Physics of Automatic Target Recognition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Sadjadi, Firooz (EDT)/ Javidi, Bahram (EDT)

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2007-2

价格:$ 315.27

装帧:HRD

isbn号码:9780387367422

丛书系列:

图书标签:

• Automatic Target Recognition
• Physics
• Computer Vision
• Image Processing
• Pattern Recognition
• Machine Learning
• Radar
• Infrared
• Signal Processing
• Remote Sensing

深入理解现代材料的力学行为：跨学科视角下的结构与性能研究 书籍名称： 深入理解现代材料的力学行为：跨学科视角下的结构与性能研究 内容简介： 本书旨在为材料科学、机械工程、土木工程以及航空航天等领域的科研人员、高级学生和工程师提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，探讨现代工程材料在复杂应力状态下，其微观结构如何决定宏观力学性能。我们摒弃了传统教科书中对单一材料模型的孤立讨论，转而采用一种高度跨学科的整合方法，将先进的实验技术、计算模拟方法与热力学和动力学原理紧密结合起来，以期揭示材料从纳米尺度到工程尺度的多尺度力学响应机制。 第一部分：多尺度结构与本征性能的基石 本书的开篇聚焦于理解材料的本征力学行为，但这并非停留在经典的弹性或塑性理论层面。我们首先深入剖析了晶体结构、非晶态结构以及复合材料界面对力学性能的根本性影响。 1. 晶体塑性与缺陷动力学： 传统晶体塑性理论（如Hollomon方程）往往难以准确预测材料在极端载荷或高低温条件下的行为。本书详细阐述了位错源的启动、位错网络的演化，特别是非共格孪晶界（Non-coherent Twin Boundaries）在塑性变形中的作用。我们引入了基于格林函数的位错-位错相互作用模型，并结合离散位错动力学（Discrete Dislocation Dynamics, DDD）模拟，精确捕捉材料加工硬化率的非线性变化。此外，对高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）中“迟滞性”塑性变形的分析，着重探讨了随机性短程有序结构如何影响位错运动的能垒景观。 2. 非晶态材料的剪切与弛豫： 针对玻璃、金属玻璃和高分子等非晶体系，本书着重探讨了剪切诱导的局部重排（Shear-Induced Local Rearrangements）。我们利用活性体积理论（Active Volume Theory）结合元动力学（Metadynamics）模拟，量化了在应力作用下，自由体积如何驱动局部结构弛豫，进而导致非均匀剪切带的形成。书中对冷拉伸与压剪对聚合物网络结构重构的详细分析，解释了为何这些材料在不同加载路径下表现出截然不同的韧性与脆性转变。 3. 界面与复合材料的有效介质理论： 在复合材料领域，本书超越了Voigt和Reuss模型。我们重点研究了纤维-基体界面在拉伸和疲劳载荷下的能量耗散机制。利用浸入式边界法（Immersed Boundary Method）对纤维拔出和脱粘过程进行建模，并讨论了纳米颗粒增强复合材料中，颗粒周围的应力梯度场如何影响基体材料的本构关系。这部分内容强调了界面结构（如界面层厚度和化学键合强度）在决定复合材料宏观强度和损伤容限中的关键作用。 第二部分：时变载荷与损伤演化机制 材料的失效往往是时间依赖的，且与载荷历史密切相关。本部分致力于解析材料在疲劳、蠕变和冲击载荷下的复杂响应。 4. 疲劳裂纹萌生与扩展的微观动力学： 疲劳分析是本书的重点。我们详细介绍了多晶体塑性有限元（Crystal Plasticity Finite Element, CPFEM）在预测表面微裂纹萌生位置和方向上的优势。书中引入了统计性疲劳寿命模型（Probabilistic Fatigue Life Models），将材料内部的随机缺陷（如夹杂物、晶界）纳入计算框架。针对高周疲劳，我们深入探讨了应变梯度塑性理论如何解释表面效应对裂纹萌生的加速作用。在裂纹扩展方面，对比了经典的Paris定律与基于能量释放率的断裂韧性演化路径。 5. 蠕变、应力松弛与高温服役性能： 对于高温结构材料，蠕变是主要失效模式。本书详细分析了Nabarro-Herring蠕变和Coble蠕变的微观机制，特别是位错攀移和扩散在蠕变速率中的主导作用。在介绍幂律蠕变的同时，我们引入了基于物理学的蠕变模型（Physics-based Creep Models），它们耦合了扩散系数和晶界能，以更好地预测长期服役下的应力松弛现象，尤其关注了镍基单晶高温合金中$gamma/gamma'$相界面的相互作用。 6. 冲击载荷下的非线性响应与动态损伤： 针对快速加载场景（如弹道防护、碰撞），我们转向了非线性粘弹性与粘塑性模型。书中详细推导了Johnson-Cook模型的修正形式，用于描述材料在极高应变率下的流动应力。更进一步，本书介绍了SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）方法在模拟材料失效和碎片化过程中的应用，特别是对冲击波传播和孔隙的动态成核与连通过程的精细刻画。 第三部分：先进表征与计算模型的集成 要真正理解力学行为，必须将先进的实验观测与强大的计算工具相结合。本书的最后一部分强调了这种集成方法的必要性。 7. 原位（In-Situ）表征技术在力学测试中的应用： 我们系统地回顾了如何利用同步辐射X射线衍射（Synchrotron X-ray Diffraction）实时监测晶体内部应力分布和织构演化；以及同步加速器CT（Synchrotron CT）技术如何追踪裂纹萌生和孔隙膨胀的3D动态过程。特别地，书中对原子力显微镜（AFM）下的压电力学成像在解析局部弹性模量异质性方面的应用进行了深入讨论。 8. 多尺度建模的桥接策略： 成功的计算模拟依赖于不同尺度模型间的有效信息传递。本书详细阐述了如何利用分子动力学（MD）计算出的原子间势能函数，来校准密度泛函理论（DFT）计算得到的晶格参数和界面能，进而作为晶体塑性有限元模型的输入参数。这种自底向上的方法论，使得我们能够构建一个连接原子尺度与宏观工程尺度的统一力学模型框架。 结论与展望： 《深入理解现代材料的力学行为：跨学科视角下的结构与性能研究》不仅是一本描述性的教材，更是一本方法的指南。它旨在培养读者从微观结构驱动的角度去理解和设计下一代高性能材料，从而在极端载荷环境下实现可靠、持久的工程应用。本书强调，未来的材料设计将更加依赖于对多物理场耦合（如热-力-电-磁）下材料行为的精确预测能力。

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