材料动力学CH1

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1、材料动力学材料动力学Materials Dynamics绪论第一章 固体高压状态方程第二章 固体状态方程的固体物理基础第三章 高压固体中的冲击波第四章 速率相关塑性畸变律第五章 粘塑性畸变律的微观理论基础位错动力学第六章 断裂动力学第七章 动态断裂第八章 固体的侵彻和贯穿工程力学研究生课程材料动力学2n 教科书材料动力学，胡时胜，中国科技大学内部教材n 参考书Dynamic Behavior of Materials, Meyers, 内部引印材料对强冲击载荷的动态相应，周培基等，科学出版社，1986年材料动力学3绪论在持续短暂时间的强载荷作用下，材料会发生变形和破坏，相应的组织结构和性能也会

2、发生永久性的变化。冲击载荷下材料的变形行为，表现为变形同应力、应变率（应变随时间的变化率）、温度、内能等变量之间的复杂关系，包括屈服应力和流动应力的应变率效应、温度效应及应变率的历史效应等等。在冲击载荷的作用下，材料有多种动态破坏形式，主要表现在以下几个方面：局部大变形；温度效应引起的绝热剪切破坏；应力波相互作用造成的崩落破坏；应变率效应引起的动态脆性。这几方面的力学性能都以各种时效、热与机械功的耦合以及有限的体积变形和塑性畸变为特征，这些特征有时是同时存在的，有时则某一点更为突出。材料动力学4机械碰撞和各种形式的爆炸载荷是最常见的冲击载荷。它们的强度一般至少都足以引起材料的塑性变形，而载荷持

3、续的时间则从纳秒（如薄膜的撞击和辐射脉冲载荷）、毫秒至秒（如核爆炸或化学爆炸对结构物的载荷）的量级。通常根据受冲击载荷作用的材料的质点速度和特征强度（如屈服应力 ）将冲击载荷分为低速、中速、高速三种，受冲击载荷作用的材料特性也相应地分为三种： 低速冲击载荷 介质变形量不大，以时效现象为主,可用等温近似方法处理。 中速冲击载荷 介质发生有限弹塑性变形，时效、热与机械功的耦合都比较明显，体积可压缩性也需要考虑，相应地有各种描述变形过程的本构关系。 高速冲击载荷 与材料强度有关的诸效应退居次要地位，而以体积压缩变形和热的耦合为主要特征。介质变形可按照可压缩流体处理，其变形行为可用各种高压状态方程描述

4、。材料动力学5n材料动力学-是研究材料在冲击载荷下的高速变形和动态破坏基本规律的学科分支 为爆炸力学的重要基础 材料科学研究中的发展方向n研究对象-固体材料n研究材料力学性能及其重要性n与准静态力学（固体力学）区别？ 惯性效应 高应变率效应材料动力学6第一章第一章 固体高压状态方程固体高压状态方程Equation of State for Solid at A High-pressure材料动力学7材料动力学8材料动力学9材料动力学10材料动力学11材料动力学12材料动力学13材料动力学14材料动力学15材料动力学16材料动力学17材料动力学18材料动力学19材料动力学20材料动力学21材料动

5、力学22材料动力学23克劳休斯（克劳休斯（Clausius)说法低温高温热否认热传导过程的可逆性材料动力学24 b.文字叙述：熵变为可逆热温商 2. 说明 a) 要计算过程熵变必先选择一可逆过程 b)熵变计算的任务是求出可逆热材料动力学25(d)材料动力学26材料动力学27在绝热(或隔离)系统内进行的过程 0)(iiTQ熵增加原理熵增加原理 绝热绝热(或隔离隔离)系统的熵永不减少 隔离隔离系统内的自发自发过程总是向着熵增加的方向进行材料动力学28材料动力学29封闭系统的热力学基本关系式封闭系统的热力学基本关系式Fundamental equations of thermo-dynamics for closed systemEE、H、A、G 、 S、 p、V、T热力学函数的基本关系式如右图热力学函数的基本关系式如右图A=E-TSG =H-TSE=A+TSH =E+PV 对只有两个独立变量的均匀封闭体系，即均相、无化学变化、只作体积功的封闭体系，设体系经微小的可逆过程从平衡态A变到邻近的平衡态B，依据热力学第一定律有材料动力学30材料动力学31材料动力学32(1)-(4)材料动力学33材料动力学34材料动力学35材料动力学36材料动力学37材料动力学38材料动力学39材料动力学40材料动力学41T材料动力学42材料动力学43