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轻质蜂窝结构力学
作者：王中钢 著
出版社：科学出版社
出版时间：2019-09-01
ISBN：9787030621542
定价：¥158.00
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内容简介
《轻质蜂窝结构力学》以工程需求为牵引，重点介绍轻质蜂窝结构力学行为，包括蜂窝结构的屈服和破坏、蜂窝结构低速动态冲击响应、蜂窝结构高速冲击力学行为、含缺陷蜂窝结构力学性能、填充型蜂窝结构、串联型蜂窝结构、新颖构型蜂窝结构的力学特性等内容。在传统正六边形蜂窝结构的基础上，重点介绍国际前沿研究领域的蜂窝结构高速冲击响应，填充型、串联型、新颖构型蜂窝结构的力学特征及设计方法，讨论蜂窝复合式结构的填充效应、匹配效应，展示新的研究成果，为轻质金属蜂窝结构的设计及工程应用提供理论与工程应用参考。
作者简介
暂缺《轻质蜂窝结构力学》作者简介
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 蜂窝结构的智慧与科学性 1
1.2 蜂窝结构研究的意义 2
1.3 人造蜂窝芯的生产过程 4
1.4 人造蜂窝芯的应用 7
1.5 未来发展方向 12
参考文献 14
第2章 蜂窝结构的力学特征与分析方法 16
2.1 蜂窝结构的特征 16
2.1.1 几何特征 16
2.1.2 等效密度 17
2.2 蜂窝结构力学表征 19
2.2.1 力学参数 19
2.2.2 吸能特征 21
2.2.3 主要吸能指标 22
2.3 蜂窝结构力学分析方法 26
2.3.1 理论分析 26
2.3.2 实物实验 28
2.3.3 数值仿真 35
参考文献 47
第3章 蜂窝结构的单轴加载行为 51
3.1 蜂窝结构共面单轴加载 51
3.1.1 线弹性变形 51
3.1.2 弹性屈曲 54
3.1.3 塑性坍塌 56
3.1.4 脆性破坏 59
3.2 蜂窝结构异面单轴加载 63
3.2.1 弹性变形 63
3.2.2 弹性屈曲 65
3.2.3 塑性坍塌 67
3.2.4 脆性破坏 74
3.3 高密度蜂窝结构的力学性能 75
3.3.1 高密度蜂窝 75
3.3.2 高密度蜂窝结构的变形模式 78
3.3.3 筋胞厚度匹配 80
3.4 考虑气压作用的蜂窝结构异面受载性能 84
3.4.1 胞内气体对蜂窝结构的强化作用 84
3.4.2 气压泄漏对蜂窝结构力学性能的影响 86
参考文献 90
第4章 蜂窝结构的复杂加载行为 92
4.1 蜂窝结构的弯曲加载 92
4.1.1 弯曲作用下蜂窝结构的变形 92
4.1.2 弯曲强度的实验分析计算 95
4.2 蜂窝结构的剪切加载 96
4.2.1 剪切作用下蜂窝结构的变形 96
4.2.2 剪切分析计算 99
4.3 蜂窝结构的疲劳损伤 101
4.3.1 蜂窝结构疲劳损伤与破坏 101
4.3.2 蜂窝结构疲劳寿命预测 103
4.4 蜂窝结构双轴加载 104
4.4.1 共面双轴加载 104
4.4.2 异面双轴加载 110
4.4.3 斜孔蜂窝结构压缩行为 111
4.5 蜂窝结构力学性能随温度的变化 119
4.5.1 热固耦合本构行为 119
4.5.2 高温对蜂窝结构行为的影响 120
参考文献 123
第5章 蜂窝结构的动态冲击响应 126
5.1 动态加载效应 126
5.1.1 动态率效应 126
5.1.2 惯性效应 130
5.2 共面低速冲击响应 131
5.2.1 x1方向加载 131
5.2.2 x2方向加载 143
5.3 异面低速冲击响应 146
5.3.1 动态吸能理论模型 147
5.3.2 低速冲击实验 148
5.3.3 低速冲击数值仿真 149
5.3.4 对比分析 150
5.4 异面高速冲击响应 155
5.4.1 实物实验 155
5.4.2 力学特性 156
5.4.3 惯性效应 159
5.5 异面超高速冲击响应 160
参考文献 161
第6章 含缺陷蜂窝结构的力学性能 163
6.1 蜂窝结构缺陷 163
6.1.1 漏缺孔壁 163
6.1.2 胞孔畸形 165
6.1.3 孔壁脱胶 167
6.1.4 多焊堵胶 169
6.1.5 整体翘曲 170
6.2 缺陷蜂窝结构力学性能 172
6.2.1 漏缺孔壁的影响 172
6.2.2 胞孔畸形的影响 180
6.2.3 孔壁脱胶的影响 183
6.3 蜂窝结构缺陷的控制 184
6.3.1 工艺改进 184
6.3.2 几何识别改进规整性 185
6.4 蜂窝结构局部强化对其力学性能的改进 194
6.4.1 蜂窝结构的预压缩 194
6.4.2 蜂窝结构预压缩低敏感设计 197
6.4.3 蜂窝结构的局部强化 200
参考文献 202
第7章 填充型蜂窝结构 204
7.1 填充型蜂窝复合结构的构造 204
7.1.1 蜂窝为填充物 204
7.1.2 蜂窝为填容器 206
7.2 薄壁管填充型复合结构力学行为 208
7.2.1 外套方管轴向压缩力学行为 208
7.2.2 填充结构的屈曲模式与吸能特性 219
7.2.3 填充结构的匹配效应 222
7.3 胞孔内填充型复合结构 226
7.3.1 性能提升 226
7.3.2 比体积 228
7.3.3 匹配效应 229
7.3.4 局部强化效应 234
7.3.5 多种填充结构的对比 239
7.4 填充型蜂窝结构的工程应用 240
7.4.1 在轨道交通中的应用 240
7.4.2 在汽车防撞工程中的应用 245
参考文献 246
第8章 串联型蜂窝结构 249
8.1 串联型蜂窝结构介绍 249
8.2 串联型蜂窝复合结构力学行为与吸能特性 251
8.2.1 串联型蜂窝结构理论吸能水平 251
8.2.2 串联型蜂窝结构准静态压缩行为 252
8.2.3 串联型蜂窝结构动态冲击行为 258
8.3 串联型蜂窝结构行为失稳机制 260
8.3.1 串联型蜂窝结构的失稳行为 260
8.3.2 偏载诱发失稳机制 261
8.4 串联型蜂窝结构失稳主动控制 262
8.4.1 导向控制 262
8.4.2 多胞结构控制 266
8.5 串联型蜂窝结构的工程应用 269
8.5.1 在轨道交通中的应用 269
8.5.2 在航天返回舱中的应用 271
8.5.3 在道路防护中的应用 273
参考文献 276
第9章 蜂窝结构创新构型 278
9.1 类蜂窝结构的力学性能 278
9.1.1 典型类蜂窝结构 278
9.1.2 六边形类蜂窝结构 281
9.1.3 多边形格栅型类蜂窝结构 283
9.1.4 曲线形类蜂窝结构 291
9.2 梯度蜂窝结构的力学性能 298
9.2.1 梯度蜂窝结构特点与分类 298
9.2.2 梯度蜂窝结构力学行为 301
9.3 层级蜂窝结构的力学性能 302
9.3.1 层级结构的仿生学及其分类 302
9.3.2 层级蜂窝结构优势与特点 305
9.3.3 层级蜂窝结构力学行为 307
9.4 负泊松比蜂窝结构的力学性能 311
9.4.1 负泊松比蜂窝结构的思想之源 311
9.4.2 二维负泊松比蜂窝结构分类及其特点 312
9.4.3 三维负泊松比蜂窝结构分类及其特点 315
9.4.4 负泊松比蜂窝结构力学行为 317
参考文献 320
彩图
前言
第1章 绪论 1
1.1 蜂窝结构的智慧与科学性 1
1.2 蜂窝结构研究的意义 2
1.3 人造蜂窝芯的生产过程 4
1.4 人造蜂窝芯的应用 7
1.5 未来发展方向 12
参考文献 14
第2章 蜂窝结构的力学特征与分析方法 16
2.1 蜂窝结构的特征 16
2.1.1 几何特征 16
2.1.2 等效密度 17
2.2 蜂窝结构力学表征 19
2.2.1 力学参数 19
2.2.2 吸能特征 21
2.2.3 主要吸能指标 22
2.3 蜂窝结构力学分析方法 26
2.3.1 理论分析 26
2.3.2 实物实验 28
2.3.3 数值仿真 35
参考文献 47
第3章 蜂窝结构的单轴加载行为 51
3.1 蜂窝结构共面单轴加载 51
3.1.1 线弹性变形 51
3.1.2 弹性屈曲 54
3.1.3 塑性坍塌 56
3.1.4 脆性破坏 59
3.2 蜂窝结构异面单轴加载 63
3.2.1 弹性变形 63
3.2.2 弹性屈曲 65
3.2.3 塑性坍塌 67
3.2.4 脆性破坏 74
3.3 高密度蜂窝结构的力学性能 75
3.3.1 高密度蜂窝 75
3.3.2 高密度蜂窝结构的变形模式 78
3.3.3 筋胞厚度匹配 80
3.4 考虑气压作用的蜂窝结构异面受载性能 84
3.4.1 胞内气体对蜂窝结构的强化作用 84
3.4.2 气压泄漏对蜂窝结构力学性能的影响 86
参考文献 90
第4章 蜂窝结构的复杂加载行为 92
4.1 蜂窝结构的弯曲加载 92
4.1.1 弯曲作用下蜂窝结构的变形 92
4.1.2 弯曲强度的实验分析计算 95
4.2 蜂窝结构的剪切加载 96
4.2.1 剪切作用下蜂窝结构的变形 96
4.2.2 剪切分析计算 99
4.3 蜂窝结构的疲劳损伤 101
4.3.1 蜂窝结构疲劳损伤与破坏 101
4.3.2 蜂窝结构疲劳寿命预测 103
4.4 蜂窝结构双轴加载 104
4.4.1 共面双轴加载 104
4.4.2 异面双轴加载 110
4.4.3 斜孔蜂窝结构压缩行为 111
4.5 蜂窝结构力学性能随温度的变化 119
4.5.1 热固耦合本构行为 119
4.5.2 高温对蜂窝结构行为的影响 120
参考文献 123
第5章 蜂窝结构的动态冲击响应 126
5.1 动态加载效应 126
5.1.1 动态率效应 126
5.1.2 惯性效应 130
5.2 共面低速冲击响应 131
5.2.1 x1方向加载 131
5.2.2 x2方向加载 143
5.3 异面低速冲击响应 146
5.3.1 动态吸能理论模型 147
5.3.2 低速冲击实验 148
5.3.3 低速冲击数值仿真 149
5.3.4 对比分析 150
5.4 异面高速冲击响应 155
5.4.1 实物实验 155
5.4.2 力学特性 156
5.4.3 惯性效应 159
5.5 异面超高速冲击响应 160
参考文献 161
第6章 含缺陷蜂窝结构的力学性能 163
6.1 蜂窝结构缺陷 163
6.1.1 漏缺孔壁 163
6.1.2 胞孔畸形 165
6.1.3 孔壁脱胶 167
6.1.4 多焊堵胶 169
6.1.5 整体翘曲 170
6.2 缺陷蜂窝结构力学性能 172
6.2.1 漏缺孔壁的影响 172
6.2.2 胞孔畸形的影响 180
6.2.3 孔壁脱胶的影响 183
6.3 蜂窝结构缺陷的控制 184
6.3.1 工艺改进 184
6.3.2 几何识别改进规整性 185
6.4 蜂窝结构局部强化对其力学性能的改进 194
6.4.1 蜂窝结构的预压缩 194
6.4.2 蜂窝结构预压缩低敏感设计 197
6.4.3 蜂窝结构的局部强化 200
参考文献 202
第7章 填充型蜂窝结构 204
7.1 填充型蜂窝复合结构的构造 204
7.1.1 蜂窝为填充物 204
7.1.2 蜂窝为填容器 206
7.2 薄壁管填充型复合结构力学行为 208
7.2.1 外套方管轴向压缩力学行为 208
7.2.2 填充结构的屈曲模式与吸能特性 219
7.2.3 填充结构的匹配效应 222
7.3 胞孔内填充型复合结构 226
7.3.1 性能提升 226
7.3.2 比体积 228
7.3.3 匹配效应 229
7.3.4 局部强化效应 234
7.3.5 多种填充结构的对比 239
7.4 填充型蜂窝结构的工程应用 240
7.4.1 在轨道交通中的应用 240
7.4.2 在汽车防撞工程中的应用 245
参考文献 246
第8章 串联型蜂窝结构 249
8.1 串联型蜂窝结构介绍 249
8.2 串联型蜂窝复合结构力学行为与吸能特性 251
8.2.1 串联型蜂窝结构理论吸能水平 251
8.2.2 串联型蜂窝结构准静态压缩行为 252
8.2.3 串联型蜂窝结构动态冲击行为 258
8.3 串联型蜂窝结构行为失稳机制 260
8.3.1 串联型蜂窝结构的失稳行为 260
8.3.2 偏载诱发失稳机制 261
8.4 串联型蜂窝结构失稳主动控制 262
8.4.1 导向控制 262
8.4.2 多胞结构控制 266
8.5 串联型蜂窝结构的工程应用 269
8.5.1 在轨道交通中的应用 269
8.5.2 在航天返回舱中的应用 271
8.5.3 在道路防护中的应用 273
参考文献 276
第9章 蜂窝结构创新构型 278
9.1 类蜂窝结构的力学性能 278
9.1.1 典型类蜂窝结构 278
9.1.2 六边形类蜂窝结构 281
9.1.3 多边形格栅型类蜂窝结构 283
9.1.4 曲线形类蜂窝结构 291
9.2 梯度蜂窝结构的力学性能 298
9.2.1 梯度蜂窝结构特点与分类 298
9.2.2 梯度蜂窝结构力学行为 301
9.3 层级蜂窝结构的力学性能 302
9.3.1 层级结构的仿生学及其分类 302
9.3.2 层级蜂窝结构优势与特点 305
9.3.3 层级蜂窝结构力学行为 307
9.4 负泊松比蜂窝结构的力学性能 311
9.4.1 负泊松比蜂窝结构的思想之源 311
9.4.2 二维负泊松比蜂窝结构分类及其特点 312
9.4.3 三维负泊松比蜂窝结构分类及其特点 315
9.4.4 负泊松比蜂窝结构力学行为 317
参考文献 320
彩图
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