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绪论 1

第一篇 固体中的应力波第1章 弹性波 7

1.1 圆杆中的弹性波 7

1.2 弹性波的分类 9

1.3 波的反射和相互作用 12

思考题 19

习题 19

第2章 弹塑性波 20

2.1 一维弹塑性波 20

2.2 有限长度杆在高速冲击下的大变形 29

2.2.1 Taylor模型 30

2.2.2 用能量法求解Taylor杆问题 34

思考题 36

习题 36

第二篇 材料在高应变率下的动态行为第3章 动态力学实验技术 39

3.1 材料的应变率 39

3.2 中、高应变率下的材料动态力学性质 41

3.2.1 压缩试验的应变率效应 42

3.2.2 拉伸试验的应变率效应 43

3.2.3 剪切试验的应变率效应 44

3.3 中、高应变率下的力学实验技术 45

3.3.1 中等应变率的实验装置 45

3.3.2 Hopkinson杆 47

3.3.3 膨胀环技术 54

3.4 爆炸驱动装置 56

3.4.1 线形波发生器和平面波发生器 56

3.4.2 飞板加速 57

3.5 轻气炮系统 59

习题 61

第4章 高应变率下材料的本构关系 62

4.1 应变率相关的本构方程概述 62

4.2 本构方程的经验公式 63

4.3 外加应力与位错运动速度之间的关系 66

4.3.1 位错动力学 66

4.3.2 热激活位错运动 69

4.3.3 位错阻尼机制 72

4.3.4 位错运动的相对论效应 74

4.3.5 小结 74

4.4 基于物理模型的本构方程 75

4.5 本构方程的实验验证 77

习题 78

第三篇 结构在冲击载荷下的动态响应第5章 惯性效应和塑性铰 81

5.1 波传播与结构整体响应之间的关系 81

5.2 杆和梁中的惯性力 82

5.3 刚塑性自由梁在脉冲载荷作用下的塑性铰 87

5.3.1 刚塑性梁的动态响应 87

5.3.2 自由梁受到集中载荷作用 89

5.3.3 自由梁受中点冲击作用的结论 91

5.4 自由环受径向载荷作用 92

思考题 94

习题 95

第6章 悬臂梁的动态响应 96

6.1 悬臂梁受阶跃载荷作用 96

6.2 悬臂梁受脉冲载荷作用 100

6.2.1 矩形脉冲载荷 100

6.2.2 一般脉冲载荷 104

6.3 悬臂梁受集中质量撞击后的动态响应 105

6.4 移行铰的特性分析 111

习题 114

第7章 轴力和剪力对梁的动态行为的影响 115

7.1 轴向无约束的简支梁 115

7.2 轴向有约束的简支梁 119

7.2.1 刚塑性梁中的弯矩和轴力 119

7.2.2 支承点有轴向约束的简支梁 121

7.3 分析轴力效应的膜力因子法 125

7.3.1 塑性能量耗散与膜力因子 125

7.3.2 用膜力因子法求解梁在动载下的塑性大变形 127

7.4 剪力和剪切变形的影响 129

7.4.1 简单弯曲理论 129

7.4.2 弯曲-剪切理论 131

7.5 在冲击载荷作用下梁的失效模式和失效准则 134

7.5.1 实验观察到的三种失效模式 134

7.5.2 初等失效准则 135

7.5.3 能量密度失效准则 136

7.5.4 剪切失效的深入研究 136

思考题 138

习题 138

第8章 模态分析技术、界限定理和刚塑性模型的适用性 140

8.1 变形的动模态 141

8.2 模态解的性质 142

8.3 模态解的初始速度 144

8.4 模态技术的应用 145

8.4.1 Parkes问题的模态解 145

8.4.2 受局部冲击载荷的固支梁的模态解 147

8.5 理想刚塑性结构的界限定理 149

8.5.1 最终位移的上限 150

8.5.2 最终位移的下限 150

8.6 刚塑性理想模型的适用性 152

习题 154

第9章 刚塑性板的响应分析 156

9.1 刚塑性板的静态承载能力 156

9.1.1 正方形板的承载能力 157

9.1.2 矩形板的承载能力 159

9.1.3 正多边形板的承载能力 161

9.1.4 外边界固支的圆环板的承载能力 163

9.2 脉冲载荷作用下板的动力响应 165

9.2.1 任意脉冲的等效替换 165

9.2.2 在矩形脉冲作用下正方形板的动力响应 165

9.2.3 在矩形脉冲作用下圆环板的动力响应 169

9.3 板的大变形承载能力和动力响应 171

9.3.1 圆板发生准静态大变形后的承载能力 171

9.3.2 圆板的大变形动力响应 174

习题 176

第四篇 材料和结构的能量吸收第10章 能量吸收的一般特性 179

10.1 能量吸收结构介绍 179

10.1.1 工程背景 179

10.1.2 能量吸收的一般原理 181

10.2 能量吸收能力的分析 183

10.2.1 能量吸收结构的常用研究方法 183

10.2.2 理想化的局部接触模型 185

10.3 惯性敏感能量吸收结构 191

10.3.1 两种类型能量吸收结构 191

10.3.2 折板的动力学行为 193

习题 196

第11章 典型的能量吸收结构和材料 197

11.1 圆环、圆管、方管 197

11.1.1 圆环和圆环系统 197

11.1.2 轴向压溃的圆管和方管 200

11.1.3 圆管的翻转 204

11.2 多胞材料 207

11.2.1 蜂窝和格栅 207

11.2.2 泡沫 213

11.2.3 多胞材料的动力学响应 216

习题 220

结束语 221

参考文献 222