材料的动力学行为PDF电子书下载

第1章　动态变形和波 1

1.1　目的和方法 1

1.2　本书的结构 4

1.3　绳和弹簧的振动 8

参考文献 13

第2章　弹性波 17

2.1　变形的动态传播 17

2.2　圆柱杆中的弹性波 18

2.3　弹性波的类型 19

2.4　弹性波在连续介质中的传播 22

2.5　扭转波波速的计算 29

2.6　表面（Rayleigh）波 30

2.7　弹性波：求和约定 32

2.8　波的反射、折射和相互作用 34

2.9　波动方程的通解 37

2.10　圆柱杆中的弹性波：补充部分 40

2.11　球形应力波 44

2.12　用特征线法求解波方程 46

参考文献 48

第3章　塑性波 49

3.1　引言 49

3.2　单轴应力塑性波 51

3.3　单轴应变塑性波 55

3.4　复合应力塑性波 56

3.5　塑性波的其他研究 58

3.6　有限长杆的碰撞 59

3.6.1　Taylor实验 59

3.6.2　Taylor实验的Wilkins-Guinan分析 65

参考文献 69

第4章　冲击波 71

4.1 引言 71

4.2　流体动力学处理方法 73

4.2.1 基本假设 73

4.3　碰撞 79

4.4　冲击参数间的关系 83

4.5　冲击波的实际波形 84

参考文献 86

第5章　冲击波：状态方程 88

5.1　获得状态方程数据的实验方法 88

5.2　状态方程的理论计算 89

5.3　合金和混合物的状态方程 96

5.4　多孔物质和疏松物质的状态方程 100

5.5　和冲击波有关的温升 104

参考文献 107

第6章　守恒方程的微分形式和更复杂问题的数值解 109

6.1　引言 109

6.2　数学回顾 110

6.3　流体流动 112

6.4　欧拉和拉格朗日参考系 114

6.5　守恒方程的微分形式 115

6.5.1　质量守恒 116

6.5.2　动量守恒 117

6.5.3　能量守恒 118

6.6 有限差分和人工粘性 120

6.7　Hydorcodes 123

参考文献 127

7.1 引言 128

第7章　冲击波的衰减、相互作用和反射 128

7.2　冲击波的衰减 131

7.3　冲击波的相互作用和反射 134

参考文献 143

第8章　冲击波引起的相变和化学变化 144

8.1　引言 144

8.2　相变热力学 145

8.3　相变和Rankine-Hugoniot曲线 147

8.4　材料的冲击相变 151

8.5　冲击引起的熔化、固化和汽化 154

8.6　拉应力脉冲引起的相变 155

8.7　冲击引起化学反应 156

参考文献 160

第9章　炸药与材料的相互作用 162

9.1 引言 162

9.2　Gumey方程 165

9.2.1　圆柱形装药 165

9.2.2　球形装药 166

9.2.3　不对称板形装药 167

9.2.4　Gumey能 168

参考文献 171

第10章　爆轰 172

10.1　引言 172

10.2　守恒方程 173

10.3　状态方程 174

10.4　von Neumann峰和装药直径效应 179

10.5　炸药与材料的相互作用 182

10.6　在固体和液体炸药中爆轰的传播 184

10.7　炸药的热起爆和冲击起爆 185

参考文献 188

第11章　实验技术：测试手段 189

11.1　引言 189

11.2　时间测试仪 189

11.3　激光干涉仪 191

11.4　压阻传感器 194

11.5　压电传感器 196

11.6　电磁速度传感器 198

11.7　高速摄影和闪光X射线技术 199

11.7.1 阴影照相术 200

11.7.2　转镜式摄影机 200

11.7.3 电子变像摄影机和高速电视摄影机 201

11.7.4　闪光射线照像技术 202

参考文献 204

第12章　实验技术：产生动态变形的方法 206

12.1　引言 206

12.2　高应变率下的力学响应 208

12.3.1 中等应变率的装置 210

12.3　高应变率力学试验 210

12.3.2　Hopkinson（或 Kolsky）杆 212

12.3.3　膨胀环技术 216

12.4　爆炸驱动装置 218

12.4.1 线形波发生器和平面波发生器 219

12.4.2　飞板加速 220

12.5　轻气炮系统 221

参考文献 223

第13章　高应变率下的塑性变形 225

13.1　引言 225

13.2　经验本构方程 226

13.3.1　位错动力学 230

13.3 位错速度与施加应力的关系 230

13.3.2　热激活位错运动 234

13.3.3　位错阻尼机理 239

13.3.4　位错运动的相对论效应 242

13.3.5　小结 250

13.4　以物理意义为基础的本构方程 251

13.4.1　Zerilli-Armstrong模型 255

13.4.2　力学阈值应力本构模型 257

13.5　本构方程的实验验证 259

13.6　塑性变形过程中的温升 260

参考文献 261

14.1　冲击波传播产生的强化 265

第14章　冲击波作用下的塑性变形 265

14.2　位错的形成 271

14.2.1 Smith模型 276

14.2.2　Hombogen模型 276

14.2.3　对Smith模型和Hombogen模型的评述 276

14.2.4　均匀位错成核 278

14.2.5　Mogilevsky模型 280

14.2.6　Weertman-Follansbee模型 281

14.3　点缺陷的产生 285

14.4　变形孪晶 288

14.4.1　材料效应和冲击波参数 288

14.4.2　机理 290

14.5　位移／无扩散相变 291

14.6　其他效应 294

14.7　亚结构的力学稳定性 297

14.8　陶瓷中的冲击波效应 298

参考文献 300

第15章　剪切带（热塑性剪切失稳） 305

15.1　定性描述 305

15.2　本构模型：初步分析 310

15.3　本构模型：新进展 313

15.4　冶金学方面 320

参考文献 327

16.1　引言：断裂力学基础 329

第16章　动态断裂 329

16.2　动态断裂的独特特征 333

16.3　极限裂纹速度 334

16.4　裂纹分枝（分叉） 339

16.5　裂纹的应力波加载 340

16.6　断裂韧性与应变率有关吗？ 342

16.7　动态断裂韧性的测定 346

16.8　层裂 350

16.8.1　定性描述 350

16.8.2　定量层裂模型 352

16.8.3　微观结构效应 360

16.9.1　Mott破碎理论 363

16.9　破碎 363

16.9.2　Grady-Kipp模型和Grady模型 365

16.9.3　破片的内损伤 369

16.9.4　冲击作用下陶瓷的破碎 371

参考文献 374

附录 377

第17章　应用 378

17.1　引言 378

17.2　聚能装药和爆炸成形弹丸 380

17.2.1 射流形成和扩展理论 381

17.3　侵彻 390

17.4　装甲 398

17.5　爆炸焊接 404

17.6　爆炸成形和爆炸硬化 409

17.7 粉末的冲击过程 409

17.7.1 引言 409

17.7.2 实验技术 410

17.7.3 材料效应 415

17.7.4 理论分析 417

17.7.5 冲击引起相变与合成 422

17.8 地质材料中的动态效应 424

17.9 空间动力学事件 428

参考文献 430