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内容简介

塑性变形的微观特征就是结构相变，而相变是典型的热力学问题。热-变形力学研究的是与温度有关的变形力学问题。《热-变形力学理论》前半部分介绍与温度有关的变形力学理论，主要是弹塑性曲线的热力学解释、固体液体气体的几何场理论表达、相变的热-变形力学理论；后半部分是基于哈密顿动力学系统研究连续介质的基本尺度，基于哈密顿系统的抽象外积代数理论建立热力学变量的几何表述理论，从而在理性力学体系下定义几何熵和几何温度。最后，对自相似结构的几何热力学量进行研究，对固体的结构性相变给出了热力学几何描述。

目录

目录
序
前言
第1章 热力学原理 1
1.1 基本概念 1
1.2 热力学第一定律 2
1.3 热力学第二定律 3
1.4 热力学第三定律 3
1.5 热力学基本方程 4
1.6 热力学经验方程 5
1.6.1 等温过程 5
1.6.2 等容过程 7
1.7 热力学方法的一般化 7
第2章 连续介质中的结合力 9
2.1范德瓦耳斯力的基本特征 10
2.2 构形应力张量 13
2.3 变形应力-应变物性方程 18
2.3.1 简单拉伸变形 19
2.3.2 简单体积压缩 20
2.3.3 不可压缩变形 20
2.4 热力学意义上的体积几何量 22
2.5 分子结合力与尺度的一般关系 24
2.6 压力和压力变化 25
2.7 理想各向同性介质的物性方程 26
第3章 内在物性和几何参数的热力学关系 28
3.1 空隙中的自由物质热运动产生的温度依赖性 29
3.2 温度变化过程中的微元体尺度变化产生的温度依赖性 33
3.3 固体微元尺度随降温过程而减小的一般规律 34
3.4 等压过程的V-T曲线 35
3.5 等容过程的P-T曲线 37
第4章 变形能与温度增量 39
4.1 变形能的经典定义 39
4.2 S+R分解下的变形能 40
4.3 等容过程的变形能 42
4.4 朗道热势的变形力学解释 43
4.5 等压过程的变形能-温度方程 44
4.6 经典变形能与熵 46
4.7 弹性波的变形能 47
第5章 弹塑性曲线的热力学解释 49
5.1 塑性的理性力学解释 50
5.2 用临界局部转动角导出断裂条件 52
5.3 用最大许可局部转动角导出剪切断裂条件 54
5.4 塑性的传播 55
5.5 塑性能的凸函数特征 59
5.6 多组分和多尺度性 60
第6章 固体、液体、气体的几何场理论表达 63
6.1 固体、液体、气体的经验表象 64
6.2 宏观静态连续介质运动的位移场描述 66
6.2.1 静止固体 67
6.2.2 静止液体 67
6.2.3 平衡态气体 68
6.3 经典固液气物性方程的统一 69
6.4 相变的变形几何场描述 71
6.4.1 塑性相变 71
6.4.2 断裂相变 73
6.4.3 塑性断裂 74
6.5 固液气的张量统一物性方程 74
6.5.1 固体介质 74
6.5.2 液体介质 75
6.5.3 气体介质 76
6.5.4 变形的分叉 77
6.6 连续变形的增量变形张量分解 78
第7章 相变的热-变形力学理论 80
7.1 固态曲线 80
7.1.1 在初始态上求弹性及局部转动参数 81
7.1.2 在相变态上求内在弹性参数 83
7.1.3 固液共存态 83
7.2 液态曲线 84
7.3 气态曲线 85
7.4 三态曲线的一般特征 86
7.4.1 三态的变形张量 86
7.4.2 以初始态为参考的增量变形 87
7.4.3 速度场旋度产生的温度增量 88
第8章 降温速率与弹性参数 89
8.1 等容条件下的降温速率与弹性参数 89
8.1.1 注入后的液态降温函数 89
8.1.2 由初始态求内在物性参数 90
8.1.3 对目标液-固相变态求降温函数 90
8.1.4 由目标弹性系数确定降温函数 91
8.2 自由体积条件下的降温速率与弹性参数 93
8.3 有化学反应时的降温控制策略 94
8.4 锻压淬火工艺的热-变形力学解释 95
8.5 疲劳的热-变形力学解释 96
第9章 哈密顿系统的几何场理论 98
9.1 哈密顿系统概述 99
9.1.1 经典哈密顿动力学系统概述 100
9.1.2 哈密顿方程 101
9.1.3 外微分的2-形式 103
9.1.4 狄拉克形式 105
9.1.5 卡诺变换 105
9.1.6 点集的几何变换 106
9.2 哈密顿动力学系统的几何场描述 106
9.2.1 由相对流动定义的流形变形 107
9.2.2 由欧拉速度定义的流形变形 109
9.2.3 由速度空间内质点运动路径定义的路径变形张量 109
9.2.4 动能和变形能 110
9.2.5 路径速度恒定的质点运动 110
9.3 哈密顿系统约束下的变形几何方程和应力 112
9.3.1 恒定的路径运动速度 112
9.3.2 路径运动速度变化的运动 114
9.3.3 局部转动角的离散性 115
9.4 理想各向同性介质 117
9.5 固体液体气体的几何尺度定义 118
9.6 经典连续介质的结合能概念 118
第10章 热力学变量的几何表述理论 121
10.1 经典熵 122
10.2 外积形式的积分 124
10.3 热运动的自由程 126
10.4 热力学几何熵的定义 128
10.5 连续介质的热力学量 130
10.6 连续介质的几何温度 131
10.7 用几何熵表达的几何温度 134
10.8体积-温度曲线的几何熵解释 135
10.9对热力学基本方程的变形力学解释 137
第11章 自相似结构的几何热力学量 139
11.1 自相似结构的结构熵 141
11.2 结构温度 142
11.3 用结构熵表出的热力学量 144
11.4 几何相变的热-变形力学解释 145
11.5 结构熵决定的变形模式多尺度性 146
11.6 热力学量的可加性 148
第12章 热-变形力学理论的其他论题 150
12.1 理性力学对经典热力学的看法 150
12.2 热力学第二定律 151
12.3 宏观局部转动角的温度表达 153
12.4 与其他几何熵的关系 154
12.5 热传导与宏观变形的耦合 157
参考文献 159

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