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出版者:国防工业出版社

作者:[美] Marc Andre Meyers

出品人:

页数:436

译者:

出版时间:2006-1

价格:56.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787118043525

丛书系列:

图书标签:

• 材料
• 冲击波
• 材料科学
• 动力学
• 材料行为
• 物理学
• 工程学
• 固态物理
• 材料力学
• 热力学
• 相变
• 扩散

《材料的动力学行为》 这是一部深入探讨材料在动态应力、温度和环境变化下响应的书籍。它将带领读者穿越材料科学的前沿，理解材料如何随着时间的推移而表现出其内在的力学、热学和化学特性。本书旨在为工程师、研究人员和对材料性能背后机制感兴趣的学生提供一个全面而深入的理解框架。 核心内容概述： 本书的核心在于“动力学”——即材料随时间变化的特性。我们将从微观层面剖析材料的结构，包括原子键的相互作用、晶格缺陷的运动、位错的滑移与攀移、以及孪晶的形成等。这些微观机制直接影响着材料宏观上的形变和断裂行为。 力学动力学： 弹性与塑性变形： 探讨材料在加载过程中的瞬时弹性响应，以及一旦超过屈服强度后发生的不可逆塑性变形。我们将深入研究位错理论，理解其如何驱动材料的塑性流动，并探讨影响位错运动的因素，如温度、应变率和晶界。 蠕变与应力松弛： 在恒定载荷或温度下，材料会随时间发生缓慢的塑性变形，这被称为蠕变。本书将详细分析蠕变的机制，如扩散蠕变、位错蠕变和蠕变断裂，并探讨应力松弛现象，即在恒定变形下应力随时间降低的过程。 疲劳： 材料在循环载荷作用下，即使应力低于屈服强度，也可能发生断裂，这就是疲劳。我们将深入研究疲劳裂纹的萌生、扩展过程，探讨影响疲劳寿命的关键因素，如应力幅、应力比、表面状况和环境介质。 断裂力学： 理解材料抵抗裂纹扩展的能力至关重要。本书将介绍线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学，讲解应力强度因子、断裂韧性等概念，并分析不同断裂模式，如脆性断裂和韧性断裂。 冲击与动态响应： 在高速加载或冲击作用下，材料的响应与静态加载显著不同。本书将探讨应变率敏感性、动态屈服、动态断裂韧性以及能量吸收机制。 热学动力学： 相变动力学： 材料内部的相变（如固态相变、熔化、凝固）并非瞬时发生，而是具有动力学过程。我们将研究相变的驱动力、形核与长大机制，以及这些过程对材料宏观性能的影响，例如通过热处理控制相变来获得理想的力学性能。 热扩散与热应力： 温度变化会在材料内部产生热梯度，进而引发热应力。本书将分析热扩散方程，理解温度场如何随时间演化，并探讨热应力如何影响材料的变形和断裂。 热膨胀与热疲劳： 周期性的温度变化可能导致材料发生热膨胀和收缩，引起热疲劳。我们将研究热膨胀系数的温度依赖性，以及热循环对材料寿命的影响。 化学动力学与环境影响： 腐蚀动力学： 在特定环境下，材料会发生化学腐蚀，从而导致性能下降甚至失效。本书将探讨腐蚀的电化学机制，包括阳极反应和阴极反应，分析不同腐蚀类型（如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂），并介绍提高材料抗腐蚀性能的策略。 扩散与固态反应： 材料内部元素的扩散速率和固态反应的动力学是决定许多材料加工过程（如烧结、扩散退火）和性能（如合金化）的关键。我们将研究菲克定律，探讨扩散系数的影响因素，并分析固态反应的机制。 老化与降解： 材料在长期使用过程中，会受到环境（如紫外线、湿气、氧化剂）的影响而发生老化和降解。本书将探讨不同老化机制，以及它们对材料力学和物理性能的影响。 本书的特色与价值： 理论与实践相结合： 本书不仅深入阐述了材料动力学行为背后的基本理论和微观机制，还结合了大量的工程实例和实验数据，帮助读者理解理论知识在实际应用中的意义。 跨学科视角： 材料的动力学行为涉及力学、物理学、化学和工程学等多个学科。本书将整合这些领域的知识，为读者提供一个更全面的视角。 先进的分析方法： 书中将介绍一些先进的实验技术和数值模拟方法，用于表征和预测材料的动力学行为，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、数字图像相关法（DIC）、有限元分析（FEA）等。 面向未来： 随着新材料和新技术的不断涌现，对材料动力学行为的理解变得越来越重要。本书旨在为读者打下坚实的基础，使其能够应对未来材料科学和工程领域的挑战。 本书适合的读者群体： 机械工程、材料科学与工程、航空航天工程、土木工程、化学工程等专业的本科生和研究生。 从事材料研发、产品设计、失效分析、质量控制等工作的工程师和技术人员。 对材料科学有浓厚兴趣的科研人员和学者。 通过阅读本书，您将能够更深入地理解材料在各种动态条件下的“生命周期”，从而能够更有效地设计、选择和使用材料，预测其使用寿命，并开发出更具创新性和可靠性的产品。

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翻开这本《材料的动力学行为》，我原本以为会是一本枯燥的力学教科书，没想到它却以一种近乎诗意的笔触，将原本冰冷的材料科学变得生动起来。作者的叙事节奏非常独特，他并没有急于抛出复杂的数学模型，而是从宏观的尺度出发，引导读者去感受材料在受到冲击、振动或快速加载时所展现出的“脾气”。我特别喜欢其中关于黏弹性材料在不同温度和应变速率下的响应描述，简直就像是在看一出精彩的戏剧，材料从惰性到爆发的临界点被刻画得淋漓尽致。书中对微观结构与宏观性能之间联系的探讨，也远比我预期的要深刻。它不是简单地告诉你“晶界会影响强度”，而是通过精妙的类比和图示，让你真正“看到”那些原子尺度的运动如何累积成宏观的断裂或塑性变形。这本书的排版和插图也堪称一绝，那些复杂的三维应力状态图，被设计得既信息量巨大又不失美感，让人愿意反复驻足品味。对于那些希望从全新的角度理解材料科学本质的工程师或研究人员来说，这本书提供了一条充满启发性的路径，远超出了传统教材的范畴。它更像是一部关于物质“性格”的传记，引人入胜，让人爱不释手。

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我必须强调，《材料的动力学行为》在概念的组织和逻辑的推进上，达到了极高的水准。它不是知识的堆砌，而是一张精密的思维导图，将材料科学中看似分散的动力学现象系统地串联起来。最让我印象深刻的是它对“能量”这一核心概念在动态过程中的处理。书中对弹性波的传播、冲击能量的吸收、以及热量在高速变形中产生的累积效应，都有独到且深入的分析。作者没有回避复杂的数学表达，但处理方式极为巧妙，他总能先用一个极具启发性的物理图像来铺垫，确保读者在面对高维张量和偏微分方程时，心中依然有锚点。这本书对研究生的培养价值尤其显著，因为它鼓励读者去质疑既有的假设，并尝试构建自己的多尺度动力学模型。它不是一本可以快速浏览的书籍，它需要你沉下心来，与作者的思维节奏保持同步。读完之后，我对材料的“瞬时反应”不再感到神秘，而是一种可以被精确预测和控制的物理现象，这无疑是巨大的收获。

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这本书给我的感觉，就像是走进了一个大师级的材料世界观览会，视角转换之快、之广，令人瞠目结舌。它没有停留在基础的应力应变关系上，而是直接切入了材料在瞬态过程中的“黑匣子”。我尤其对其中关于冲击波传播和材料损伤演化的章节印象深刻。作者似乎对非线性动力学有着近乎痴迷的探究欲，他将复杂的本构方程转化为可以被工程师直观理解的物理图像，比如用“能量耗散景观”来解释疲劳裂纹的萌生路径。这种描述方式，极大地降低了理解门槛，但同时又保证了学术的严谨性。阅读过程中，我时常需要停下来，在脑海中重构那些高速动态加载下的材料内部情景，那种思维的碰撞感，是其他教材无法给予的。这本书的行文风格带着一种冷静的、近乎哲学的思辨色彩，它探讨的不仅是“材料如何断裂”，更是“材料在极限状态下如何选择存在的形式”。总而言之，这是一部要求读者投入心力去研读的著作，回报你的将是超越表象的洞察力。

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这本书的阅读体验，更像是在进行一场跨学科的深度对话。它巧妙地将材料科学的严谨性与流体力学、声学乃至某些量子效应的描述方法熔于一炉。作者在处理材料的速率依赖性（Rate Dependency）时，展现了惊人的广度，从宏观的黏塑性到介观尺度的位错运动，再到微观的晶格振动，层层剥笋，直至揭示出动力学响应的根源。我很少看到一本书能如此清晰地梳理出不同时间尺度下的物理机制是如何相互耦合的。尤其是关于动态屈服准则的演化，作者提出的一个概念性框架，让我对“材料的‘惯性’是什么”有了全新的理解。它的语言组织简洁有力，很少有冗余的修饰，每一个句子似乎都承载着关键的信息。这本书无疑是为那些不满足于“知道是什么”而渴望“理解为什么”的进阶学习者准备的，它不是让你学会一个公式，而是让你掌握一套思考动力学问题的底层逻辑。

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老实说，我一开始有些担心内容会过于前沿以至于脱离实际应用，但这本书的实践性考察之细致，着实让我感到惊喜。它不像某些理论专著那样高高在上，而是非常接地气地探讨了如高超音速飞行器结构在极端载荷下的响应，以及爆炸物作用下装甲材料的防护机制。作者在论述理论模型时，总会穿插大量的实验验证数据和案例分析，这种“理论指导实验，实验反哺理论”的闭环构建得非常扎实。我特别欣赏其在数值模拟方法论上的探讨，它没有仅仅罗列软件操作，而是深入分析了不同时间积分算法（如显式与隐式）在处理动力学问题时的优缺点及物理意义，这对于需要进行复杂有限元分析的工程师来说，是极其宝贵的指导。这本书的深度在于它能让你理解为什么某些模型在特定动力学条件下会失效，以及如何根据实际工况去修正或选择更合适的描述工具。读完这部分内容，我对如何设计承受脉冲载荷的结构件，有了更加全面且自信的把握。

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原著绝对是冲击动力学中的名著，将相关专业知识娓娓道来，讲得深入浅出，入门必读！翻译过来对本专业学生也是功德一件，只是里面部分章节的内容翻译比较生硬，少量错误存在，希望再版的时候能够修正过来。

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