯度材料的历史发展过程 4

1.3　功能梯度材料的应用范围 5

1.4　功能梯度材料的制备技术简介 6

1.5　功能梯度材料的组分材料分布 8

参考文献 10

第二章　非均匀材料的基本方程 11

2.1　能量守恒定律 11

2.2　功能梯度热弹性体的基本控制方程 20

2.3　圆柱坐标系下的控制方程 22

2.4　边界条件和初始条件 24

参考文献 26

第三章　梯度非均匀材料的宏观热弹性性能 27

3.1　传统的细观力学分析模型 27

3.2　细观力学分析模型在梯度材料热物性参数预测中的应用 31

3.3　各种模型预测值的比较 35

3.4　细观力学模型的适用性 37

3.5　高阶理论 38

参考文献 39

第四章　梯度非均匀材料的动态热应力分析及优化设计 42

4.1　一维瞬态温度场 42

4.2　一维稳态温度场 59

4.3　一维热应力 59

4.4　优化设计问题 61

4.5　基底／涂层结构受热冲击 65

4.6　功能梯度圆筒受热冲击 73

参考文献 80

第五章　复杂载荷情况下的热应力分析 82

5.1　有限元法的基本原理 82

5.2　优化设计实例 83

5.3　燃烧合成TiC-Ni功能梯度材料的热物理性能 87

5.4　燃烧合成TiC-Ni FGM的热应力缓和 95

第六章　梯度非均匀材料断裂力学的基本概念 103

下篇　梯度非均匀材料的断裂力学 103

6.1　边缘效应和奇异场 106

6.2　梯度非均匀材料的裂纹尖端场 107

6.3　功能梯度材料的J积分 109

6.4　非均匀材料断裂力学问题的求解方法 110

参考文献 115

第七章　梯度非均匀材料的混合模式断裂问题 121

7.1　平面弹性问题的基本方程 121

7.2　无限非均匀介质中的混合模式裂纹 122

7.3　梯度涂层和均匀基底之间的界面裂纹 137

7.4　正交各向异性非均匀介质中的混合模式裂纹 145

7.5　梯度多层介质的断裂 156

7.6　非均匀介质断裂问题的级数解法 163

参考文献 177

第八章　裂纹平行于梯度方向时的断裂问题 179

8.1　单个表面裂纹问题 179

8.2　梯度涂层中的周期性裂纹 193

8.3　材料特性任意变化时的求解 208

参考文献 216

附录A 217

附录B 217

附录C 218

附录D 218

第九章　梯度非均匀材料中的轴对称裂纹 220

9.1　轴对称弹性问题的基本方程 220

9.2　两均匀材料通过梯度层连接 221

9.3　扭转载荷下的轴对称梯度多层介质 251

参考文献 257

第十章　梯度非均匀材料的热弹性断裂力学 259

10.1　非均匀材料中的热裂纹 259

10.2　梯度多层介质中贯穿型裂纹的热弹性断裂 275

10.3　梯度多层介质中圆币型裂纹的热弹性断裂 287

参考文献 296

附录E 296

附录F 298

附录G 299

结束语 302