本书是作者课题组近二十年来从事“固体材料本构关系”的科研工作总结。书中以作者课题组研究成果为主线，较为全面地阐述了多种工程材料本构关系，同时介绍了近几十年国内外本领域的代表性工作。全书共八章，内容包括绪论、黏弹性和黏超弹性本构关系、弹塑性和黏塑性本构关系、耦合损伤非弹性本构关系、多场耦合非弹性本构关系、复合材料细观非弹性本构关系、晶体塑性本构关系、应变梯度塑性本构关系。
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目录
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第一章 绪论 1
1.1 连续介质力学基础 1
1.1.1 运动学基础 1
1.1.2 基本的力学原理 5
1.1.3 热力学基本定律 13
1.2 材料本构关系建立的基本原则 16
1.2.1 客观性原理要求 17
1.2.2 热力学相容性要求 17
1.2.3 几个常用的本构原理 17
1.2.4 材料的内约束 18
1.2.5 对材料本构关系的几点认识 19
1.2.6 材料本构关系的具体形式 19
1.3 非弹性本构关系概述 20
1.3.1 非弹性本构关系的研究意义 20
1.3.2 非弹性本构关系的研究现状 20
1.4 章节安排 26
参考文献 28
第二章 黏弹性和黏超弹性本构关系 34
2.1 黏弹性本构关系 34
2.1.1 线性黏弹性本构关系 34
2.1.2 非线性黏弹性本构关系 45
2.1.3 循环黏弹性变形行为的理论预测 48
2.2 超弹性和黏超弹性本构关系 55
2.2.1 超弹性本构关系 56
2.2.2 黏超弹性本构关系 58
2.2.3 循环黏超弹性变形行为的理论预测 61
2.3 本章小结 69
参考文献 69
第三章 弹塑性和黏塑性本构关系 73
3.1 弹塑性本构关系 73
3.1.1 J2弹塑性本构关系 73
3.1.2 硬化律的进一步讨论 79
3.1.3 金属材料时间无关棘轮行为的理论预测 86
3.2 黏塑性本构关系 94
3.2.1 统一黏塑性本构关系的理论框架 94
3.2.2 时间相关棘轮行为的理论预测 96
3.3 黏弹性-黏塑性本构关系 104
3.3.1 黏弹性-黏塑性本构关系的理论框架 105
3.3.2 聚合物材料棘轮行为的理论预测 108
3.4 有限变形塑性本构关系 114
3.4.1 有限变形塑性本构关系的理论框架 115
3.4.2 有限变形循环塑性行为的理论预测 120
3.5 本章小结 125
参考文献 125
第四章 耦合损伤非弹性本构关系 132
4.1 损伤力学基础 132
4.1.1 损伤变量的定义 133
4.1.2 有效应力 134
4.1.3 损伤的测量 135
4.2 耦合损伤的黏塑性本构关系 138
4.2.1 损伤演化方程的构建 138
4.2.2 耦合损伤的本构关系 142
4.2.3 棘轮-疲劳交互作用的理论预测 143
4.3 基于损伤演化的形状记忆合金疲劳寿命预测 147
4.3.1 损伤变量的定义及损伤演化方程 147
4.3.2 基于损伤演化方程的寿命预测模型 153
4.3.3 损伤演化和疲劳寿命预测 154
4.4 本章小结 155
参考文献 155
第五章 多场耦合非弹性本构关系 158
5.1 热-力耦合有限变形塑性本构关系 158
5.1.1 热-力耦合有限塑性理论框架 158
5.1.2 金属材料热-力耦合循环大塑性变形行为的理论预测 168
5.2 热-力耦合黏弹性-黏塑性本构关系 179
5.2.1 热-力耦合黏弹性-黏塑性理论框架 180
5.2.2 高分子材料热-力耦合循环变形行为的理论预测 191
5.3 湿-热-力耦合黏弹性-黏塑性本构关系 198
5.3.1 湿-热-力耦合黏弹性-黏塑性理论框架 199
5.3.2 高分子材料湿-热-力耦合循环变形行为的理论预测 207
5.4 形状记忆合金的热-力耦合本构关系 214
5.4.1 NiTi形状记忆合金超弹性退化的微观机制 215
5.4.2 热-力耦合相变-塑性交互作用本构关系 216
5.4.3 形状记忆合金热-力耦合循环变形行为的理论预测 225
5.5 本章小结 230
参考文献 230
第六章 复合材料细观非弹性本构关系 235
6.1 复合材料细观力学基础 235
6.1.1 代表性体积单元 235
6.1.2 平均化方法 237
6.1.3 Eshelby夹杂理论 238
6.1.4 Mori-Tanaka均匀化理论 244
6.1.5 自洽理论 245
6.2 颗粒增强金属基复合材料细观弹塑性本构关系 246
6.2.1 细观弹塑性本构框架及数值实现 247
6.2.2 复合材料循环塑性行为的理论预测 255
6.2.3 复合材料时间相关棘轮行为的理论预测 259
6.3 金属玻璃基复合材料细观非弹性本构关系 264
6.3.1 考虑基体局部失效的细观非弹性本构关系 265
6.3.2 金属玻璃基复合材料的变形和失效行为预测 271
6.4 本章小结 274
参考文献 275
第七章 晶体塑性本构关系 279
7.1 晶体学基础 279
7.1.1 晶体结构和布拉格点阵 280
7.1.2 晶面指数和晶向指数 281
7.1.3 典型晶体结构及其滑移系 282
7.1.4 单晶体的滑移定律 283
7.2 常规金属材料晶体塑性本构关系 284
7.2.1 立方单晶的黏塑性本构关系 285
7.2.2 密排六方单晶的黏塑性本构关系 288
7.2.3 尺度过渡准则 292
7.2.4 多晶材料循环塑性变形的理论预测 293
7.3 多晶形状记忆合金的晶体塑性本构关系 307
7.3.1 相变棘轮行为的晶体塑性本构关系 307
7.3.2 热-力耦合相变棘轮行为的晶体塑性本构关系 317
7.4 本章小结 323
参考文献 324
第八章 应变梯度塑性本构关系 329
8.1 Fleck-Hutchinson偶应力理论 331
8.1.1 Fleck-Hutchinson模型的理论框架 331
8.1.2 Fleck-Hutchinson模型的进一步修正 335
8.1.3 基于细丝扭转的内禀材料长度研究 336
8.2 Aifantis-Willis应变梯度塑性理论 341
8.2.1 Aifantis-Willis模型 341
8.2.2 Aifantis-Willis模型的进一步修正 343
8.2.3 基于三晶拉伸行为的内禀材料长度研究 344
8.3 内禀材料长度与材料微结构的关联 355
8.3.1 内禀材料长度与位错钉扎长度的关联 356
8.3.2 内禀材料长度在塑性变形过程中的演化 357
8.4 本章小结 358
参考文献 359
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