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第1章 绪论1

1.1 强脉冲X光基本特征1

1.2 X光辐照热-力学效应简介2

1.2.1 热效应3

1.2.2 力学效应4

1.3 X光热-力学效应研究手段5

1.3.1 试验模拟5

1.3.2 数值模拟和理论分析6

参考文献7

第2章 X光与物质的相互作用8

2.1 引言8

2.2 光电效应9

2.2.1 光电效应截面9

2.2.2 光电吸收系数10

2.3 康普顿散射效应17

2.3.1 散射运动学17

2.3.2 康普顿散射系数19

2.4 总吸收系数与总衰减系数20

2.5 X光时间谱和能谱21

2.5.1 X光时间谱21

2.5.2 X光能谱22

2.6 X光能量沉积26

参考文献27

第3章 固体材料的力学行为28

3.1 应力及其描述28

3.2 应变及其描述33

3.3 固体的压剪特性37

3.3.1 单向压缩37

3.3.2 球形均匀压缩39

3.3.3 剪切变形40

3.3.4 广义胡克定律——弹性本构关系42

3.4 固体的屈服条件43

3.4.1 单轴拉伸的应力-应变关系43

3.4.2 常用屈服准则45

3.4.3 后继屈服条件48

3.5 应力空间中表述的塑性本构关系50

3.6 热黏塑性材料的屈服准则和本构关系53

3.6.1 不考虑应变硬化效应时的一维应力黏塑性本构关系54

3.6.2 考虑应变硬化效应时的一维应力黏塑性本构关系56

3.6.3 复杂应力状态下的无屈服面的黏塑性本构关系和超应力型黏塑性本构关系56

3.6.4 几种常用的本构关系和计算公式58

3.7 固体高压物态方程61

3.7.1 Bridgman方程62

3.7.2 Murnagham方程62

3.7.3 固体Grüneisen物态方程63

3.7.4 固体膨胀时的物态方程68

3.8 多孔材料的物态方程70

3.8.1 多孔材料在冲击压缩下的特点70

3.8.2 物态方程的表述73

参考文献76

第4章 强脉冲X光热-力学效应一维分析方法77

4.1 基本方程组77

4.2 基本方程组离散80

4.3 汽化反冲冲量确定85

4.3.1 汽化反冲冲量的解析分析方法85

4.3.2 汽化反冲冲量的数值分析方法87

参考文献90

第5章 强脉冲X光热-力学效应二维分析方法91

5.1 引言91

5.2 单元描述及坐标变换92

5.3 单元基本力学量的表达95

5.4 沙漏黏性的引入98

5.5 四边形网格X光能量沉积101

5.5.1 四边形网格中X光能量沉积的精确计算方法101

5.5.2 四边形网格中X光能量沉积的简便计算方法104

5.6 平面应变正交各向异性弹塑性应力-应变关系106

5.6.1 平面应变正交各向异性弹性应力-应变关系106

5.6.2 平面应变正交各向异性塑性应力-应变关系109

5.7 二维各向异性材料屈服准则112

5.7.1 概述112

5.7.2 Tsai-Hill屈服准则113

5.8 物态方程的引入及修正120

5.8.1 PUFF物态方程的引入120

5.8.2 弹性阶段PUFF物态方程的修正121

5.8.3 塑性阶段PUFF物态方程的修正122

5.9 材料主轴的旋转及客观应力率修正123

5.9.1 各向异性材料主轴的旋转124

5.9.2 客观应力率的修正127

参考文献129

第6章 典型材料强脉冲X光热-力学效应分析130

6.1 铝锂合金强脉冲X光热-力学效应分析130

6.1.1 汽化反冲冲量及烧蚀厚度130

6.1.2 热击波传播基本特点133

6.2 典型材料冲量耦合及X光透过率分析135

6.2.1 不同单质元素X光冲量耦合及透过率分析135

6.2.2 典型化合物X光冲量耦合及透过率分析137

6.3 碳酚醛材料X光热-力学效应二维分析140

6.3.1 弹塑性本构模型141

6.3.2 X光能量沉积特点143

6.3.3 热击波峰值传播规律143

6.4 圆柱壳体强脉冲X光热-力学效应分析144

6.4.1 材料模型144

6.4.2 双层圆柱壳体X光能量沉积145

6.4.3 双层圆柱壳体汽化反冲冲量146

参考文献148

第7章 模拟X光辐照效应试验技术149

7.1 脉冲电子束试验技术149

7.1.1 试验原理149

7.1.2 热击波测量技术150

7.1.3 电子束喷射冲量耦合实验测量方法156

7.2 软X光模拟试验技术157

7.3 模拟X光辐照源热-力学现象等效性分析158

7.3.1 软X光辐照效应能量沉积特点分析158

7.3.2 电子束能量沉积特点160

7.3.3 电子束与X光热-力学现象等效性分析162

第8章 模拟X光结构响应试验技术165

8.1 引言165

8.2 试验加载设计及引爆技术166

8.2.1 试验加载设计166

8.2.2 引爆技术167

8.3 冲量标定和校核169

8.3.1 冲量标定169

8.3.2 总冲量校核170

第9章 强脉冲X光辐照下薄壳强度的解析分析172

9.1 问题的提出和强度准则172

9.2 弹性系统力学响应动静态转化的解析方法174

9.3 脉冲载荷作用下薄壳结构强度的解析分析178

9.3.1 计算情况和实现条件178

9.3.2 脉冲冲量载荷计算的数学模型179

9.3.3 脉冲载荷作用下圆柱壳体的强度分析179

9.4 脉冲载荷作用下梁结构强度的解析分析181

9.4.1 悬臂梁181

9.4.2 两支点梁182

第10章 热-力学效应不确定度分析184

10.1 试验测量不确定分析184

10.1.1 试验测量不确定度含义184

10.1.2 测量不确定度的分类与评定186

10.1.3 直接测量量不确定度的评定与表示举例187

10.1.4 间接测量量不确定度的评定188

10.2 数值模拟不确定度问题的提出189

10.2.1 数值模拟不确定分析的必要性和意义189

10.2.2 热击波数值模拟软件的模型分解191

10.3 数值模拟不确定度分析192

10.3.1 网格模型对不确定度的影响192

10.3.2 离散模型对不确定度的影响193

10.3.3 物态方程模型对不确定度的影响194

参考文献197

第11章 量纲分析及其在结构动力学响应中的应用198

11.1 量纲分析基本理论概述198

11.1.1 量纲的概念198

11.1.2 П定理200

11.2 量纲分析的基本方法204

11.2.1 П定理的工程应用意义204

11.2.2 量纲分析实例205

11.2.3 量纲分析的一般步骤207

11.3 量纲分析科学意义和工程应用价值209

11.4 轴对称结构动力响应问题的量纲分析212

11.4.1 正问题的提法212

11.4.2 问题求解之量纲分析214

11.4.3 对问题相似律的进一步分析217

11.4.4 反问题的提出221

11.4.5 反问题求解之量纲分析222

参考文献226

附录 各元素的光电效应参数227