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第1章 绪论1

1.1 多孔材料的分类2

1.1.1 粉末烧结型2

1.1.2 纤维烧结型3

1.1.3 铸造型4

1.1.4 沉积型4

1.1.5 复合型4

1.2 历史与现状4

1.3 力学研究5

1.4 制备与工艺6

1.5 性能与应用9

1.5.1 在化学工业中的应用9

1.5.2 在电池行业中的应用9

1.5.3 在汽车工业中的应用9

1.5.4 在建筑工程中的应用10

1.5.5 在医学中的应用10

1.5.6 在环保中的应用10

1.5.7 在军工中的应用11

1.5.8 其他用途12

本章主要参考文献13

第2章 多孔材料的结构与性能17

2.1 微观结构17

2.2 变形机理20

2.3 相对密度22

2.4 力学性能25

2.4.1 等效弹性模量25

2.4.2 各向异性27

2.4.3 相对密度的影响33

本章主要参考文献36

第3章 多孔材料的实验研究38

3.1 泡沫镍的实验研究38

3.1.1 材料及所用设备38

3.1.2 单轴拉伸39

3.1.3 各向异性实验41

3.1.4 单轴压缩42

3.1.5 温度相依42

3.1.6 应变率相依47

3.1.7 相对密度的影响48

3.2 泡沫陶瓷的实验研究49

3.2.1 材料及实验方法49

3.2.2 实验结果和分析50

本章主要参考文献54

第4章 多孔材料的格构模型57

4.1 格构模型57

4.1.1 概述57

4.1.2 代表单元的变形能、变形比能59

4.1.3 本构关系59

4.1.4 几种特例60

4.2 离散模型61

4.2.1 单元模型61

4.2.2 米字型结构62

4.2.3 特例65

4.2.4 算例68

4.2.5 结果讨论71

本章主要参考文献72

第5章 多孔材料的破坏73

5.1 闭孔多孔材料的断裂73

5.1.1 Reissner型球壳的基本方程75

5.1.2 基本方程的简化77

5.1.3 极坐标下的基本方程78

5.1.4 裂纹尖端场79

5.1.5 应力强度因子82

5.2 开孔多孔材料的断裂82

5.3 多孔材料的细观断裂模型86

本章主要参考文献89

第6章 缺陷对多孔材料性能的影响90

6.1 胞壁弯曲的影响91

6.2 胞壁缺省的影响95

6.3 计算机模拟97

6.3.1 胞壁弯曲的模拟97

6.3.2 胞壁缺省的模拟99

本章主要参考文献113

第7章 多孔材料的能量吸收115

7.1 吸能机理116

7.1.1 开孔泡沫平台期吸能116

7.1.2 开孔泡沫的黏性耗散117

7.1.3 闭孔泡沫中的流体压缩117

7.2 吸能模型117

7.2.1 Janssen因子法117

7.2.2 Cushion因子法118

7.2.3 Rusch曲线法118

7.2.4 能量吸收图118

7.3 泡沫铝的高速冲击实验120

7.3.1 SHPB的实验原理120

7.3.2 动态压缩实验123

7.3.3 相对密度对泡沫铝动态压缩力学性能的影响125

7.3.4 应变率对泡沫铝动态压缩力学性能的影响126

7.3.5 变形机理127

7.3.6 相对密度对泡沫铝吸能性能的影响129

7.3.7 相对密度对泡沫铝吸能效率的影响130

本章主要参考文献132

第8章 线黏弹性流变模型电学模拟133

8.1 流变模型理论基本元件134

8.1.1 弹簧与电容134

8.1.2 黏壶与电阻135

8.2 二元流变模型及其电学模拟136

8.2.1 Kelvin体与延迟弹性136

8.2.2 Maxwell体与应力松弛139

8.3 多元流变模型及其电学模拟143

8.3.1 标准线性体143

8.3.2 Burgers体147

8.3.3 广义Kelvin体与延迟谱151

8.3.4 广义Maxwell体与松弛谱155

本章主要参考文献159

第9章 弹性回复对应原理及其应用161

9.1 非线性黏弹性本构理论161

9.1.1 本构理论中的变形描述161

9.1.2 多重积分型本构关系164

9.1.3 单积分型本构关系165

9.1.4 单积分型本构关系比较169

9.1.5 非线性黏弹性本构关系的其他形式170

9.2 弹性回复对应原理171

9.2.1 简化三维非线性黏弹性本构关系172

9.2.2 线黏弹性与线弹性本构关系对应性176

9.2.3 非线性黏弹性与非线性弹性本构关系对应性177

9.3 蠕变柔量与松弛模量表达式180

9.3.1 标准线性体蠕变柔量与松弛模量181

9.3.2 Rabotnov体蠕变核183

9.3.3 蠕变柔量与松弛模量的实用表达式185

9.4 聚丙烯材料非线性黏弹性性能实验187

9.4.1 试样与实验条件187

9.4.2 单轴拉伸破坏实验187

9.4.3 不同应变率条件下的单轴拉伸实验188

9.4.4 应力松弛和蠕变实验188

9.4.5 等幅循环应变实验189

9.4.6 等幅循环应力实验190

9.5 弹性回复对应原理应用191

9.5.1 松弛模量和蠕变柔量曲线模拟191

9.5.2 不同应变率条件下单轴拉伸应力响应预测195

9.5.3 等幅循环应变条件下现时应力响应预测197

9.5.4 等幅循环应力条件下现时应变响应预测200

本章主要参考文献203

第10章 流变时钟本构模型应用207

10.1 流变时钟本构模型概述207

10.2 时间－温度等效原理应用212

10.2.1 时间－温度等效原理212

10.2.2 聚合物松弛模量温度相关性214

10.2.3 WLF方程218

10.2.4 时间－温度等效原理应用219

10.2.5 时间－温度等效原理的适用范围223

10.3 时间－温度－应力等效原理应用225

10.3.1 材料内部时钟概述225

10.3.2 时间－温度－应力等效原理226

10.3.3 时间－应力移位因子应用228

10.3.4 时间－温度移位因子应用234

10.3.5 温度－应力联合移位因子应用237

10.4 时间－应力等效原理应用241

10.4.1 试样制备242

10.4.2 低应力水平短期蠕变实验243

10.4.3 时间－应力等效原理应用244

10.4.4 高应力水平蠕变实验分析245

10.5 时间－老化时间等效原理应用247

10.5.1 时间－老化时间等效原理248

10.5.2 试件制备与蠕变实验250

10.5.3 时间－老化时间等效原理应用（Ta＝40℃）251

10.5.4 时间－老化时间等效原理应用（Ta＝50℃）257

10.5.5 时间－老化时间等效原理应用（Ta＝60℃）264

10.5.6 基于TASP的时间－应力等效原理应用271

10.5.7 老化温度对蠕变行为的影响274

本章主要参考文献276