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统一符号列表 1

第1章 绪论 2

1.1研究对象和目的 2

1.2炸药与爆炸的主要特征 2

1.3爆炸与冲击效应 3

1.4爆炸与冲击的传播 6

参考文献 7

第2章 连续介质力学理论基础 8

2.1连续介质运动学 8

2.1.1连续介质运动的描述 8

2.1.2物质坐标法 9

2.1.3空间坐标法 11

2.2连续介质的变形 13

2.2.1变形与变形梯度 13

2.2.2变形梯度的极分解 14

2.2.3应变与应变率 16

2.2.4小变形 18

2.3连续介质动力学 19

2.3.1应力张量 19

2.3.2动力学定理 21

2.3.3热力学定律 22

2.4本构方程 25

2.4.1建立本构方程的一般原则 25

2.4.2理想流体与Reiner-Rivlin流体 26

2.4.3理想弹性与弹塑性体 30

2.4.4过应力模型理论Perzyna方程 32

2.4.5拟线性本构方程 35

2.4.6热弹性体-Duhamel-Neumann法则 37

2.4.7动态高压、较高压下的本构关系和应力变化率 38

2.5常用基本方程小结 43

参考文献 45

第3章 气体动力学与冲击波 47

3.1气体动力学基本方程及基本概念 47

3.1.1气体的物理性质 47

3.1.2热力学基础 48

3.1.3基本方程 51

3.1.4声速及马赫数 53

3.2一维非定常连续流动 54

3.2.1波的形成及分类 55

3.2.2小扰动微幅波的运动 56

3.2.3微幅波的反射与相交 58

3.2.4有限振幅简单波 61

3.2.5特征线法 63

3.3冲击波 66

3.3.1正冲击波的基本关系式 66

3.3.2多方气体冲击波关系式 68

3.3.3凝聚介质的冲击波关系式 70

3.3.4冲击波的Hugoniot曲线 72

3.3.5冲击波的基本性质 75

参考文献 77

第4章 爆炸动力学问题 79

4.1炸药爆轰的基本理论 79

4.1.1爆轰波的CJ理论 79

4.1.2多方气体中的爆轰 83

4.1.3爆轰波的ZND模型 87

4.2爆轰波参数计算及实验测量 90

4.2.1爆轰产物的状态方程 90

4.2.2炸药爆轰参数的理论计算 93

4.2.3炸药爆轰参数的实验测量 98

4.2.4爆轰波形的控制 107

4.3不同介质中炸药的爆炸过程 110

4.3.1空中爆炸 110

4.3.2水中爆炸 128

4.3.3岩土介质中的爆炸 145

参考文献 160

第5章 固体中的应力波 161

5.1弹性波 161

5.1.1一维弹性波 161

5.1.2弥散波 164

5.1.3非线性弹性波 166

5.1.4波的反射 169

5.1.5一维平面波 170

5.1.6无限介质中的弹性波 体波 171

5.1.7半无限介质表面的波 面波 172

5.2弹塑性加载波 176

5.3弹黏塑性波 180

5.4激波 188

5.5激波阵面上的守恒条件Hugoniot能量方程 191

5.6卸载波 195

5.6.1一般概念 195

5.6.2卸载波的确定 197

5.6.3弹塑性波的内碰撞 201

参考文献 207

第6章 冲击动力学问题 208

6.1概述 固体材料动力学特性 208

6.1.1固体材料的动力特性 209

6.1.2在高应变率下塑性变形的微观机制 210

6.2能量原理与弹塑性动力学基本关系式 211

6.2.1间断面的传播 动力和运动连续条件 212

6.2.2 Hamilton原理 217

6.2.3虚速度原理与位移限界定理 217

6.2.4刚塑性体动力学广义变分原理 220

6.2.5解的唯一性定理 222

6.3简单结构的动力响应 224

6.3.1弹塑性梁的基本方程 不同的运动阶段 224

6.3.2简支弹塑性梁的动力响应 228

6.3.3简单刚塑性梁的动力响应 234

6.3.4弹塑性薄板的动力响应概述 242

6.3.5刚塑性圆板的动力分析 250

6.3.6塑性薄壳动力学基本关系式 壳体的屈服条件 259

6.3.7圆柱壳体的简化屈服条件 260

6.3.8圆柱壳在冲击压力作用下的塑性动力响应 266

6.3.9球壳的塑性动力响应 275

6.3.10冲击作用下球顶壳的动力学分析 281

6.4冲击屈曲 290

6.4.1冲击屈曲与振动屈曲 291

6.4.2 Liapunov稳定性理论 292

6.4.3 Koiter初始后屈曲理论 295

6.4.4 Budiansky-Hutchinson动力屈曲理论 298

6.4.5塑性动力屈曲分析模型 300

参考文献 304

第7章 侵彻与穿甲力学问题 306

7.1一般概念 306

7.2尖头楔体对流体的侵彻 307

7.2.1流体的自模拟运动 307

7.2.2楔体对流体的侵彻 309

7.2.3锥体对流体的侵彻 312

7.3弹体对土介质的侵彻 315

7.3.1尖头弹对土体的侵彻分析 315

7.3.2尖顶锥头与尖顶拱头弹体对两相介质的侵彻 322

7.3.3弹体对线性变形介质的侵彻问题 327

7.4穿甲力学问题 328

7.4.1穿甲力学问题的特征 328

7.4.2刚塑性平头长杆弹撞击刚性靶的泰勒理论 330

7.4.3 Hawyard能量法 332

7.4.4杆状弹高速撞击靶板的扩孔型贯穿分析 334

7.4.5尖头弹撞击靶板花瓣式贯穿分析 338

7.4.6超高速侵彻 340

参考文献 344

第8章 爆炸与冲击问题的数值模拟 345

8.1爆炸与冲击问题的数值模拟方法概述 345

8.2 Euler型的计算方法 347

8.2.1基本假定 348

8.2.2控制方程组 349

8.2.3计算域的离散（网格与变量配置） 353

8.2.4偏微分方程组的差分离散（数值方法） 354

8.2.5典型算例介绍 364

8.3 Lagrange型的计算方法 371

8.3.1控制方程组 371

8.3.2空间有限元离散化 373

8.3.3高斯积分与沙漏问题 375

8.3.4时间积分和时间步长控制 378

8.3.5应力计算 378

8.3.6冲击波与人工体积黏性 379

8.3.7滑移、接触算法 380

8.3.8典型算例 382

8.4 SPH方法 382

8.4.1无网格法发展概况 382

8.4.2 SPH光滑粒子流体动力学法 384

参考文献 396

第9章 动加载实验与技术 397

9.1理论和实验的关系 397

9.2实验在爆炸与冲击问题研究中的重要性 397

9.3 Hopkinson实验技术 398

9.3.1 SHPB实验技术 398

9.3.2冲击拉伸Hopkinson实验装置（SHTB） 401

9.3.3冲击扭转的Hopkinson实验装置 404

9.3.4 Hopkinson实验技术研究现状及存在问题 404

9.4高压下材料行为的实验研究 407

9.4.1平面波加载 407

9.4.2气体炮 408

9.5激光动驱动加载实验测试技术 418

9.5.1激光干涉测速技术的发展 420

9.5.2 LDA， LDV及其与VISAR的区别 421

9.5.3 VISAR——可测量任意反射表面的速度干涉仪 422

9.6实验研究 427

9.6.1混凝土、钢筋混凝土材料冲击试验 427

9.6.2陶瓷材料的冲击实验 433

9.6.3钨合金材料的冲击实验 434

9.6.4泡沫铝材料 439

参考文献 440