基於細觀力學的仿真研究及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王娟，李惠霞，鄧宇 編

圖書標籤:

• 細觀力學
• 仿真
• 數值模擬
• 材料科學
• 工程應用
• 計算力學
• 多尺度建模
• 物理模擬
• 材料性能
• 科學計算

齣版社： 中國建築工業齣版社

ISBN：9787112183173

版次：1

商品編碼：11771603

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：168

內容簡介

　　《基於細觀力學的仿真 研究及其應用》介紹瞭基於有限元方法和離散元方法 的細觀數值仿真實現過程，總結瞭作者近年來在混凝 土、瀝青混閤料和冰淩材料方麵的細觀數值仿真研究 成果，討論瞭細觀力學方法在復閤材料的力學性能研 究中的應用。主要內容包括：(1)細觀力學基本理論 概述；(2)基於有限元方法的混凝土強度細觀數值仿 真；(3)基於離散元方法的瀝青混閤料細觀數值仿真 及材料設計；(4)細觀力學及細觀數值仿真方法在冰 淩研究中的應用。
　　本書可供高等工科學校水利、土木、交通類專業 本科、研究生及相關專業的研究人員和工程技術人品 參考。

目錄

第1章 緒論
1.1 材料細觀力學
1.2 基於細觀力學的有效模量預測理論
1.2.1 Eshelby等效夾雜理論
1.2.2 自洽理論
1.2.3 復閤材料有效彈性模量上、下限方法
1.2.4 微分法
1.2.5 MoriTanaka的後應力分析法
1.2.6 其他方法
1.3 基於細觀力學的數值仿真方法
1.3.1 有限單元方法
1.3.2 離散元方法
1.3.3 細觀數值計算模型
1.4 本書的框架
參考文獻
第2章 混凝土數值樣本細觀結構均勻陛研究
2.1 研究背景
2.2 混凝土的細觀結構
2.2.1粗骨料的投放
2.2.2 混凝土的細觀結構變量
2.3 幾何樣本細觀結構均勻性的定義
2.4 幾何樣本均勻性的確定方法
2.4.1 幾何樣本細觀結構特徵的數值化
2.4.2 樣本存儲精度對細觀結構變量的影響
2.4.3 幾何樣本均勻性的確定流程
2.5 混凝土幾何樣本均勻性的研究
2.5.1 幾何樣本的離散性分析
2.5.2 幾何樣本整體相似性尺寸的確定
2.5.3 幾何樣本均勻性的尺寸
2.6 混凝土幾何樣本均勻尺寸的討論
2.6.1 整體樣本尺寸的影響
2.6.2 骨料級配對均勻性尺寸的影響
2.6.3 骨料體積含量對幾何均勻性尺寸的影響
2.7 結論
參考文獻
第3章 混凝土強度二維細觀數值仿真
3.1概述
3.1.1 混凝土力學性能的研究層次
3.1.2 混凝土細觀力學性能的研究方法
3.2 考慮初始缺陷的混凝土強度二維計算模型
3.2.1 考慮初始缺陷的混凝土細觀結構
3.2.2 本構關係和破壞準則
3.2.3 細觀計算參數的確定
3.2.4 計算過程
3.3 混凝土單軸抗拉強度模擬
3.3.1 細觀計算參數選擇
3.3.2 單軸加載破壞模式
3.3.3 破壞過程及強度
3.4 界麵結構對混凝土抗拉強度的影響
3.4.1 界麵厚度對混凝土抗拉強度的影響
3.4.2 界麵初始缺陷位置對混凝土抗拉強度的影響
3.4.3 界麵初始缺陷含量對混凝土抗拉強度的影響
3.5 界麵力學性能參數對混凝土抗拉強度的影響
3.5.1 界麵抗拉強度對混凝土抗拉強度的影響
3.5.2 界麵彈性模量對混凝土抗拉強度的影響
3.6 本章 小結
參考文獻
第4章 混凝土強度三維細觀數值仿真
4.1 概述
4.2 混凝土三維隨機缺陷界麵彈簧元模型的建立
4.2.1 混凝土細觀結構有限元網格的生成
4.2.2 界麵缺陷的隨機分布
4.2.3 本構關係和破壞準則
4.2.4 計算過程
4.2.5 細觀計算模型參數的確定
4.2.6 細觀計算模型隨機性及尺寸敏感性分析
4.3 混凝土單軸強度試驗的數值仿真
4.3.1 計算參數
4.3.2 單軸加載破壞模式
4.3.3 混凝土單軸強度模擬結果
4.4 混凝土雙軸強度試驗的數值仿真分析
4.4.1 研究背景
4.4.2 加載方式和雙軸破壞模式
4.4.3 混凝土雙軸強度的模擬結果
4.5 本章 小結
參考文獻
第5章 基於離散元方法的細觀力學仿真
5.1 離散元方法簡介
5.1.1 PFC20基本原理
5.1.2 PFC20中的接觸模型
5.1.3 PFC20其他
5.2 基於離散元數值模型的細觀力學虛擬試驗
5.2.1 級配的轉化(三維到二維)
5.2.2 數字試樣製備流程
5.2.3 接觸模型
5.2.4 微觀參數的確定
5.2.5 時溫等效原理
5.3 小結
參考文獻
第6章 細觀力學在瀝青混閤料材料設計中的應用
6.1 瀝青混閤料力學性能研究現狀
6.2 瀝青混閤料細觀力學數值模擬研究
6.2.1 宏觀參數和微觀參數的選取
6.3 基於單軸蠕變虛擬試驗瀝青混閤料細觀力學特性
6.3.1 瀝青砂和瀝青}昆閤料蠕變麯綫的對比
6.3.2 軸嚮應變分析
6.3.3 微觀接觸力
6.4 基於細觀力學和宏觀性能的瀝青混閤料材料設計研究
6.4.1 宏觀性能試驗
6.4.2 細觀力學和宏觀性能結閤下的配閤比設計研究
6.5 小結
參考文獻
第7章 細觀力學在河流冰淩研究中的應用
7.1 細觀冰力學的研究現狀
7.1.1 細觀冰力學的理論研究
7.1.2 細觀冰力學的試驗研究
7.1.3 細觀冰力學的模擬研究
7.2 冰的基本物理力學性能
7.2.1 冰的物理力學特性
7.2.2 冰的晶體結構特徵
7.3 冰體壓縮破壞的細觀數值仿真
7.3.1 冰體損傷斷裂的細觀模型
7.3.2 冰體細觀結構圖形代錶體
7.3.3 裂紋成核模型
7.3.4 裂紋相互作用破壞模型
7.4 小結
參考文獻

前言/序言

現代工程材料的微觀結構與宏觀性能調控 本書導論：探索材料科學的前沿疆域 在現代工程領域，對材料性能的深入理解與精確調控是推動技術進步的核心驅動力。從航空航天器的高溫結構件到微電子設備中的先進封裝材料，材料的性能——包括其強度、韌性、疲勞壽命乃至導電導熱特性——無不深深植根於其內部的微觀結構。本書聚焦於一個至關重要且富有挑戰性的研究方嚮：現代工程材料的微觀結構演變規律及其如何精確地映射到可預測的宏觀性能上。 我們將超越傳統的經驗主義方法，深入探究在不同尺度、不同加載條件下，材料內部原子、晶格、晶界、相界麵乃至缺陷群落的動態行為，並構建起連接微觀機製與宏觀工程響應的橋梁。 本書內容結構嚴謹，涵蓋瞭從基礎理論構建到先進實驗技術應用的多個層麵，旨在為材料科學傢、工程師以及高年級本科生和研究生提供一個全麵而深入的參考框架。 --- 第一部分：材料微觀結構的基礎理論與錶徵 本部分奠定瞭理解復雜材料行為的理論基石，側重於描述和量化材料內部異質性。 第一章：晶體塑性與缺陷動力學 本章深入探討瞭金屬、陶瓷等晶體材料在外力作用下的基本響應機製。重點剖析瞭位錯的運動、交互作用、增殖與湮滅過程。我們將詳細闡述不同位錯源的激活機製，以及位錯纏結對材料硬化規律的影響。同時，引入瞭非Schmid定律效應在復雜應力狀態下的體現，並討論瞭孿晶的形成與對塑性流動的貢獻。關鍵內容包括：分析高溫下蠕變變形中位錯攀移的速率控製機製，以及在衝擊載荷下位錯帶的形成和傳播過程。 第二章：相變、析齣與微結構演化 工程材料的性能往往由其多相結構決定。本章聚焦於熱力學驅動下的相變過程，包括固態相變（如貝氏體轉變、馬氏體轉變）的動力學模型。我們詳細討論瞭析齣相的形核、長大與粗化的經典理論（如Coarsening理論），並結閤實際案例分析瞭通過調控析齣物尺寸和分布來優化閤金強度的工程實踐。此外，本章還將探討熱機械循環（Thermomechanical Cycling）對微觀結構帶來的不可逆影響，如應力誘導相變與織構演變。 第三章：先進微觀結構錶徵技術 精確的錶徵是準確建模的前提。本章係統迴顧瞭當前最前沿的材料錶徵技術，並強調如何利用這些技術獲取多尺度信息。內容涵蓋高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM/STEM）在原子尺度缺陷成像上的應用，電子背散射衍射（EBSD）在織構和晶粒形態分析中的精確量化，以及同步輻射X射綫衍射在原位（In-situ）實驗中的強大功能。特彆關注如何利用電子/離子束技術製備高質量的樣品，以及如何將錶徵數據與有限元模擬進行有效對接。 --- 第二部分：多尺度建模與計算材料學方法 本部分旨在構建從原子尺度到工程尺度的跨尺度計算框架，實現對材料行為的預測。 第四章：原子尺度模擬：分子動力學與第一性原理 本章詳細闡述瞭基於量子力學的第一性原理計算（如密度泛函理論DFT）在確定材料基本力學參數、電子結構和界麵能量中的應用。隨後，深入探討分子動力學（MD）模擬，重點介紹如何構建精確的勢函數（如嵌入原子法EAM、嵌入式晶格法MEAM）來描述金屬和閤金的相互作用。案例分析包括：模擬晶界遷移能壘、點缺陷在輻射場下的擴散機製，以及在極高應變率下的材料響應。 第五章：介觀尺度的相場法與隨機模型 介觀尺度的模擬（如幾百納米到幾十微米）是連接原子尺度與宏觀性能的關鍵。本章重點介紹相場（Phase-Field）方法在模擬復雜微觀結構演化中的優勢，例如裂紋萌生與擴展、晶粒長大與競爭。同時，討論瞭濛特卡洛（Monte Carlo）方法和元胞自動機（Cellular Automata）在模擬非均勻材料宏觀響應中的應用，尤其是在描述復雜界麵演化時的計算效率。 第六章：跨尺度耦閤策略與均一化方法 實現有效的跨尺度計算，必須解決不同尺度模型之間信息的傳遞問題。本章係統介紹瞭主要的耦閤策略，包括：多尺度建模（MSM）和計算機分級模擬（CFD）。重點剖析瞭有效的均一化技術，如代錶性體積單元（RVE）的構建與有效介質理論（Effective Medium Theory）的應用。我們將探討如何將由MD或DFT計算得到的本構關係，通過有效的尺度降階（Downscaling）方法，輸入到更宏觀的有限元模型中。 --- 第三部分：先進工程應用與性能預測 本部分將理論和計算工具應用於實際工程問題，展示如何通過調控微觀結構來設計具有特定功能的先進材料。 第七章：疲勞與斷裂的微觀機理分析 疲勞失效是結構工程中最常見的失效模式。本章結閤微觀力學，分析疲勞裂紋的萌生、擴展和最終斷裂過程。探討瞭應力集中點附近的位錯滑移條的形成，以及多晶材料中晶界對裂紋擴展路徑的影響。引入瞭基於微觀應力狀態的疲勞壽命預測模型，並討論瞭殘餘應力對疲勞性能的復雜調控作用。 第八章：極端環境下的材料行為與設計 針對高技術領域對材料的嚴苛要求，本章關注材料在極端環境下的響應。內容包括：高溫下的熱腐蝕與氧化對界麵結構的影響；高能量密度輻射對材料微觀結構的損傷機理與自修復潛力；以及在超高壓、超低溫等非傳統條件下的力學穩定性。重點在於如何利用界麵工程和梯度材料設計來提高材料在這些苛刻條件下的可靠性。 第九章：智能材料與響應性微結構 展望未來材料發展方嚮，本章探討瞭如何通過精確設計微結構來實現對外部刺激（如電場、磁場、溫度）的響應。討論瞭形狀記憶閤金、壓電/鐵電材料的本構關係，以及如何利用微結構圖案化來調控電磁波的吸收或反射特性。本書最終強調，對微觀結構的深刻理解是實現下一代功能性與結構性一體化材料設計的關鍵鑰匙。 --- 總結與展望 本書旨在係統梳理並深化讀者對材料微觀結構-性能關係的認知，強調多尺度建模的必要性與有效性。通過理論分析與先進計算工具的結閤，我們正逐步從“試錯式”的材料研發邁嚮“基於機理預測”的理性設計時代。本書為讀者提供瞭一個堅實的知識框架，以應對未來復雜工程挑戰中對材料提齣的更高要求。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，更多地在於它所蘊含的“應用”二字。雖然“細觀力學”本身聽起來有些抽象，但“應用”兩個字則直接點明瞭其價值所在。我希望這本書能夠超越純粹的理論闡述，而是能夠聚焦於細觀力學如何在工程設計、材料開發、故障診斷等領域發揮實際作用。我特彆想看到書中能夠提供一些真實世界的案例研究，詳細分析某個工程難題是如何通過細觀力學的仿真方法得到有效解決的。例如，在航空航天領域，材料的微觀結構對飛機的安全性至關重要，如果書中能有這方麵的案例，那將非常有啓發性。又或者在生物醫學領域，人造器官的材料選擇和設計也需要考慮微觀層麵的力學性能，書中若能涉足此類內容，則更顯其價值。總而言之，我希望這本書能讓我看到細觀力學不再是實驗室裏的抽象概念，而是能夠實實在在解決問題的利器。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當吸引人，采用瞭一種深邃的藍色背景，上麵點綴著一些抽象的幾何圖形，隱約能看齣一些微觀結構的輪廓。從封麵上那種嚴謹又不失藝術性的風格，我能感受到作者在內容上也必然是力求科學嚴謹，同時又注重可視化和直觀性。我特彆期待書中能有一些精美的圖示和模擬動畫的截圖，畢竟“仿真研究”這個詞本身就意味著視覺化的呈現，如果能將復雜的細觀力學概念通過生動的圖像傳達齣來，那將是莫大的福音。我猜測本書的理論部分會比較紮實，可能涉及一些力學理論的推導和模型構建，但同時也會強調這些理論如何在實際的仿真軟件中得到應用，從而解決工程上的實際問題。我對那些能夠將理論知識轉化為實際操作指南的內容尤為感興趣，因為我希望能將書中的知識應用到我自己的研究或工作項目中。這本書的書名本身就透露齣一種探索未知、解析復雜的意圖，這讓我對內容充滿好奇，希望能從中獲得全新的視角和解決問題的思路。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書，首先想到的是它的理論深度。雖然書名中提到瞭“應用”，但我認為紮實的理論基礎是支撐一切應用的前提。我期待書中能夠對細觀力學的一些基本概念進行詳盡的闡述，比如損傷力學、斷裂力學、塑性力學等在細觀尺度下的錶現形式。我尤其希望作者能夠清晰地解釋不同材料的微觀結構（例如晶粒、第二相粒子、縴維等）是如何影響其宏觀力學行為的，並且如何在仿真模型中準確地刻畫這些影響。我比較擔心的是，如果仿真方法過於復雜或者對硬件要求過高，那麼它的“應用”價值可能會受到限製。因此，我希望書中在介紹仿真方法的同時，也能適當討論其在不同計算資源下的可行性，甚至提供一些簡化模型或者近似方法，以便更廣泛地推廣應用。我希望通過閱讀此書，能夠更深入地理解材料內在的力學規律。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，我首先被目錄吸引瞭。目錄的設置非常清晰，層層遞進，從基礎的概念引入，到具體的仿真方法介紹，再到不同應用領域的案例分析，整個邏輯脈絡非常順暢。我尤其關注到有幾個章節是關於特定材料的細觀力學行為模擬，例如金屬、復閤材料或者甚至生物組織。這讓我覺得本書的實用性非常強，因為它不隻是理論的探討，更是對現實世界中各種復雜材料進行建模和預測。我個人對材料的失效機理和性能預測一直很感興趣，而細觀力學恰恰是理解這些現象的關鍵。我希望書中能夠深入講解如何根據材料的微觀結構來建立閤適的力學模型，並利用仿真技術來模擬材料在不同應力、溫度等條件下的反應。如果書中能夠提供一些常用的仿真軟件（如Abaqus, ANSYS等）在細觀力學模擬中的具體操作流程和技巧，那對我來說將是極大的幫助。這樣的書籍往往能夠成為我學習和實踐的寶貴參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名讓我聯想到前沿的科學研究，我推測其內容應該涉及最新的仿真技術和力學理論。我非常期待作者能夠分享他在這一領域的最新研究成果，包括可能是一些尚未廣泛普及的仿真方法，或是對現有理論的創新性發展。我特彆感興趣的是書中是否會探討如何提高仿真的效率和精度，因為在復雜的細觀力學模擬中，這通常是研究者麵臨的主要挑戰。例如，是否存在更優化的網格劃分技術，或者更高效的求解算法？此外，我也很好奇作者是如何處理材料在不同尺度之間的耦閤效應的。細觀力學研究的是材料的微觀結構，但最終的應用往往需要考慮宏觀性能，如何有效地將這兩種尺度聯係起來，是這類研究的難點和重點。如果書中能夠提供一些解決這些難題的思路和方法，那將是非常寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

一般般的書！不給力啊！！！！

評分☆☆☆☆☆

看瞭幾頁覺得書中明顯錯誤很多，好害怕被看不齣來的概念什麼的也是錯的。。。

評分☆☆☆☆☆

還行

評分☆☆☆☆☆

還行

評分☆☆☆☆☆

一般般的書！不給力啊！！！！

評分☆☆☆☆☆

還行

評分☆☆☆☆☆

一般般的書！不給力啊！！！！

評分☆☆☆☆☆

一般般的

評分☆☆☆☆☆

一般般的