材料變形與破壞的多尺度分析

內(nèi)容概要

圍繞將多尺度分析分為兩大類以形成大范圍分析框架的思路，本書闡述了分子動(dòng)力學(xué)要義及其與量子力學(xué)的能量聯(lián)結(jié)，評(píng)介了跨原子/連續(xù)介質(zhì)的多尺度分析方法，闡述了提出的嵌套與耦合串行式跨微/細(xì)/宏觀分析的原理與方法，并以復(fù)相彈塑性與損傷復(fù)合材料為例，介紹了相關(guān)的概念、步驟、結(jié)果及其與實(shí)驗(yàn)的比較?！　”緯m合從事固體及計(jì)算力學(xué)、材料、生物、機(jī)械與航空等工程研究與應(yīng)用的科技工作者閱讀使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)研究生和高年級(jí)本科生的教材與參考書。

作者簡(jiǎn)介

范鏡泓，1960年畢業(yè)于上海交通大學(xué)造船系。于美國(guó)辛辛那提大學(xué)先后獲得碩士與博士學(xué)位。1983年回國(guó)后長(zhǎng)期擔(dān)任重慶大學(xué)講師、教授，曾在上海交通大學(xué)、喬治亞理工大學(xué)擔(dān)任兼職教授級(jí)高級(jí)科學(xué)家，現(xiàn)任美國(guó)阿爾弗雷德大學(xué)終身教授級(jí)重慶大學(xué)材料工程力學(xué)研究中心主任。研究領(lǐng)域包括材料本構(gòu)關(guān)系理論、塑力學(xué)及多尺度分析。主持過多項(xiàng)與上述領(lǐng)域相關(guān)的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，發(fā)表論文140余篇，出版了《非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)》，主持了國(guó)際非均質(zhì)材料力學(xué)會(huì)議。

書籍目錄

序Preface前言第1章　導(dǎo)論　1.1　材料的特性源自材料的原子結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)　1.2　多尺度分析的研究目標(biāo)、內(nèi)容及串行式與并行式的研究方法　1.3　材料設(shè)計(jì)中多尺度分析方法的選擇　1.4　兩類空間多尺度問題及時(shí)間多尺度　1.5　不同應(yīng)用背景下多尺度問題的示例　1.6　國(guó)際上多尺度分析的發(fā)展概況　1.7　兼顧前瞻性的內(nèi)容設(shè)置　思考與探索　參考文獻(xiàn)第2章　分子動(dòng)力學(xué)要義及其與量子力學(xué)的能量連接　2.1　分子動(dòng)力學(xué)的發(fā)展概況及其重要性　2.2　分子動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程、勢(shì)能函數(shù)、力與應(yīng)力　2.3　分子動(dòng)力學(xué)的算法及其精度　2.4　力的計(jì)算與邊界條件的處理　2.5　多體交互作用與嵌入原子法　2.6　陶瓷材料分子動(dòng)力學(xué)模擬　2.7　如何確定經(jīng)驗(yàn)勢(shì)中的參數(shù)　2.8　如何確定分子動(dòng)力學(xué)模型的原子結(jié)構(gòu)坐標(biāo)及進(jìn)行圖形顯示　2.9　如何采用軟件進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)的計(jì)算　2.10　量子力學(xué)與分子動(dòng)力學(xué)的能量連接　2.11　實(shí)例：納米涂層及植入物與液體界面分析中的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算　參考文獻(xiàn)第3章　跨原子/連續(xù)介質(zhì)多尺度分析　3.1　引言　3.2　跨第一原理/原子/宏觀多尺度變形與破壞分析　3.3　一維模型　3.4　Cauchy-Born法則及跨原子-連續(xù)介質(zhì)尺度的解析方法　3.5 變形與破壞的擬連續(xù)介質(zhì)多尺度分析　3.6　QC與離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)耦合的多尺度分析　3.7　用于動(dòng)力學(xué)模擬的搭接區(qū)多尺度分析　3.8 用于動(dòng)力學(xué)模擬的橋接區(qū)多尺度分析　3.9　幾種模型界面不協(xié)調(diào)性的比較　參考文獻(xiàn)第4章　廣義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)多尺度模擬方法　4.1　引言　4.2　廣義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方法的多尺度幾何模型　4.3　逆映射法求解廣義質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)方程　4.4　多尺度區(qū)的自然邊界條件　4.5　廣義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方法的驗(yàn)證　4.6　廣義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方法的初步應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第5章　串行嵌套式多尺度方法及復(fù)相材料循環(huán)彈塑性多尺度分析　5.1　引言　5.2　跨微/細(xì)/宏觀三尺度分析的基本框架及尺度間的信息傳遞　5.3　基于改進(jìn)的自洽模型的細(xì)-宏觀定量關(guān)系　5.4　非均質(zhì)材料組成相的彈塑性本構(gòu)關(guān)系　5.5　基于微觀分析的微-細(xì)觀定量關(guān)系　5.6　基于原子位錯(cuò)分析的微觀尺度塑性參數(shù)及其尺度效應(yīng)　5.7　由細(xì)觀塑性應(yīng)變決定宏觀參量的數(shù)值方法　5.8　復(fù)相材料循環(huán)彈塑性尺度效應(yīng)的試驗(yàn)研究　5.9　多尺度分析數(shù)值結(jié)果及其與試驗(yàn)結(jié)果的比較　參考文獻(xiàn)　附注5A　附注5B第6章　串行耦合式多尺度方法及損傷層合復(fù)合材料的多尺度分析　6.1　引言　6.2　通過中間單元體聯(lián)系大小尺度的串行嵌套式多尺度模型　6.3　損傷層合復(fù)合材料串行耦合式多尺度分析　6.4　細(xì)/宏觀耦合模型及在位損傷函數(shù)的確定　6.5　基于損傷準(zhǔn)則的串行耦合式多尺度破壞分析　6.6　計(jì)及基體開裂演化的多尺度分析的計(jì)算結(jié)果及討論　參考文獻(xiàn)　附注6A　附注6B附錄A　原子與生物大分子的結(jié)構(gòu)、排列及其運(yùn)動(dòng)　A.1　原子的基本結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)　A.2　原子的鍵連接　A.3　原子的排列布置與單元晶胞　A.4　晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)、方向與平面　A.5　原子的穩(wěn)定性與擴(kuò)散　A.6　蛋白質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)　A.7　脫氧核糖核酸（DNA）的結(jié)構(gòu)附錄B　對(duì)比與評(píng)鑒：RCMM多尺度分析工作學(xué)術(shù)評(píng)論匯集卷后語

章節(jié)摘錄

第1章　導(dǎo)論1.1 材料的特性源自材料的原子結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)人們?cè)缇蛷拇罅坎牧吓c結(jié)構(gòu)的破壞事件中認(rèn)識(shí)到材料的變形與破壞現(xiàn)象源自材料的微觀尺度及原子尺度?？偨Y(jié)這些長(zhǎng)期在實(shí)踐中觀察到的事實(shí)，形成了材料科學(xué)的一個(gè)基本概念，即材料的特性取決于材料的原子結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)。不僅由于不同的原子的電子結(jié)構(gòu)不同，其性能可產(chǎn)生極大差別，而且有很多例子可以說明材料性能與原子尺度上的排列結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。例如，鎂合金要比鋁合金脆，這是由于鎂原子的結(jié)構(gòu)排列與鋁不同。前者是密排六方，只有3個(gè)滑移系，而后者是面心立方排列有12個(gè)滑移系。由于鋁合金原子滑移系數(shù)目為鎂合金的4倍之多，鋁合金較鎂合金容易產(chǎn)生塑性變形。圖1—1表示了碳原子的幾種結(jié)構(gòu)形式。由于原子排列的不同，這些結(jié)構(gòu)組成的材料的性能差別很大。圖中的石墨結(jié)構(gòu)連接鍵所具有的特點(diǎn)使其在面內(nèi)的強(qiáng)度高，而在面外的強(qiáng)度低，由它制成碳纖維后，其沿纖維方向的強(qiáng)度可高達(dá)2700MPa。讓人吃驚的是由碳原子排成的單層納米管的強(qiáng)度更可比碳纖維強(qiáng)度高約一個(gè)量級(jí)。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    材料變形與破壞的多尺度分析 PDF格式下載

---