本书是作者Marc Andre Meyers在美国多所大学所讲授的课堂讲义的基础上编写而成的。作者从高应变率变形力学(弹性波、塑性波、冲击波和爆轰波)到材料的动态响应(本构模型、剪切失稳、动态断裂)系统地阐述了材料动态力学行为,后还介绍了材料的动态响应在各个领域的应用。本书由浅入深、语言通俗,举例说明贯穿全书,既有理论分析又有实验技术还有工程应用实例。
本书对材料动态力学行为进行了系统而又扼要的总结,可作为高年级本科生、研究生的教材,也可作为力学与材料科学相关专业科学工作者的参考书。
本书是根据美国Marc Andre Meyers所著《Dynamic Behavior of Macerials》一书翻译的。本书对材料的动态力学行为进行了全面的介绍。主要内容包括:动态变形和波;弹性波;塑性波;冲击波;状态方程;守恒方程的微分形式和更复杂问题的数值解;冲击波的衰减、相互作用和反射;冲击波引起相变和化学变化;炸药与材料的相互作用;爆轰;实验技术和测试手段;实验技术和产生动态变形的方法;高应变率下的塑性变形;冲击波作用下的塑性变形;剪切带(热塑性剪切失稳);动态断裂;应用。
本书可作为本科生、研究生的教材,也可作为材料科学、力学等相关专业科学工作者的参考书。
第l章 动态变形和波
1.1目的和方法
1.2本书的结构
1.3绳和弹簧的振动
参考文献
第2章 弹性波
2.1变形的动态传播
2.2圆柱杆中的弹性波
2.3弹性波的类型
2.4弹性波在连续介质中的传播
2.5扭转波波速的计算
2.6表面(Rayleigh)波
2.7弹性波:求和约定
2.8波的反射、折射和相互作用
2.9波动方程的通解
2.10圆柱杆中的弹性波:补充部分
2.1l球形应力波
2.12用特征线法求解波方程
参考文献
第3章 塑性波
3.1引言
3.2单轴应力塑性波
3.3单轴应变塑性波
3.4复合应力塑性波
3.5塑性波的其他研究
3.6有限长杆的碰撞
Taylor实验
Taylor实验的Wilkins—Guinan
分析
参考文献
第4章 冲击波
4.1引言
4.2流体动力学处理方法
基本假设
4.3碰撞
4.4冲击参数间的关系
4.5冲击波的实际波形
参考文献
第5章 冲击波:状态方程
5.1获得状态方程数据的实验方法
5.2状态方程的理论计算
5.3合金和混合物的状态方程
5.4多孔物质和疏松物质的状态方程
5.5和冲击波有关的温升
参考文献
第6章 守恒方程的微分形式和更复杂问题的数值解
6.1引言
6.2数学回顾
6.3流体流动
6.4欧拉和拉格朗日参考系
6.5守恒方程的微分形式
质量守恒
动量守恒
能量守恒
6.6有限差分和人工粘性
6.7 Hydorcodes
参考文献
第7章 冲击波的衰减、相互作用和反射
7.1引言
7.2冲击波的衰减
7.3冲击波的相互作用和反射
参考文献
第8章 冲击波引起的相变和化学、变化
8.1引言
8.2相变热力学
8.3相变和Rankine-Hugoniot曲线
8.4材料的冲击相变
8.5冲击引起的熔化、固化和汽化
8.6拉应力脉冲引起的相变
8.7冲击引起化学反应
参考文献
第9章 炸药与材料的相互作用
9.1引言
9.2 cumey方程
圆柱形装药
球形装药
不对称板形装药
Gumey能
参考文献
第10章 爆轰
10.1引言
10.2守恒方程
10.3状态方程
10.4 von Neumann峰和装药直径效应
10.5炸药与材料的相互作用
10.6在固体和液体炸药中爆轰的传播
10.7炸药的热起爆和冲击起爆
参考文献
第11章 实验技术:测试手段
11.1引言
11.2时间测试仪
11.3激光干涉仪
11.4压阻传感器
11.5压电传感器
11.6电磁速度传感器
11.7高速摄影和闪光x射线技术
阴影照相术
转镜式摄影机
电子变像摄影机和高速
电视摄影机
闪光射线照像技术
参考文献
第12章 实验技术:产生动态变形的方法
12.1引言
12.2高应变率下的力学响应
12.3高应变率力学试验
中等应变率的装置
Hopkinson(或Kolsky)杆
膨胀环技术
12.4爆炸驱动装置
线形波发生器和平面波
发生器
飞板加速
12.5轻气炮系统
参考文献
第13章 高应变率下的塑性变形
13.1引言
13.2经验本构方程
13.3位错速度与施加应力的关系
位错动力学
热激活位错运动
位错阻尼机理
位错运动的相对论效应
小结
13.4以物理意义为基础的本构
方程
Zerilli—Armstrong模型
力学阈值应力本构模型
13.5本构方程的实验验证
13.6塑性变形过程中的温升
参考文献
第14章 冲击波作用下的塑性
变形
14.1冲击波传播产生的强化
14.2位错的形成
Smith模型
Hombogen模型
对Smith模型和Hombogen
模型的评述
均匀位错成核
Mogilevsky模型
Weertman-Follansbee模型
14.3点缺陷的产生
14.4变形孪晶
材料效应和冲击波参数
机理
14.5位移/无扩散相变
14.6其他效应
14.7亚结构的力学稳定性
14.8陶瓷中的冲击波效应
参考文献
第15章 剪切带(热塑性剪切失稳)
15.1定性描述
15.2本构模型:初步分析
15.3本构模型:新进展
15.4冶金学方面
参考文献
第16章 动态断裂
16.1引言:断裂力学基础
16.2动态断裂的独特特征
16.3极限裂纹速度
16.4裂纹分枝(分叉)
16.5裂纹的应力波加载
16.6断裂韧性与应变率有关吗?
16.7动态断裂韧性的测定
16.8层裂
定性描述
定量层裂模型
微观结构效应
16.9破碎
Mott破碎理论
Grady-Kipp模型和Grady
模型
破片的内损伤
冲击作用下陶瓷的
破碎
参考文献
附录
第17章 应用
17.1引言
17.2聚能装药和爆炸成形弹丸
射流形成和扩展理论
17.3侵彻
17.4装甲
17.5爆炸焊接
17.6爆炸成形和爆炸硬化
17.7粉末的冲击过程
引言
实验技术
材料效应
理论分析
冲击引起相变与合成
17.8地质材料中的动态效应
17.9空间动力学事件
参考文献
这是一本让我受益匪浅的关于材料动力学行为的专著。作者们以其深厚的学术功底和丰富的实践经验,为我们构建了一个关于材料在动态载荷下响应的完整知识体系。书中对材料在瞬态高载荷作用下的行为,如断裂、损伤、相变等,进行了深入而细致的分析。我尤其欣赏书中对“冲击波诱导塑性”这一现象的阐述,作者们不仅解释了其发生的微观机制,还提供了大量的实验证据来支持其理论。这使得我对材料在高速撞击下的变形和失效过程有了更深刻的理解。书中对材料的本构模型也进行了详细的介绍,包括各种经典的和先进的模型,并对它们的适用范围和局限性进行了比较分析。这对于我选择合适的模型来模拟材料的动力学行为,提供了重要的参考。此外,书中还对实验测试技术和数值模拟方法进行了详细的介绍,这为我深入研究材料的动力学行为,提供了宝贵的指导。这本书的出版,无疑为材料科学领域的研究者们提供了一份宝贵的参考资料,它将极大地推动该领域的研究和发展。
评分阅读《材料的动力学行为》的过程,就像经历了一场由浅入深、由简到繁的知识探险。我曾试图从其他途径了解材料在高速冲击、爆炸等极端环境下的行为,但往往只能获得零散的信息,难以形成完整的认知体系。这本书的出现,犹如一座灯塔,照亮了我前进的方向。它系统地梳理了材料动力学领域的核心概念,从弹性波、塑性波的传播,到断裂、损伤的演化,再到相变动力学的影响,几乎囊括了该领域的主要研究分支。作者们并非简单地罗列知识点,而是注重知识之间的逻辑联系,层层递进,让读者在理解前一个概念的基础上,自然而然地掌握后一个概念。我特别喜欢书中对“应力波衰减”和“冲击波诱导相变”等现象的深入剖析,作者们不仅解释了其发生的物理机制,还引用了大量的实验证据来佐证理论的可靠性,这种严谨的治学态度令人肃然起敬。书中的案例研究也十分精彩,涵盖了航空航天、兵器工业、地质勘探等多个领域,通过这些生动的实例,我能更直观地感受到材料动力学理论在解决实际工程难题中的强大力量。对于有志于深入研究材料动力学,或者需要将相关知识应用于工程实践的专业人士,这本书无疑是一本值得反复研读的案头必备。
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评分在阅读《材料的动力学行为》过程中,我深深地被作者们严谨的逻辑和深入的分析所折服。这本书不仅仅是一本教材,更像是一次思维的训练。作者们在阐述复杂的动力学行为时,并没有回避数学公式,而是以清晰易懂的方式将它们引入,并详细解释了每个变量和公式的物理意义。我曾经对材料在冲击载荷下的能量耗散机制感到困惑,这本书通过对塑性功、相变功、热耗散等不同能量耗散途径的细致分析,彻底解开了我的困惑。书中还重点介绍了材料在不同尺度下的动力学行为,从微观的晶格振动到宏观的结构失效,都进行了深入的探讨。这使得我能够从多个维度理解材料的动力学特性。我尤其欣赏书中对材料在冲击波作用下的动力学响应的描述,作者们结合了理论分析和实验观测,生动地展现了材料内部应力波的传播、反射以及相互作用过程。这种将理论与实践相结合的写作方式,极大地增强了本书的可读性和实用性。对于任何从事材料研究或需要深入了解材料在动态载荷下行为的工程师和科学家来说,这本书都是一本不可或缺的参考书籍。
评分这本书的价值,远不止于为我提供了一份关于材料动力学行为的知识清单。更重要的是,它重塑了我对材料科学研究的认识。作者们在书中展现出的扎实功底和独到见解,让我看到了科学研究的严谨性和创造性。我尤其赞赏他们在处理复杂问题时的条理性和逻辑性。例如,在论述材料的损伤演化时,他们没有简单地给出几个损伤模型,而是首先分析了损伤产生的各种微观机制,如裂纹萌生、扩展和连接,然后才在此基础上介绍了一系列宏观损伤模型,并对它们的优缺点进行了比较分析。这种由微观到宏观的分析思路,让我对材料的损伤行为有了更深刻的理解。书中对材料在极端环境下的行为,如高温、高压、高速等,也进行了详细的探讨,这对于我理解材料在实际工程应用中的可靠性问题,有着重要的启示。例如,在介绍材料的冲击韧性时,作者们不仅分析了影响韧性的各种因素,还结合了大量的实验数据,为我们提供了判断材料在冲击载荷下安全性的依据。这本书的出版,无疑为材料科学领域的研究者们提供了一份宝贵的参考资料,它将极大地推动该领域的研究和发展。
评分这本书给我最深刻的印象是其内容的深度和广度。作者们在材料动力学这一复杂领域,展现了令人惊叹的掌握程度。从材料的本构关系,到冲击波的传播,再到失效机制的演化,书中几乎涵盖了该领域的所有重要方面。我尤其惊叹于作者们在解释“应变率效应”时所呈现的多角度分析,他们不仅从微观的位错运动和晶界滑移等方面进行了阐述,还结合宏观的实验现象,为我们构建了一个完整的认识框架。书中对材料在不同加载速率下的力学行为,如硬化、软化、脆性转变等,都进行了详细的讨论,并提供了大量的实验数据和图表作为支撑。这使得我对材料在动态加载下的复杂响应有了更清晰的认识。此外,书中还对不同材料体系,如金属、陶瓷、聚合物、复合材料等,在动力学载荷下的行为进行了比较分析,这对于选择合适的材料应用于特定工程环境具有重要的参考价值。这本书的出版,无疑为材料动力学领域的研究者提供了一份宝贵的资源,必将对该领域的研究和应用产生深远的影响。
评分坦白说,在翻开这本书之前,我对“材料的动力学行为”这一概念并没有一个清晰的认识,只知道它与材料在快速加载下的响应有关。然而,读完这本书,我的世界观仿佛被颠覆了。作者们以严谨的科学态度和精湛的文字驾驭能力,为我揭示了一个宏大而迷人的领域。书中的内容之丰富,涵盖了从微观晶体塑性到宏观连续介质力学的多重尺度,从单轴拉伸到复杂应力状态下的动态响应。我惊喜地发现,许多我曾经感到困惑的现象,比如材料在高速撞击下的能量吸收机制,或者金属材料在冲击载荷下的应变率敏感性,都能在这本书中找到清晰而深刻的解释。作者们在介绍材料本构模型时,不仅给出了模型的数学表达式,还详细阐述了模型背后的物理意义,以及模型在不同加载条件下的适用范围和局限性。这使得我在理解和应用这些模型时,能够更加得心应手。此外,书中对实验技术和测试方法的介绍也十分详尽,例如霍普金森杆实验、高速摄像技术等,这对于我理解研究成果的来源,以及未来进行相关实验研究都提供了宝贵的指导。总的来说,这本书是一部集理论性、实践性和前沿性于一体的杰作,它不仅拓展了我的知识边界,更激发了我对材料科学研究的浓厚兴趣。
评分我曾多次尝试学习材料的动力学行为,但总是因为概念的抽象和理论的复杂而浅尝辄止。然而,这本书彻底改变了我的看法。作者们以其高超的学术造诣和清晰的表达能力,将一个原本令人生畏的领域,呈现得如此生动和易懂。我尤其欣赏书中对“材料的冲击动力学”的深入探讨,作者们不仅解释了冲击波在材料中的传播机制,还详细阐述了冲击载荷对材料微观结构和宏观性能的影响。这使得我对材料在高速撞击下的变形和失效过程有了更深刻的理解。书中对材料的本构模型也进行了详细的介绍,包括各种经典的和先进的模型,并对它们的适用范围和局限性进行了比较分析。这对于我选择合适的模型来模拟材料的动力学行为,提供了重要的参考。此外,书中还对实验测试技术和数值模拟方法进行了详细的介绍,这为我深入研究材料的动力学行为,提供了宝贵的指导。总而言之,这本书是一部集理论性、实践性和前沿性于一体的杰作,它不仅拓展了我的知识边界,更激发了我对材料科学研究的浓厚兴趣。
评分在我看来,这本书最大的亮点在于其清晰的结构和深入浅出的讲解。作者们以极高的学术素养,将材料动力学这一复杂而庞大的学科,梳理得井井有条。从材料的微观结构与宏观力学行为的关联,到不同加载条件下的动力学响应,再到材料的损伤与失效过程,每一个章节都层层递进,逻辑严谨。我尤其喜欢书中对“动态断裂力学”的详细阐述,作者们不仅介绍了断裂力学的基本原理,还深入探讨了冲击载荷对材料断裂行为的影响,包括裂纹的萌生、扩展和加速等。这对于理解材料在极端环境下的可靠性至关重要。书中还引用了大量的实验数据和案例分析,使得抽象的理论知识变得更加具体和生动。例如,在介绍材料的应变率效应时,作者们结合了高速拉伸、冲击压缩等实验结果,生动地展现了材料性能随应变率变化的规律。这本书的出版,无疑为材料科学领域的学习者和研究者提供了一份宝贵的参考资料,必将对该领域的研究和应用产生深远的影响。
评分这是一本让我眼前一亮的关于材料动力学行为的著作。作者们在各自的领域都有着深厚的学术造诣,将前沿的研究成果和多年的教学经验融为一体,呈现出一本既有理论高度又不失实践指导意义的优秀教材。书中涵盖了从宏观到微观,从经典理论到现代模型,对材料在不同加载条件下的响应机制进行了系统性的阐述。我尤其欣赏作者们在解释复杂概念时所采用的清晰易懂的语言和丰富的图示,这对于我这样非材料科学专业背景但又需要了解相关知识的研究者来说,无疑是一份宝贵的财富。例如,在介绍冲击波传播和应力波理论时,作者们不仅给出了详细的数学推导,还结合了实验数据和案例分析,生动地展现了材料在瞬态高载荷作用下的变形和失效过程,这远比那些枯燥的公式堆砌更能激发我的学习兴趣和深入思考。此外,书中对材料动力学行为的数值模拟方法也进行了深入的探讨,包括有限元方法、分子动力学模拟等,并提供了相应的代码和算法思路,这对于希望将理论知识应用于实际工程问题,或者进行相关科学研究的读者来说,无疑是极具价值的参考。总而言之,这本书在理论深度、内容广度以及表达方式上都做得非常出色,是材料动力学领域不可多得的佳作。
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