熱-變形力學(xué)理論

目錄
序
前言
第1章 熱力學(xué)原理 1
1.1 基本概念 1
1.2 熱力學(xué)第一定律 2
1.3 熱力學(xué)第二定律 3
1.4 熱力學(xué)第三定律 3
1.5 熱力學(xué)基本方程 4
1.6 熱力學(xué)經(jīng)驗方程 5
1.6.1 等溫過程 5
1.6.2 等容過程 7
1.7 熱力學(xué)方法的一般化 7
第2章 連續(xù)介質(zhì)中的結(jié)合力 9
2.1范德瓦耳斯力的基本特征 10
2.2 構(gòu)形應(yīng)力張量 13
2.3 變形應(yīng)力-應(yīng)變物性方程 18
2.3.1 簡單拉伸變形 19
2.3.2 簡單體積壓縮 20
2.3.3 不可壓縮變形 20
2.4 熱力學(xué)意義上的體積幾何量 22
2.5 分子結(jié)合力與尺度的一般關(guān)系 24
2.6 壓力和壓力變化 25
2.7 理想各向同性介質(zhì)的物性方程 26
第3章 內(nèi)在物性和幾何參數(shù)的熱力學(xué)關(guān)系 28
3.1 空隙中的自由物質(zhì)熱運動產(chǎn)生的溫度依賴性 29
3.2 溫度變化過程中的微元體尺度變化產(chǎn)生的溫度依賴性 33
3.3 固體微元尺度隨降溫過程而減小的一般規(guī)律 34
3.4 等壓過程的V-T曲線 35
3.5 等容過程的P-T曲線 37
第4章 變形能與溫度增量 39
4.1 變形能的經(jīng)典定義 39
4.2 S+R分解下的變形能 40
4.3 等容過程的變形能 42
4.4 朗道熱勢的變形力學(xué)解釋 43
4.5 等壓過程的變形能-溫度方程 44
4.6 經(jīng)典變形能與熵 46
4.7 彈性波的變形能 47
第5章 彈塑性曲線的熱力學(xué)解釋 49
5.1 塑性的理性力學(xué)解釋 50
5.2 用臨界局部轉(zhuǎn)動角導(dǎo)出斷裂條件 52
5.3 用最大許可局部轉(zhuǎn)動角導(dǎo)出剪切斷裂條件 54
5.4 塑性的傳播 55
5.5 塑性能的凸函數(shù)特征 59
5.6 多組分和多尺度性 60
第6章 固體、液體、氣體的幾何場理論表達 63
6.1 固體、液體、氣體的經(jīng)驗表象 64
6.2 宏觀靜態(tài)連續(xù)介質(zhì)運動的位移場描述 66
6.2.1 靜止固體 67
6.2.2 靜止液體 67
6.2.3 平衡態(tài)氣體 68
6.3 經(jīng)典固液氣物性方程的統(tǒng)一 69
6.4 相變的變形幾何場描述 71
6.4.1 塑性相變 71
6.4.2 斷裂相變 73
6.4.3 塑性斷裂 74
6.5 固液氣的張量統(tǒng)一物性方程 74
6.5.1 固體介質(zhì) 74
6.5.2 液體介質(zhì) 75
6.5.3 氣體介質(zhì) 76
6.5.4 變形的分叉 77
6.6 連續(xù)變形的增量變形張量分解 78
第7章 相變的熱-變形力學(xué)理論 80
7.1 固態(tài)曲線 80
7.1.1 在初始態(tài)上求彈性及局部轉(zhuǎn)動參數(shù) 81
7.1.2 在相變態(tài)上求內(nèi)在彈性參數(shù) 83
7.1.3 固液共存態(tài) 83
7.2 液態(tài)曲線 84
7.3 氣態(tài)曲線 85
7.4 三態(tài)曲線的一般特征 86
7.4.1 三態(tài)的變形張量 86
7.4.2 以初始態(tài)為參考的增量變形 87
7.4.3 速度場旋度產(chǎn)生的溫度增量 88
第8章 降溫速率與彈性參數(shù) 89
8.1 等容條件下的降溫速率與彈性參數(shù) 89
8.1.1 注入后的液態(tài)降溫函數(shù) 89
8.1.2 由初始態(tài)求內(nèi)在物性參數(shù) 90
8.1.3 對目標(biāo)液-固相變態(tài)求降溫函數(shù) 90
8.1.4 由目標(biāo)彈性系數(shù)確定降溫函數(shù) 91
8.2 自由體積條件下的降溫速率與彈性參數(shù) 93
8.3 有化學(xué)反應(yīng)時的降溫控制策略 94
8.4 鍛壓淬火工藝的熱-變形力學(xué)解釋 95
8.5 疲勞的熱-變形力學(xué)解釋 96
第9章 哈密頓系統(tǒng)的幾何場理論 98
9.1 哈密頓系統(tǒng)概述 99
9.1.1 經(jīng)典哈密頓動力學(xué)系統(tǒng)概述 100
9.1.2 哈密頓方程 101
9.1.3 外微分的2-形式 103
9.1.4 狄拉克形式 105
9.1.5 卡諾變換 105
9.1.6 點集的幾何變換 106
9.2 哈密頓動力學(xué)系統(tǒng)的幾何場描述 106
9.2.1 由相對流動定義的流形變形 107
9.2.2 由歐拉速度定義的流形變形 109
9.2.3 由速度空間內(nèi)質(zhì)點運動路徑定義的路徑變形張量 109
9.2.4 動能和變形能 110
9.2.5 路徑速度恒定的質(zhì)點運動 110
9.3 哈密頓系統(tǒng)約束下的變形幾何方程和應(yīng)力 112
9.3.1 恒定的路徑運動速度 112
9.3.2 路徑運動速度變化的運動 114
9.3.3 局部轉(zhuǎn)動角的離散性 115
9.4 理想各向同性介質(zhì) 117
9.5 固體液體氣體的幾何尺度定義 118
9.6 經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)的結(jié)合能概念 118
第10章 熱力學(xué)變量的幾何表述理論 121
10.1 經(jīng)典熵 122
10.2 外積形式的積分 124
10.3 熱運動的自由程 126
10.4 熱力學(xué)幾何熵的定義 128
10.5 連續(xù)介質(zhì)的熱力學(xué)量 130
10.6 連續(xù)介質(zhì)的幾何溫度 131
10.7 用幾何熵表達的幾何溫度 134
10.8體積-溫度曲線的幾何熵解釋 135
10.9對熱力學(xué)基本方程的變形力學(xué)解釋 137
第11章 自相似結(jié)構(gòu)的幾何熱力學(xué)量 139
11.1 自相似結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)熵 141
11.2 結(jié)構(gòu)溫度 142
11.3 用結(jié)構(gòu)熵表出的熱力學(xué)量 144
11.4 幾何相變的熱-變形力學(xué)解釋 145
11.5 結(jié)構(gòu)熵決定的變形模式多尺度性 146
11.6 熱力學(xué)量的可加性 148
第12章 熱-變形力學(xué)理論的其他論題 150
12.1 理性力學(xué)對經(jīng)典熱力學(xué)的看法 150
12.2 熱力學(xué)第二定律 151
12.3 宏觀局部轉(zhuǎn)動角的溫度表達 153
12.4 與其他幾何熵的關(guān)系 154
12.5 熱傳導(dǎo)與宏觀變形的耦合 157
參考文獻 159