輕質(zhì)點陣材料力學與多功能設計

前言

　　輕質(zhì)多孔點陣材料是近年來興起的力學性能極為優(yōu)異的新一代輕質(zhì)多功能材料，在航空、航天、航海、交通等領域有廣闊的應用前景。這類新型材料具有高孔隙率和微結(jié)構(gòu)有序的特點，其力學機理體現(xiàn)新的特征，但是目前很缺乏該方面的總結(jié)性工作。該書從多學科結(jié)合的角度系統(tǒng)論述輕質(zhì)多孔點陣材料的制備技術、變形和破壞機理、沖擊載荷作用下的力學分析模型以及波傳播、隱身等多功能特性，集中體現(xiàn)了近年來在這方面的研究成果和所形成的理論體系，豐富了固體力學的研究內(nèi)容，具有重要的學術價值，對固體力學和材料科學領域的研究生和研究人員而言是一本頗有價值的參考書?！　≡摃髡叻结穼幗淌谑蔷哂幸欢▽W術造詣的青年學者，具有扎實深厚的復合材料力學理論基礎以及材料物理等方面的專門知識，近十年來一直致力于輕質(zhì)多孔點陣材料的力學和多功能特性的理論與實驗研究，取得了一系列創(chuàng)新性成果，在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要的影響。作者以自己多年研究工作為基礎，并參考國內(nèi)外的有關文獻和新進展，以專著的形式系統(tǒng)地闡明了輕質(zhì)多孔點陣材料的力學理論和多功能特性，內(nèi)容新穎豐富，文獻覆蓋面廣，論述循序漸進，結(jié)構(gòu)清晰嚴謹，具有很高的學術水平，是一本優(yōu)秀的學術專著。為此，我非常愿意向讀者推薦并作序。

內(nèi)容概要

本書是關于輕質(zhì)多孔點陣材料力學和多功能設計的專著。全書共11章，前4章主要介紹輕質(zhì)多孔點陣材料的應用背景、點陣金屬材料和點陣復合材料的制備技術方法、點陣材料的彈性本構(gòu)關系和破壞理論；第5章闡述點陣夾芯結(jié)構(gòu)在爆炸和彈道沖擊載荷作用下的力學分析模型；第6章討論含缺陷點陣材料的理論分析方法；第7章介紹點陣結(jié)構(gòu)的力學性能及優(yōu)化設計；后4章論述輕質(zhì)點陣材料的波傳播、隱身和傳熱特性，并討論其多功能一體化設計?！　”緯闹饕厣谟谠敿毭枋隽溯p質(zhì)多孔點陣材料力學性能的研究方法并給出了系統(tǒng)完整的分析結(jié)果，用簡潔的語言解釋了點陣材料相比傳統(tǒng)材料的特性和優(yōu)勢。這些特征使固體力學、材料科學、沖擊動力學等領域的讀者能夠很容易地抓住問題的物理本質(zhì)和把握輕質(zhì)多孔點陣材料的研究現(xiàn)狀?！　”緯勺鳛楣腆w力學、材料科學、電磁學、沖擊動力學等研究領域的教師、研究生和相關專業(yè)技術人員的參考用書。

作者簡介

方岱寧，教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授，國務院“政府特殊津貼”獲得者，現(xiàn)任北京大學工學院副院長，清華大學應用力學教育部重點實驗室主任，中國力學學會副理事長，亞太材料力學協(xié)會副主席，中國儀器儀表學會試驗機分會主席，中國復合材料學會常務理事，Experimen

書籍目錄

序前言第1章　緒論　1.1　點陣材料的研究背景　1.2　點陣材料的特性　1.3　本書的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容安排第2章　點陣材料的制備工藝  2.1　點陣金屬材料　　2.1.1　二維點陣金屬材料　　2.1.2　三維點陣金屬材料  2.2　點陣復合材料　　2.2.1　二維點陣復合材料　　2.2.2　三維點陣復合材料　2.3　點陣夾芯結(jié)構(gòu)相關技術第3章　點陣材料的彈性本構(gòu)關系  3.1　二維點陣金屬材料　　3.1.1　面內(nèi)彈性模量　　3.1.2　面外彈性模量　　3.1.3　彈性柔度矩陣  3.2　三維點陣金屬材料  3.3　點陣復合材料　　3.3.1　理論模型　　3.3.2　有限元計算第4章　點陣材料的屈服和破壞分析　4.1　基于細觀機制的點陣材料屈服準則　　4.1.1　二維點陣金屬材料　　4.1.2　三維點陣金屬材料　4.2　點陣材料的唯象屈服準則　　4.2.1　DFA準則　　4.2.2　XVH準則  4.3　點陣材料的彈性屈曲準則    4.3.1　二維點陣材料    4.3.2　三維點陣材料  4.4　點陣金屬材料的破壞分析  4.5　點陣材料力學性能的各向異性    4.5.1　點陣材料的單軸力學性能    4.5.2　二維點陣材料力學性能的綜合比較  4.6　點陣復合材料的破壞分析    4.6.1　理論模型    4.6.2　有限元計算  4.7　靜不定點陣材料的極限屈服準則    4.7.1　極限屈服分析方法    4.7.2　靜不定點陣材料的極限屈服面    4.7.3　單軸應力下的屈服強度    4.7.4　屈服模式的演化    4.7.5　主軸方向的等效應力應變關系  4.8　點陣材料的彎曲效應    4.8.1　單胞的力學分析    4.8.2　彎曲效應分析    4.8.3　結(jié)果與討論第5章　點陣材料的抗沖擊性能　5.1　點陣夾芯結(jié)構(gòu)在彈道沖擊下的響應    5.1.1　二維點陣夾芯結(jié)構(gòu)    5.1.2　三維點陣夾芯結(jié)構(gòu)　5.2　點陣夾芯結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊下的響應    5.2.1　理論模型    5.2.2　數(shù)值模擬    5.2.3　實驗結(jié)果　5.3　材料在沖擊載荷作用下的本構(gòu)關系以及狀態(tài)方程    5.3.1　金屬材料本構(gòu)模型    5.3.2　固體材料狀態(tài)方程第6章　含缺陷點陣材料的力學性能　6.1　含缺陷二維點陣材料的理論模型    6.1.1　等效模型    6.1.2　等效模型的分解　……第7章　點陣結(jié)構(gòu)的力學性能與優(yōu)化設計第8章　點陣材料的波傳播特性第9章　輕質(zhì)多孔材料的隱身性能第10章　輕質(zhì)多孔材料的傳熱性能第11章　點陣材料的多功能優(yōu)化設計參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章　點陣材料的制備工藝　　制備工藝是材料實用化的關鍵，因而本章將對點陣材料的制備工藝進行詳細介紹。根據(jù)母體材料性質(zhì)的不同，點陣材料可分為點陣金屬材料和點陣復合材料；根據(jù)微結(jié)構(gòu)形式的不同，點陣材料則分為二維和三維點陣材料。眾所周知，材料性質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式都會對點陣材料的制備產(chǎn)生較大影響，因而本章也按照此邏輯，在2.1節(jié)和2.2節(jié)依次對二維和三維點陣金屬材料、二維和三維點陣復合材料的制備工藝進行介紹，并在2.3節(jié)對點陣夾芯結(jié)構(gòu)其他相關技術進行簡單說明?！　?.1　點陣金屬材料　　2.1.1　二維點陣金屬材料　　制備二維點陣金屬材料的工藝主要有“開槽嵌鎖工藝”和“金屬二維編織法”?！　〗饘匍_槽嵌鎖工藝（Wadley，2006）如圖2.1所示，該方法的主要步驟為：　?。?）制備金屬方板，成型后將其切割成條狀，并在柵條上按設計間距加工嵌鎖槽口，槽口的深度和位置由所要加工的點陣構(gòu)型決定。

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