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内容简介

　　《波动力学（第2版）/中国科学技术大学精品教材》是作者四十多年来在中国科学技术大学为本科生和研究生主讲“爆炸固体力学”“应力波理论”“波动力学”等课程教学内容的结晶.全书力图以流体和固体相统一的思想，以波传播的广义特征理论为主线，对各类介质中有关波传播的研究方法、基本理论和主要结果进行较全面和系统的介绍，以便为读者进行爆炸与冲击领域的研究工作提供一些基本知识和分析方法.
　　全书内容主要包括：一维单纯应力波的阵面分析方法，一维单纯应力波的特征线方法，一维复合应力波的广义特征理论和典型问题，三维介质中应力波的基本理论，线性波的基本理论和某些结果，爆轰波的基本理论和某些工程问题等.在系统介绍波动力学基本知识的基础上，书中也包含了作者及课题组近年来的某些新研究成果，例如有关复合应力波和三维波广义特征理论的表述体系以及某些新的结果、三维固体中冲击波突跃条件的推导和阐述等.
　　《波动力学（第2版）/中国科学技术大学精品教材》可作为力学、工程热物理、工程科学、材料科学、地球和空间科学以及应用数学等专业的研究生教材，也可作为与力学有关的相关专业师生和科技工作者的参考书.

内页插图

目录

总序
序
再版前言
前言
符号说明

第1章 一维单纯应力波的阵面分析方法
1．1 波阵面描述及阵面守恒条件
1．1．1 应力波的概念及分类
1．1．2 波的运动学
1．1．3 波阵面上的位移连续条件和动量守恒条件
1．1．4 波阵面上动量守恒条件的物理意义
1．1．5 冲击波阵面上的能量守恒条件
1．2 弹性波的传播和相互作用例I-弹性杆的对撞
1．2．1 题例及解法
1．2．2 结果分析
1．3 弹性波的传播和相互作用例Ⅱ——弹性波在两种材料交界面上的透反射
1．3．1 求解方法和结果
1．3．2 结果分析和结论
1．3．3 两个特例
1．3．4 层裂问题
1．4 -维单纯应力波的弹塑性本构关系
1．4．1 材料本构关系对波传播特性的影响
1．4．2 一维杆中的弹塑性应力一应变关系
1．4．3 一维应变条件下理想塑性材料的轴向弹塑性应力一应变关系
1．4．4 -维应变条件下塑性硬化材料的轴向弹塑性应力一应变关系
1．5 材料的弹塑性动态响应与弹塑性双波结构
1．5．1 材料的弹塑性动态响应曲线
1．5．2 简单波及其表达式
1．5．3 线性硬化材料简单波的传播图案和弹塑性双波结构
1．6 弹塑性加载波的相互作用
1．6．1 题例1
1．6．2 题例2
1．7 弹性卸载波对塑性加载波的追赶卸载
1．7．1 工程背景及题例
1．7．2 解法1：尝试法
1．7．3 解法2：预判法
1．7．4 应变间断面（更深刻些应称之为屈服强度间断面）
1．7．5 内反射波CE产生的机理
1．8 迎面卸载
1．8．1 工程背景及题例
1．8．2 解法1：尝试法
1．8．3 解法2：预判法
1．8．4 应变间断面（更深刻些应称之为屈服强度间断面）
1．8．5 内反射波CD和CD+／CD产生的机理
1．9 应变间断面对波的干扰
1．9．1 问题的提出
1．9．2 应变间断面的特点
1．9．3 解例
1．10 卸载波的相互作用
1．10．1 工程背景
1．10．2 本构模型对卸载波的限制
1．10．3 卸载波的相互作用解例1-
1．10．4 卸载波的相互作用解例2-
1．11 弹塑性波在两种介质交界面上的透反射
习题1

第2章 一维单纯应力波的特征线方法
第3章 一维复合应力波的广义特征理论和典型问题
第4章 三维介质中应力波的基本理论
第5章 线性波的基本理论和某些结果
第6章 爆轰波的基本理论和某些工程问题

前言/序言

　　所谓波，就是指某种扰动信号的传播，而扰动信号则是指介质中某种状态量的改变（而不是其状态本身）向邻近介质所发出的一种信号，这种状态量的改变作为一种扰动信号由此及彼、由近及远而传播开来就是所谓的波；而波在传播过程中也会因为受到各种内外因素的影响而改变其特性和强度，这就是所谓的波的演化.波的存在及其传播演化是自然界中最普遍和最重要的现象之一.电磁扰动信号的传播形成电磁波，光信号的传播形成光波，物质间引力的改变形成所谓的引力波，潮汐、海浪的推进和水库溃坝的洪水推进形成所谓的洪水波，声压扰动的传播形成所谓的声波，核爆炸、炸药化学爆炸和物理爆炸在炸药中形成爆轰波并在周围介质中引起爆炸应力波，变形体间的相互撞击会在相撞物体中分别激发出撞击应力波，城市车辆交通流中通过信号灯所控制的车辆疏密信号在车流中的传播是一种运动学的波，控制各类波传播规律的物理定律可能是完全不同的，但是由这些物理定律所得到的控制方程，则通常都可以由所谓的波动方程来描述，只要我们解决了求解波动方程的方法问题和由此所引出的一些规律性问题，则这些方法和规律常常是可以推广到具有不同物理背景的问题中去的，从这个意义上讲，我们只讲解某些最典型的波动问题是合适的.本书要讲的是波的一种——应力波，应力波即是指介质中应力扰动信号的传播，前面所讲的声波、爆轰波、爆炸应力波、撞击应力波等都是最常见的应力波，应力波可以在气体和液体等流体介质中传播，这些知识通常在气体动力学和流体力学教科书中有所介绍，在那里人们通常是用所谓的欧拉（Euler）描述方法；应力波也可以在固体介质中传播，这些知识通常在应力波基础和固体动力学教科书中有所介绍，在那里人们通常是用所谓的拉格朗日（Lagrange）描述方法.为了扩充读者的知识范围，深化读者对波传播问题的研究方法和重要结论的认识，也为了更好地揭示在连续介质力学中广泛采用的两类描述方法（拉格朗日描述和欧拉描述）的实质和相互联系，提高读者综合运用流体力学和固体力学知识的能力，本书将以流体和固体相统一的观点来介绍应力波的研究方法、基本理论和重要结论.波的传播和演化规律除了可通过实验测量而得出之外，还可通过理论分析和数值计算来得出.本书不是对波传播的实验方法进行介绍，而主要是对波传播的广义特征理论和对波传播问题的具体应用进行介绍，在数值计算方面，则主要介绍以特征理论为基础的计算方法，对有限差分等方法则并未进行系统讲解，而只是在介绍波传播的某些具体应用实例时做了简要说明，
　　波动力学在力学以及相关学科的教学和科研工作中占有极其重要的地位，它是连续介质动力学的基本理论支柱之一，在爆炸和冲击力学中更是具有非常重要和不可或缺的作用，可以说，没有波动力学的知识，要解决任何爆炸和冲击力学的问题都是根本不可能的.对该课的重要性我们可以从以下几个方面来简单说明：
　　（1）波动力学是固体动力学的理论基础，从本质上讲，力学中的任何问题实际上都是动力学的问题，与时间完全无关的所谓静力学问题在严格意义上其实是不存在的，这是因为任何外界的载荷要加到一个具体材料或结构上都是有一个时间过程的，只是其快慢和时间持续长短不同而已，只有当问题中的材料或者结构的惯性效应相对不太重要因而可以忽略时，我们才可以将问题作为静力学问题来处理并得到近似符合实际的结果，而在与时间有关的动力学问题中，我们又可以将之大致分为两类：第一类是材料的局部惯性效应起重要作用的所谓前期响应或局部响应的波动力学问题；第二类是结构的总体惯性效应起重要作用的所谓后期响应或总体响应的结构动力学问题，这两类动力学的问题又互为因果，即材料和结构中的波动是引起结构后期和总体响应的原因，而结构后期和总体响应则是材料结构中整个波动过程的结果，因此波动力学的研究结果不但常常可以作为研究后期结构响应问题的依据和基础，而且有时可以成为改进或检验后期结构响应结果的出发点，所以，我们说波动力学是固体动力学的理论基础是一点也不为过的。
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