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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