冲击动力学

绪论

第一篇 固体中的应力波

第1章 弹性波

1.1 圆杆中的弹性波

1.2 弹性波的分类

1.3 波的反射和相互作用

思考题

习题

第2章 弹塑性波

2.1 一维弹塑性波

2.2 有限长度杆在高速冲击下的大变形

2.2.1 Taylor模型

2.2.2 用能量法求解Taylor杆问题

思考题

习题

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

3.1 材料的应变率

3.2 中、高应变率下的材料动态力学性质

3.2.1 压缩试验的应变率效应

3.2.2 拉伸试验的应变率效应

3.2.3 剪切试验的应变率效应

3.3 中、高应变率下的力学实验技术

3.3.1 中等应变率的实验装置

3.3.2 Hopkinson杆

3.3.3 膨胀环技术

3.4 爆炸驱动装置

3.4.1 线形波发生器和平面波发生器

3.4.2 飞板加速

3.5 轻气炮系统

习题

第4章 高应变率下材料的本构关系

4.1 应变率相关的本构方程概述

4.2 本构方程的经验公式

4.3 外加应力与位错运动速度之间的关系

4.3.1 位错动力学

4.3.2 热激活位错运动

4.3.3 位错阻尼机制

4.3.4 位错运动的相对论效应

4.3.5 小结

4.4 基于物理模型的本构方程

4.5 本构方程的实验验证

习题

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

5.1 波传播与结构整体响应之间的关系

5.2 杆和梁中的惯性力

5.3 刚塑性自由梁在脉冲载荷作用下的塑性铰

5.3.1 刚塑性梁的动态响应

5.3.2 自由梁受到集中载荷作用

5.3.3 自由梁受中点冲击作用的结论

5.4 自由环受径向载荷作用

思考题

习题

……

第四篇 材料和结构的能量吸收

全书分为四篇，第一篇包括弹性波和弹塑性波两章。第二篇介绍了不同应变率下的动态力学实验技术，概述了目前常用的高应变率下材料的本构关系。第三篇着重分析了刚塑性梁和板的动态响应，其中第5章介绍了惯性效应和塑性铰，第6章分析了悬臂梁的动态响应，第7章探讨了轴力和剪力对梁的动态行为的影响，第8章介绍了模态分析技术、界限定理和刚塑性模型的适用性，第9章给出了刚塑性板的动力响应分析。第四篇研究了材料与结构的能量吸收，其中第10章讨论了材料和结构能量吸收的一般特性，第11章介绍了典型的能量吸收结构和材料。本书着重阐述冲击动力学的基本概念、基本模型和基本方法；同时涉及动态实验方法，以及冲击动力学在冲击和防护问题中的应用。各章均附有习题和主要参考文献，以便于教学和研究参考。本书作为教材，可供40学时左右的研究生课程采用，为固体力学、航空航天、汽车工程、防护工程及国防工程专业的研究生提供冲击动力学领域的前沿科学知识和相关的研究方法，为他们从事有关的科学研究打下基础。同时，也可以供相关专业的教师、研究人员、工程师和大学高年级学生自学和参考。

冲击动力学是研究在短暂而强烈的动载作用下材料行为和结构响应的一门科学。《研究生力学丛书：冲击动力学》涵盖固体中的应力波、材料的动态本构关系、结构的动力响应，以及材料和结构的能量吸收等内容；强调冲击动力学的基本概念、基本模型和基本方法。《研究生力学丛书：冲击动力学》首先阐明冲击动力学的三个要素（应力波、材料的动态行为、结构的惯性效应），然后着重通过简明的实例来解说简化模型和分析方法，既避免沉湎于数学推演而忘却工程应用背景，又不因陈述技术细节而迷失学科的核心价值。