普通物理教程習題詳解

譯者前言
原著前言
第1章 緒論 1
1.1 目標 1
1.2 橡膠的發(fā)明 1
1.2.1 首次硫化 2
1.2.2 早期橡膠制品的生產(chǎn) 2
1.2.3 補強作用的發(fā)現(xiàn) 2
1.2.4 橡膠的生產(chǎn) 2
1.3 橡膠分子 3
1.4 合成橡膠 3
1.4.1 固化與交聯(lián) 4
1.4.2 填料與補強 5
1.4.3 硫化促進劑 5
1.4.4 其他添加劑 5
1.5 幾種彈性體的主要應(yīng)用 5
參考書目 7
第2章 橡膠應(yīng)力-應(yīng)變特性 8
2.1 橡膠性能帶來的挑戰(zhàn) 8
2.2 應(yīng)力-應(yīng)變行為的特點 8
2.2.1 低模量、高拉斷伸長率和非線性 8
2.2.2 遲滯作用 9
2.2.3 應(yīng)力松弛 10
2.2.4 蠕變作用 11
2.2.5 馬林斯效應(yīng) 11
2.2.6 補強 12
2.2.7 循環(huán)頻率和應(yīng)變率 12
2.2.8 溫度 14
2.2.9 浸入效果 14
2.2.10 應(yīng)變結(jié)晶 14
2.2.11 永久變形 15
2.2.12 恢復(fù) 16
參考書目 16
第3章 彈性體應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系理論 17
3.1 引言 17
3.2 彈性體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 18
3.3 假設(shè)與前提條件 18
3.3.1 線圈彈簧類比 18
3.3.2 鏈段和末端 20
3.3.3 鏈段長度和鏈段末端距離的統(tǒng)計分布 21
3.3.4 范德華鍵 22
3.3.5 顆粒旋轉(zhuǎn)引起的補強效果 25
3.3.6 纏結(jié)的遷移 28
3.3.7 溫度引起的鏈段振動 29
3.3.8 變形中鍵的破壞和重新形成 29
3.3.9 平行性誘導(dǎo)結(jié)晶 29
3.4 彈性體的行為 30
3.4.1 非線性應(yīng)力-應(yīng)變曲線 30
3.4.2 馬林斯效應(yīng) 31
3.4.3 低彈性模量和高拉斷伸長率 33
3.4.4 遲滯 34
3.4.5 填料補強的硬化 34
3.4.6 應(yīng)變率的硬化 34
3.4.7 溫度響應(yīng) 34
3.4.8 應(yīng)力松弛和周期性應(yīng)力松弛 35
3.4.9 蠕變和周期條件下的蠕變 35
3.4.10 永久變形 35
3.4.11 恢復(fù) 35
3.4.12 應(yīng)變結(jié)晶 36
致謝 36
參考文獻 36
第4章 應(yīng)力-應(yīng)變測試 38
4.1 引言 38
4.2 拉伸測試 38
4.2.1 試樣 38
4.2.2 啞鈴型試樣測試 39
4.2.3 平面應(yīng)力試樣測試 43
4.2.4 環(huán)形試樣測試 45
4.3 剪切測試 46
4.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài) 46
4.3.2 試樣 46
4.4 雙軸應(yīng)變測試 49
4.4.1 鼓泡測試 49
4.4.2 十字交叉試樣 55
4.5 壓縮測試 56
4.6 小結(jié) 57
參考文獻 58
第5章 設(shè)計方程 59
5.1 引言 59
5.1.1 設(shè)計方程的使用 59
5.1.2 彈性常數(shù) 59
5.2 各種幾何形狀的設(shè)計方程 60
5.2.1 橡膠層的剪切 60
5.2.2 彈性體層的扭轉(zhuǎn) 62
5.2.3 襯套 63
5.2.4 彈性體層的壓縮 65
5.2.5 長條的壓縮 69
5.2.6 實心橡膠滾柱 70
5.2.7 空心橡膠滾筒 71
5.2.8 橡膠球的壓縮 71
5.2.9 實心橡膠輪胎的壓縮 72
5.2.10 圓形截面實心橡膠環(huán)的壓縮 73
5.2.11 矩形截面實心橡膠環(huán)的壓縮 73
5.2.12 平頭圓柱壓頭 74
5.2.13 球形壓頭 74
5.2.14 圓錐壓頭 74
5.2.15 長窄平頭壓頭 75
5.2.16 通過圓孔凸起 75
5.2.17 通過長窄縫隙的凸起 76
5.3 小結(jié) 76
參考文獻 76
第6章 球面彈性軸承的計算方法 77
6.1 引言 77
6.2 球面彈性軸承的歷史 77
6.3 軸承的數(shù)學(xué)描述 78
6.3.1 軸承整體參數(shù) 78
6.3.2 特定層的參數(shù) 79
6.3.3 力矩 81
6.4 角度偏轉(zhuǎn)條件下某層的剪切應(yīng)變 82
6.5 軸向載荷 85
6.5.1 軸向力下彈性體層的壓縮 86
6.5.2 膨脹剪切應(yīng)變 88
6.5.3 計算小結(jié) 89
6.6 扭轉(zhuǎn)載荷 90
6.6.1 扭轉(zhuǎn)條件下彈性體層的剪切應(yīng)變 90
6.6.2 計算步驟 91
6.6.3 局限性 91
參考文獻 91
第7章 有限元分析 93
7.1 引言 93
7.2 步驟 93
7.2.1 對稱性 94
7.2.2 載荷及邊界條件 94
7.2.3 單元選擇及網(wǎng)格劃分 94
7.3 材料模型及本構(gòu)方程 95
7.3.1 簡單本構(gòu)方程 96
7.3.2 高階本構(gòu)方程 96
7.4 利用試驗數(shù)據(jù)進行方程擬合 97
7.5 承壓條件下的O型密封圈 98
7.6 橡膠護套 100
7.7 小結(jié) 100
致謝 101
參考文獻 101
第8章 疲勞測試 102
8.1 引言 102
8.2 影響應(yīng)變-壽命曲線的參量 102
8.2.1 需要說明的參量 102
8.2.2 選擇應(yīng)變幅值 103
8.3 失效準則 103
8.4 R比 104
8.5 組合應(yīng)變狀態(tài) 105
8.6 波形 105
8.7 蠕變及應(yīng)力松弛 106
8.8 頻率及應(yīng)變率 107
8.9 溫度的影響 107
8.10 置于液體之中 109
8.11 恢復(fù) 109
8.12 預(yù)變形 109
8.13 批次間的變化 110
8.14 貯存 110
致謝 110
參考文獻 110
第9章 應(yīng)變-壽命曲線的擬合 111
9.1 引言 111
9.2 建立N與εa、R及T的方程 111
9.3 考慮Nagel溫度方程的應(yīng)變-壽命曲線 114
9.4 使用經(jīng)驗溫度公式的應(yīng)變-壽命曲線 114
致謝 116
參考文獻 116
第10章 疲勞壽命估計 117
10.1 引言 117
10.2 單一波形ε-N方法 117
10.3 Miner數(shù) 117
10.4 確定性的疲勞譜 118
10.5 計算Miner數(shù)的示例 118
10.6 白噪聲 120
第11章 疲勞裂紋擴展及撕裂能 123
11.1 引言 123
11.2 Griffith應(yīng)變能釋放率 123
11.2.1 Griffith準則 123
11.2.2 推導(dǎo) 123
11.2.3 Griffith斷裂條件 125
11.2.4 關(guān)鍵假定 126
11.3 Rivlin、Thomas及撕裂能 126
11.3.1 Griffith準則針對金屬斷裂的修正 126
11.3.2 應(yīng)用于橡膠材料 126
11.3.3 關(guān)鍵假定說明 128
11.4 計算T的便捷公式 128
11.5 將撕裂能應(yīng)用于疲勞裂紋擴展 130
11.5.1 疲勞的探索研究 130
11.5.2 撕裂能定義的修改 130
11.6 局限性 131
11.6.1 疲勞裂紋擴展參量 131
11.6.2 利用T或者εa來表示失效循環(huán)次數(shù)？ 133
11.7 小結(jié)與結(jié)論 135
致謝 135
參考文獻 135
附錄Ⅰ 橡膠專業(yè)術(shù)語 137
附錄Ⅱ 疲勞專業(yè)術(shù)語 144
附錄Ⅲ 英制與公制轉(zhuǎn)換 152
附錄Ⅳ 應(yīng)變-壽命曲線擬合 154
附錄Ⅴ 撕裂能公式推導(dǎo) 164
附錄Ⅵ 球面彈性軸承公式推導(dǎo) 169