деформации (Макклинток Ф., Аргон А., 1970 - Деформация и разрушение материалов)

Ф. МАККЛИЕЕТОК, А. АРГОН Перевод с английского Под редакцкей канд. техн. паук Е. И. еЕОРОЗОВЛ канд. фпз.-мат. паук Б. ?4. О РРУ1ПЕНЛ ИЗДАТ ЕеЛЕ>СТВО ЛЕИЕе Москва $970 АННОТАЦИЯ Кинга представляет собой оригинальный обзор современных представлений по механике деформнруемых твердых тел и охватывает пиврокий круг вопросов поведения материалов под нагрузкой — от упругой деформации до рааличных видов разрушения. Рассматриваются равнооб. разные случаи деформнрования в зависимости от вида напрюкенного состояния, болыпое внимание уделяется условиям вомщяновеняя внутренних напряжений и методам приближенного анализа предельных нагрузок. В книге дается не только мак|юскопическое описание процессов деформации и разрушения с помощью мвтематнчесього аппарата теорий упругости н нластнчности, но и обсуждаются фивические механизмы зтих процессов на атомно-крпсгаллическом уровне с учетом роли дефектов кристаллической решетки.

Кинга предназначена для матерналоведов, мсталлофизиков, механиьов, занимающихся вопросами прочности, а также для асвшрантов н студентов старших курсов указанных специальностей. Рейакиив аитератури по новой технике и и рь. ПРЕДИСЛОВИЕ Предлагаемая вниманию читателей монография является введением в современные представления по механике деформируемого твердого тела и одновременно учебным пособием для студентов широкого круга специальностей, свяаанных с вопросами пластичности и прочности материалов и конструкций.

Книга написана коллективом авторов под общей редакцией Ф. А. Макклинтока и А. С. Аргонв, которые являются также авторами 15 (из 22) глав книги. В русское нэдание вошли именно эти главы, что поэволило вынести фамилии Макклинтока н А ргона на титульный лист в качестве авторов книги. Исключение при переводе ряда глав, посвященных равличным частным вопросам (механика полимеров, твердость, внутреннее трение, усталость, полэучесть, трение и нанос, волокнистые материалы), обусловлено л»ппь стремление»«ограничить объем книгш Книга состоит из двух честен: «Физическое описание дефорлпшип материалов» (гл.

1 — 5) н «Механика материалов» (гл. 6 — 15). Глава 1 посвящена описанию строения кристаллов, в главах 2 и 3 даны сведения об упругих свойствах и напряя«енном и деформированном состояшш; эти сведения необходимы для понимапкя теории дислокаций и последующих глав, посвященных механике сплошной среды. Физические представления о свойствах дефектов решетки и их роль в пластической деформации и упрочненни кристаллических тел рассмотрены в главах 4 и 5. В части 11 раэличные аспекты механического поведения материалов описываются в основном на макроскопкческом уровне. Здесь рассмотрены нагиб и кручение, приближенные методы анализа напряженного состояния, концентрация напряжений и деформаций, исследованы остаточные напряжения и укаэаны причины кх появления.

В этой же части обсуждается хрупкое раэруп~ение при различных напряженных состояниях, дается аналиэ возмоя«ных причин обраэования трещин и описывается строение изломов. Рассматриваются пластическое разрушение и его механиэмы, а также условия вэаимного перехода от пластического раэрушения к хрупкому и, наконец, приводятся решения ряда технических задач, почерпнутых иэ практики. Авторы поставили перед собой актуальную и весьма трудную эадачу— изложить в одной к»гиге представления о деформации и раарушении твердых тел па разлпчном уровне: микроскопическом (ка яэыке кристаллической решетки н ее дефектов) и макроскопическом (польэуясь усредненными по достаточно большим объемам вначениями напряжений и деформаций). Ото поаволило в ряде случаев (например, в гл.

14) качественно выделить роль микроскопических механиэмов в раэвитии макроскопического процесса. Необходимо эаиетиюо однако, что эадача количественной стыковки макро- н микропредставлений о механическом поведении материалов, т. е. задача о нахон«денни количественной свяэи макроскопических механических свойств твердых тел с параметрами их микроструктуры, может быть решепа только путем построения статистической теории пластичности и прочности твердых тел, основанной на современных фиан геских представлениях о дефектах решетки и элементарных актах пластической деформации и разрушения н учитывающей неоднородность развития этих процессов, и ь ра Иредасловие обусловленную неоднородностью структуры реальных материалов.

Построение такой теории является делом будущего, но сейчас необходимо приветствовать сделанную в настоящей книге попытку хотя бы качественно увязать макро- и микропрецставления. В зюнографии затронут весьма жирокий круг ваящых вопросов. Однако изложение иногда извините конспективно, материал многих разделов, например гл. 4, носит вводный характер. В ряде мест отсутствуют четкие определения, попадаются неточкости и ожпбки. В зтих случаях паки приводятся дополнительные источники, где читатель может найти более глубокое и исчерпывающее изложение вопроса, да1отся примечания (в ряде случаев уточпения вносились прямо в текст). Отметим также, что общее повествовательное изложение материала книги предполагает известное знакомство читателя с зтими вопросами и иногда слулсит как бы фоном, на котором проводится более детальный анализ отдельных проблем, важных, яо все же достаточно узких.

Такое ичложевве является, по-видимому, наиболее разумной формой подачи оригинального материала и позволяет отразить его место в общей системе ввглядов. Монография отражает богатый опыт авторов по преподаванию соответствующих курсов в Массачусетском техаологическом институте. Особую роль играют в книге задачи. Они не только активизируют процесс научения материала, по и вносят о текст значительную дополнительную информацию. Монография представляет собой полезный вклад в литературу по механике деформируемых тел, поскольку она помогает устранить существу|ощий в отечественной литературе пробел по синтезу микро-и макропродставлений о поведении тел под нагрузкой.

Книга может служить учебным пособием для студентов — материаловедов и механяков, ее моя1но рекомендовать также инженерам, работающим в области материаловедения, расчетов на прочность и в смежных областях. Главы 2, 3, 6 — 11 в 13 нспщсаны Ф. А. Маккливтоком, главы 1, 4, 5, 12, 11, 15 — А. С Аргоном. Работа над переводом распределялась следующим образом: гл. 1 — б перевел 11.

С. Чернявский, гл. 7 — 15 — В. М. Маркочев. Редактировал перевод гл. 1 — 5 Б. М. Струнин, гл. 6 — 15 Е. М. Морозов. Б. ЬХ. Струков Е. М. Морозов НРЕДИСДОВИЕ К АМЕРИКАНСКОМУ ИЗДАНИЮ Несмотря на то что в механическом поведении материалов еще многое непонятно, значительная активизация работ в этом направлении эа последние 15 лет позволяет построить довольно стройяую теорию деформации и разрушения. В этих работах получили развитие не только теория дислокаций и описание явлений нз атомном уровне, но также и методы механики сплошных сред, к которым приходится обращаться всякий раз при рассмотрении множества элементов, взаимодействие которых макроскопически выглядит просто, а на атомном уровне оказывается чрезвычайно сложным.

Существование связи между рачличными уровнями описания механического поведения материалов привело к мысли о том, что книгу надо начать с обзора различных вкдов механического поведения и рассказать о деформации, напряя~енин и упругости твердых тел. Затем вводятся представления теории упругости на почти атомном уровне в качестве основы для изложения апории дислокаций. В дальнейшем вновь используются макроскопические представления и дается общая формулировка фундаментальных уравнений пластичности. Решения этих уравнений, особенно в окрестности отверстий и выточек, дают основу для теоретического описания различных видов разрушения. В заключение приводятся примеры решения конкретных инженерных задач.

Вслед за вводным курсом по матерналоведенню, в равной мере необходимым студентам всех инженерных специальностей, представляется весьма целесообразным ознакомление студентов с специальным курсом поведения материалов. Наша книга представляет собой такой специальный курс, целиком посвященный механическому поведению материалов, причем здесь рассматриваются материалы и условия нх работы, которые типичны для строительных конструкций, летательных аппаратов и других механизмов.

Зтот курс обычно читается студентам после курсов механики и обще> о материаловедения, иногда его изучают одновременно со специальными разделами математического апализа. Книга написана не только для тех, кто хочет добросовестно усвоить, а затем и применять в работе новые сведения о деформации и разрушении материалов, она даст толчок к творческой мысли тем студентам, диплол1никам и аспираптам, которые могут внести свой вклад в разработку этих проблем. Итобы помочь им ориентироваться в книге, охватывающей столь обширный материал, з начале каждой главы дается ее краткое содержание, а в конце главы — сводка основных результатов, Надеемся, что благодаря достаточно подробному изложению материала студент по прочтении этой книги сможет рааобраться в специальной периодической литературе по данному вопросу„В книге дана обширная библиография: как правило, это ссылки на оригинальные работы, а также на более поздние работы, отличающиеся четкостью изложения, или на те из них, в которых делаются обобщения.