彈塑性動力學(xué)基礎(chǔ)

前言

在強(qiáng)動載荷作用下，器件、結(jié)構(gòu)物和構(gòu)筑物呈現(xiàn)出一系列完全不同于靜載荷作用下的動力學(xué)行為，研究這類問題是許多工程技術(shù)領(lǐng)域的重要任務(wù)，在航空航天、艦船設(shè)計、防護(hù)工程設(shè)計以及機(jī)械制造、大型建筑物等工程中，采用彈塑性動力學(xué)理論進(jìn)行分析研究、計算與設(shè)計是非常必要的，對這類問題的研究已越來越多地受到重視，不少高等院校和科研院所開展了關(guān)于彈塑性動力學(xué)問題的研究工作，且有了一些重要成果，但是，就相關(guān)專業(yè)的研究生教育或?qū)ρ芯吭O(shè)計人員而言，目前缺少一本便于閱讀的彈塑性動力學(xué)理論基礎(chǔ)的書，本書希望為這些讀者提供一本能為進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究和分析設(shè)計工作打下堅實(shí)基礎(chǔ)的讀本，本書共分7章，第1章除介紹一般概念外，給出了矢量和張量分析基礎(chǔ)；第2章主要討論可變形固體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)理論，并給出了動力學(xué)基本定理；第3章介紹彈塑性體的本構(gòu)理論，包括經(jīng)典本構(gòu)方程、最新的理論和實(shí)用的本構(gòu)關(guān)系等；第4章介紹間斷面的傳播，以沖擊波為例，仔細(xì)討論了這類問題；第5章介紹直桿動力學(xué)，第6章介紹薄板動力學(xué)，這兩章可以說是彈塑性動力學(xué)的代表性問題，本書不僅僅給出了解題的結(jié)果，而且給出了解題的思路和方法，這兩部分內(nèi)容掌握以后，其他彈塑性動力學(xué)問題便易于解決了，最后，第7章研究沖擊屈曲，討論了沖擊屈曲準(zhǔn)則、動力穩(wěn)定性理論和方法等。

內(nèi)容概要

　　本書主要研究彈塑性動力學(xué)問題的基礎(chǔ)理論和方法，全書共分7章，包括：一般概念和數(shù)學(xué)準(zhǔn)備；可變形固體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)；本構(gòu)方程；間斷面的傳播理論；直桿動力學(xué)；薄板動力學(xué)和沖擊屈曲等彈塑性動力問題的基本內(nèi)容?！　”緯晒┫嚓P(guān)專業(yè)的高年級大學(xué)生和研究生作為教科書或教學(xué)參考書，也可供動力檢測、動力設(shè)計等專業(yè)的廣大工程技術(shù)人員和科學(xué)研究人員參考。

作者簡介

楊桂通，力學(xué)家，塑性動力學(xué)專家。我國最早倡導(dǎo)并從事生物力學(xué)研究的學(xué)者之一。在計算塑性動力學(xué)和生物固體力學(xué)領(lǐng)域開展了系統(tǒng)的、富有成效的研究。勤奮耕耘，培育了大批人才。

書籍目錄

第1章  一般概念、張量分析概要1.1  動載荷1.2  振動與波1.3  固體材料的動力特性1.4  矢量與矢量代數(shù)1.5  坐標(biāo)變換、基矢量1.5.1  平面內(nèi)的斜角直線坐標(biāo)系的基矢量1.5.2  坐標(biāo)變換1.6  張量與張量代數(shù)1.7  張量的跡與轉(zhuǎn)置張量1.8  Christoffel符號、協(xié)變導(dǎo)數(shù)1.9  標(biāo)量場與矢量場1.10  量場1.11  常用坐標(biāo)系中的物理分量第2章  可變形固體基礎(chǔ)理論2.1  可變形固體運(yùn)動學(xué)2.1.1  可變形固體運(yùn)動的描述2.1.2  物質(zhì)坐標(biāo)法2.1.3  空間坐標(biāo)法2.2  可變形固體的變形2.2.1  變形與變形梯度2.2.2  變形梯度的極分解2.2.3  應(yīng)變與應(yīng)變率2.2.4  小變形2.3  可變形固體動力學(xué)2.3.1  小變形條件下的應(yīng)力與應(yīng)力張量2.3.2  有限變形條件下的應(yīng)力張量2.3.3  主應(yīng)力與應(yīng)力不變量2.3.4  應(yīng)力與應(yīng)變的匹配2.3.5  動力學(xué)基本定理第3章  本構(gòu)方程3.1  建立本構(gòu)方程的一般原則3.2  能量方程、熱力學(xué)定律3.2.1  熱力學(xué)第一定律3.2.2  熱力學(xué)第二定律、熵3.2.3  自由能概念3.3  彈塑性本構(gòu)理論3.3.1  準(zhǔn)靜態(tài)本構(gòu)理論3.3.2  熱彈塑性本構(gòu)理論3.3.3  過應(yīng)力理論3.3.4  Hohenemser.Prager黏塑性理論、Pefzyna方程3.3.5  Cristescu方程3.3.6  彈塑性有限變形本構(gòu)理論3.4  應(yīng)變梯度理論3.4.1  應(yīng)變梯度塑性理論——偶應(yīng)力理論3.4.2  偶應(yīng)力張量3.4.3  計人偶應(yīng)力時的應(yīng)變張量、旋度張量與旋轉(zhuǎn)梯度3.4.4  計入偶應(yīng)力時的虛功原理3.4.5  應(yīng)變梯度塑性本構(gòu)關(guān)系3.4.6  最小總勢能原理與最小總余能原理3.4.7  應(yīng)用簡例第4章  間斷面的傳播4.1  曲面的運(yùn)動4.2  間斷面的特性4.3  幾何相容條件4.4  運(yùn)動相容條件4.5  運(yùn)動物體上的間斷面、動力相容條件4.6  沖擊波第5章  直桿動力學(xué)5.1  一維彈性波5.2  彌散波5.3  非線性波5.4  塑性加載波與卸載波5.4.1  彈塑性加載波5.4.2  卸載波5.5  長梁動力學(xué)理論5.5.1  Boussinesq方法5.5.2  彈塑性長梁5.6  圓柱形直桿動力學(xué)5.6.1  波在桿中的傳播5.6.2  桿受撞擊作用的問題5.7  彈塑性梁的異常動力行為第6章  薄板動力學(xué)6.1  基本方程、彈性板的振動6.2  矩形板的自由振動6.3  圓板的自由振動6.4  圓板屈服條件與流動法則6.5  剛塑性圓板動力學(xué)6.6  計入應(yīng)變率效應(yīng)的塑性板6.7  阻尼介質(zhì)中的剛塑性板6.8  彈塑性無限大板、自模擬方法6.9  受高速撞擊的無限大板6.10  波在彈性板中的傳播第7章  沖擊屈曲7.1  一般概念7.2  Liapunov穩(wěn)定性理論7.3  Liapunov直接方法7.4  Mavchan對Liapunov理論的推廣7.5  Koiter初始后屈曲理論7.6  Budiansky.Hutchinson動力屈曲理論7.7  塑性動力屈曲分析模型7.8  彈塑性圓柱殼沖擊扭轉(zhuǎn)屈曲參考文獻(xiàn)名詞索引

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 一般概念、張量分析概要1.1 動載荷各類設(shè)施、工件以及各種建筑物、構(gòu)筑物都可能遭受不同類型的動力載荷，有的是周期性的，有的是無固定周期的，不少屬于短時強(qiáng)載荷。例如，作用在建筑物上的爆炸壓力；海浪、水下爆炸對艦船的沖擊；車輛的碰撞；空間塵埃、飛汙物對飛行器的撞擊；隕石墜落對地面物體的撞擊；地震對建筑物的作用；原子單爆炸產(chǎn)生沖擊波的作用，等等。不同形式的載荷將引起彈塑性系統(tǒng)的不同響應(yīng)，且和系統(tǒng)材料性質(zhì)有密切關(guān)系。例如，爆炸載荷和撞擊載荷都可視為短時強(qiáng)載荷，即作用時間很短，強(qiáng)度或速度很高，輸入系統(tǒng)的能量就很大，引起系統(tǒng)的應(yīng)力和變形超出了彈性極限，進(jìn)乙塑性狀態(tài)。因而，需要研究系統(tǒng)的塑性動力響應(yīng)、塑性波效應(yīng)、塑性動力失效等題。對于載荷強(qiáng)度和撞擊速度不高及一般周期性載荷等，則可能只需研究系統(tǒng)的彈性振動的有關(guān)問題，例如，需要關(guān)注是否會出現(xiàn)振動失穩(wěn)或共振失效等問題。我們將重點(diǎn)討論短時強(qiáng)載荷作用下的彈塑性動力學(xué)中的簡單問題，作為進(jìn)一步深入研究的基礎(chǔ)。1.2 振動與波當(dāng)彈塑性系統(tǒng)受某種動載荷作用時，靜力學(xué)不同，物體運(yùn)動的慣性不可忽略。于理想彈性體，當(dāng)動力載荷的峰值不大于使系統(tǒng)進(jìn)入塑性狀態(tài)所需的載荷時，系統(tǒng)將呈現(xiàn)彈性振動狀態(tài)。對于彈塑性體，盡管外荷載的峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過靜力極限荷，但由于載荷的持續(xù)時間較短，輸入系統(tǒng)的能量有限，則由于塑性變形的吸效應(yīng)，系統(tǒng)仍可處于許可的工作狀態(tài)。

編輯推薦

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