第一章 固体中的应力波 1
目录 1
1.1 材料对脉冲加载的响应 2
1.2 弹性波 5
1.3 杆中的一维弹性波 10
1.3.1 传播的应力强度 12
1.3.2 波的反射及迭加 12
1.3.3 有间断面并有多种材料时杆内的应力 18
1.4 冲击波 20
参考文献 29
2.1 有限长杆内的纵波 32
第二章 初等波动理论的局限性 32
2.2 液体-固体碰撞 35
2.3 应力波产生的断裂 39
2.4 长杆的动态塑性弯曲 47
参考文献 58
第三章 低速碰撞条件下复合材料的损伤 61
3.1 理论研究 61
3.1.1 压力分布 62
3.1.2 碰撞持续时间 76
3.1.3 碰撞压力引起的内应力 80
3.1.4 破坏准则 84
3.2 理论应用 87
3.2.1 纤维和基体材料性能的影响 87
3.2.2 靶厚的影响 89
3.2.3 纤维取向的影响 90
3.2.4 靶曲率的影响 95
3.3 实验研究 95
3.3.1 实验装置及仪器 96
3.3.2 实验观察到的破坏型式 97
3.3.3 有关复合材料板碰撞损伤的结论 105
参考文献 106
第四章 弹-塑性应力波 109
4.1 长杆中的单向应力波 110
4.1.1 速率无关理论分析 110
4.1.2 特征线法 117
4.1.3 实验研究 120
4.1.4 应变率相关理论分析 125
4.1.5 对理论的实验验证 129
4.1.6 关于应变平台的讨论 133
4.1.7 方程式对实验观测值的敏感性 136
4.1.8 其它的本构模型 142
4.2 单向应变波 150
4.2.1 引言 150
4.2.2 分析 152
4.2.3 与单向应力数据的比较 159
4.2.4 实验数据分析 162
4.3 其它几何体中的应力波 164
4.3.1 弦或线材中的应力波 164
4.3.2 梁中的波传播 168
4.3.3 双向（二维）应力波 170
参考文献 173
第五章 固体的侵彻和贯穿 182
5.1 侵彻和贯穿 185
5.1.1 碰撞固体中的物理现象 190
5.1.2 试验方法 194
5.2 解析方法 215
5.2.1 半无限靶中的侵彻 217
5.2.2 有限厚靶板的侵彻 221
附录A：长杆弹剩余速度预测模型 230
1.0 背景和发展 231
2.0 模型 237
附录B：影响极限穿透速度的参数 238
1.0 材料硬度对极限穿透速度的影响 238
2.0 碰撞章动角的影响 241
4.0 头部形状的影响 243
3.0 密度的影响 243
5.0 长径比对极限穿透速度的影响 244
参考文献 246
第六章 超高速碰撞机理 259
6.1 超高速侵彻机理 260
6.1.1 厚靶的侵彻 260
6.1.2 中等厚度靶的侵彻 265
6.1.3 薄板的穿孔 269
6.2 超高速发射系统 275
6.2.1 多级轻气炮 275
6.2.2 爆炸增速弹 278
6.2.3 电磁加速装置 281
符号说明 282
参考文献 284
第七章 高速摄影系统 286
7.1 观察动态过程的成象要求 287
7.1.1 曝光时间要求 287
7.2 单幅摄影机 290
7.2.1 非聚焦阴影摄影 290
7.2.2 聚焦阴影摄影 292
7.2.3 前照明摄影 294
7.2.4 高速快门摄影 295
7.2.5 电子变象管 297
7.2.6 射线闪光摄影 302
7.3 高速电影摄影术 306
7.3.1 断续运动摄影机（针定位摄影机） 307
7.3.2 旋转棱镜摄影机 308
7.3.3 鼓轮式摄影机 309
7.3.4 转镜式摄影机 310
7.3.5 克朗兹沙汀火花摄影机 312
7.3.6 电影摄影机 313
7.3.7 X射线电影摄影机 315
7.3.8 高速电视 316
7.4 扫描摄影术 317
7.4.2 转镜式扫描摄影机 320
7.4.1 机械传动式扫描摄影机 320
7.4.3 电子扫描摄影机 321
符号说明 323
第八章 高应变率下的材料行为 325
8.1 动力学试验中需要考虑的一些问题 327
8.1.1 材料行为的数学描述 327
8.1.2 高应变率的单向试验 330
8.1.3 中等应变率试验 332
8.1.4 波传播实验 334
8.2 分离式霍普金森压杆 336
8.2.1 分析 337
8.2.2 测量装置及标定 339
8.2.3 拉伸试验 340
8.2.4 其他试验装置 346
8.2.5 分析研究 352
8.3 其他实验技术 361
8.3.1 泰勒圆柱 361
8.3.2 膨胀环 365
8.3.3 动态剪切试验 367
8.3.4 落锻试验 368
8.3.5 动态弯曲试验 369
8.4.1 概述 371
8.4 实验结果 371
8.4.2 双向试验 376
8.4.3 高应变率变化曲线效应 378
8.4.4 本构模型 382
参考文献 385
第九章 动态断裂 397
9.1 微观空洞动力学的实验测量 399
9.2 断裂的本构模型 405
9.2.1 待模拟的过程 405
9.2.2 计算方法 408
9.3.1 杀伤弹 409
9.3 应用举例 409
9.3.2 地质材料的断裂 418
9.3.3 金属的准静态塑性断裂 428
9.4 讨论 434
参考文献 435
第十章 碰撞现象的数值模拟 439
10.1 离散化方法 443
10.2 网格描述 445
10.2.1 拉格朗日法 445
10.2.2 欧拉法 450
10.3 人为粘性 451
10.2.3 混合法 451
10.4 时间积分 453
10.5 材料模型 457
10.6 计算机设备要求 460
10.7 目前程序能力举例 461
10.7.1 尼龙球超速碰撞钢靶 461
10.7.2 长杆碰撞 466
10.7.3 球的跳飞 468
10.7.4 间隙板碰撞 473
10.7.5 流体动力学冲撞 475
10.7.6 各向异性介质的碰撞 476
10.7.7 炸药-金属相互作用 480
10.7.8 锥压垮 484
10.8 计算破坏模型 487
10.9 预测 491
参考文献 495
第十一章 高速碰撞模拟用三维计算机程序 503
11.1 一般的程序特性 504
11.2 拉格朗日型程序 507
11.2.1 HEMP3D 507
11.2.2 EPIC-3 509
11.2.3 DYNA3D 512
11.3.1 HULL 514
11.3 欧拉型程序 514
11.3.2 TRIOIL/TRIDORF 517
11.3.3 METRIC 519
11.3.4 K3 521
11.4 混合型程序 522
11.4.1 CELFE 522
11.5 目前的发展 524
11.6 总结 527
附录A HEMP3D方程 528
附录B HULL方程 530
附录C 状态方程公式 532
参考文献 534