Wave Motion in Elastic Solids pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Graff, Karl F.

出品人:

页数:688

译者:

出版时间:1991-6

价格:$ 30.45

装帧:

isbn号码:9780486667454

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 1
• 弹性波
• 固体力学
• 波动方程
• 材料力学
• 振动
• 边界元法
• 有限元法
• 连续介质力学
• 数值分析
• 结构动力学

波动在弹塑性介质中的传播与耦合 本书深入探讨波动现象在复杂材料介质中的传播机理，尤其聚焦于弹塑性材料。与纯弹性介质的线性响应不同，弹塑性材料的本构关系更为复杂，其形变不仅与应力成比例，还受到屈服准则、强化机制以及应变历史的影响。这种非线性行为使得波动传播的理论分析和数值模拟更具挑战性，也带来了丰富的物理现象。 第一章 基础概念回顾与扩展 本章将首先梳理经典弹性理论中的核心概念，包括应力、应变张量、胡克定律、波动方程以及简谐波解。在此基础上，我们将引入弹塑性理论的基础。重点将放在屈服准则（如冯·米塞斯屈服准则和摩尔-库仑屈服准则）和流动法则，解释它们如何描述材料从弹性变形过渡到塑性变形的机制。我们将讨论应力-应变关系的非线性特征，并介绍增量理论和非关联流动理论的概念。对于波动传播而言，理解塑性变形的不可逆性以及其对介质动力的影响至关重要。我们将初步探讨应变率在塑性流动中的作用，以及塑性变形如何影响波速和波的衰减。 第二章 弹塑性介质中的基本波动方程 在本章中，我们将推导弹塑性介质中的动力学方程。这将涉及到将牛顿第二定律应用于连续介质，并结合弹塑性本构关系。由于塑性变形的非线性，标准线性波动方程将不再适用。我们可能会遇到涉及应力、应变增量以及塑性应变增量的复杂偏微分方程组。本章将重点关注如何基于不同的弹塑性模型（例如，考虑硬化或软化的模型）建立相应的波动方程。我们将推导不同类型的波（如纵波和横波）在这些方程中的表现形式，并讨论在纯弹性区域和塑性区域，波的传播特性有何差异。我们还将初步探讨应变率依赖性对波动传播的影响，例如，在高速应变率加载下，材料表现出的黏塑性行为。 第三章 塑性波与有限应变效应 当材料的应变超过屈服极限时，塑性波的产生和传播成为关键。本章将深入研究塑性波的性质。我们将讨论塑性波与弹性波的区别，特别是其传播速度可能依赖于应变幅值和加载路径。我们会引入冲击波和滑移线理论在弹塑性介质中的应用，解释它们如何描述材料在高速加载下的剧烈形变和能量耗散。对于有限应变的情况，材料的几何非线性效应变得不可忽略。我们将讨论如何将大应变理论与弹塑性本构模型相结合，以准确描述材料在剧烈形变下的波动行为。这可能涉及到使用梯度弹塑性模型或考虑几何非线性的有限元方法。本章还将探讨塑性波传播过程中可能出现的波系耦合现象，例如，纵波与横波之间的相互转化。 第四章 波动在界面的反射与透射 当波动遇到介质界面时，会发生反射和透射。在弹塑性介质中，由于界面两侧介质的力学性质可能不同，或者界面本身的复杂性，情况将更加复杂。本章将分析平面波在弹塑性介质界面上的反射与透射问题。我们将考虑两种基本情况：一是两种不同弹塑性介质的界面，二是弹塑性介质与刚性壁或自由表面的界面。我们将重点分析塑性行为如何影响反射和透射系数。例如，如果入射波导致界面附近材料屈服，透射波的幅度和方向可能会发生显著变化。我们将讨论全反射和临界角的概念在弹塑性情况下的适用性。此外，本章还将探讨界面处可能出现的非线性效应，例如，当应力幅值足够大时，可能产生剥离或滑移等现象，进而影响波的传播。 第五章 能量耗散与衰减机制 塑性变形本质上是一个耗能过程。因此，波动在弹塑性介质中的传播必然伴随着能量的耗散和衰减。本章将系统地分析弹塑性介质中的能量耗散机制。我们将讨论两种主要的耗散来源：一是塑性形变产生的内耗，包括位错滑移、晶粒边界滑动等微观机制；二是材料内部可能存在的微裂纹、孔洞等缺陷在波动加载下的扩展和相互作用。我们将介绍一些能量耗散模型，例如，基于不可逆过程的热力学模型，以及与屈服准则和流动法则相关的能量耗散项。本章还将讨论不同类型的波在弹塑性介质中的衰减率，并分析影响衰减率的关键因素，如应变幅值、加载频率、材料参数（如屈服强度、强化因子）以及介质的微观结构。 第六章 复杂几何形状与多层介质中的波动传播 现实世界中的结构往往具有复杂的几何形状，并且可能由多层材料构成。本章将扩展波动传播的分析范围，涵盖这些复杂情况。对于复杂几何形状，解析解通常难以获得，因此我们将重点介绍数值方法的应用，特别是有限元方法（FEM）和有限差分方法（FDM）在弹塑性波动问题中的建模与求解。我们将讨论如何在这些数值模型中有效地处理弹塑性本构关系、边界条件以及非线性问题。对于多层介质，我们将分析不同弹塑性层之间的界面耦合效应。例如，当波动从一层弹塑性材料传播到另一层弹塑性材料时，界面处的应力应变传递将受到两侧材料塑性行为的影响，可能导致额外的波系产生或能量传递效率的变化。我们将研究不同材料组合下，复合材料的整体波动响应。 第七章 实验测量与数值模拟的对比验证 理论模型和数值模拟的可靠性最终需要通过实验来验证。本章将介绍用于研究弹塑性介质中波动传播的典型实验技术。这可能包括动态力学分析（DMA）、冲击试验、激光超声测量等。我们将讨论如何在实验中测量波速、衰减系数、应力应变响应以及塑性变形等关键参数。同时，本章也将强调数值模拟与实验结果之间的对比验证。我们将分析在对比过程中可能遇到的挑战，例如，实验误差、模型简化以及材料参数的不确定性。通过对实验数据和模拟结果的深入分析，我们可以不断完善理论模型和数值算法，提高预测的准确性。 第八章 现代材料与先进应用 本章将目光投向更广阔的领域，介绍弹塑性波动在现代材料科学和工程中的前沿应用。我们将探讨一些高性能材料，如金属基复合材料、聚合物基复合材料、智能材料（如形状记忆合金）等，它们在受到冲击或振动时可能表现出的复杂弹塑性行为。我们将讨论这些材料的微观结构（如纤维取向、界面特性）如何影响其宏观的波动传播特性。此外，本章还将展望弹塑性波动理论在解决实际工程问题中的应用，例如，在航空航天领域的结构抗冲击设计、在土木工程中的地震波传播分析、在生物医学领域的超声诊断与治疗，以及在材料制造过程中的应力波控制等。最后，本章将对本书内容进行总结，并对未来研究方向进行展望，例如，考虑材料损伤、多场耦合（如热-力-塑性耦合）以及更高精度模型的开发。

评分☆☆☆☆☆

介绍了各类弹性体（弦杆梁板壳全半空间）中的经典波动现象。 推导不是很细致，内容非常全面。 要学好需要自己推。 不是很适合作教材来自学，介于手册和教材之间。 内容没得说，案头必备。个人对弹性全空间和半空间的部分很感兴趣。

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