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第1章　绪论1

1.1　爆炸冲击动力学概述1

1.2　爆炸冲击经典数值计算方法1

1.2.1 弹塑性应力波理论2

1.2.2　Lagrangian法和Eulerian法3

1.2.3 ALE法4

1.3　无网格法简述4

1.3.1 无网格法的近似方案5

1.3.2 光滑粒子流体动力学法6

1.3.3　再生核粒子法6

1.3.4 无网格Galerkin法7

1.4　有限元法与无网格法计算的耦合8

1.5　关于爆炸冲击数值模拟软件研究9

1.6　爆炸冲击动力学与MPM法基本特征10

1.6.1 无网格法在爆炸冲击动力学数值计算应用10

1.6.2　MPM法基本特点11

1.6.3 无网格MPM法程序设计思想13

1.6.4 爆炸冲击理论及弹塑性模型14

1.6.5 爆炸冲击响应MPM法数值模拟15

1.7　本章小结15

第2章　MPM法基本理论17

2.1 MPM法概述17

2.2　MPM法控制方程18

2.3　背景网格与形函数19

2.3.1 划分背景网格19

2.3.2 物质点法单元形函数20

2.4　MPM数值计算显式积分算法21

2.5　轴对称问题的MPM法24

2.5.1 MPM法应力-应变的轴对称形式25

2.5.2 二维轴对称MPM法的数值计算方法26

2.6　积分时间步长27

2.6.1 一维MPM法计算时间步长27

2.6.2 二维和三维MPM法计算时间步长27

2.7　数值计算中物理量单位制28

2.7.1 统一物理量的单位制28

2.7.2 不同单位制换算因子29

2.8　本章小结29

第3章　爆炸冲击动力学理论模型30

3.1 概述30

3.2　经典弹塑性本构模型31

3.3　塑性力学中的基本准则32

3.3.1 屈服准则32

3.3.2 流动准则34

3.3.3 加载准则35

3.4　应力应变关系36

3.5　材料状态方程37

3.5.1 状态方程的应用37

3.5.2 固体状态方程38

3.5.3 炸药爆轰产物状态方程39

3.6　材料损伤断裂模型39

3.7　MPM法的应力更新算法41

3.7.1 应力更新算法简介41

3.7.2 弹塑性本构方程的应力更新算法41

3.7.3 状态方程的应力更新算法44

3.8　流体-固体耦合计算方法45

3.9　本章小结46

第4章　MPM法在碰撞冲击问题中的应用47

4.1　碰撞冲击问题概述47

4.2　MPM法在应力波问题中的应用49

4.2.1 弹性杆应力波传播50

4.2.2 两金属杆碰撞应力波传播51

4.3　数值振荡的控制与调整53

4.3.1 产生数值振荡的原因53

4.3.2　冲击波基本特征54

4.3.3 人工黏性项定义方法55

4.3.4 人工黏性在MPM法中的应用56

4.4　高速冲击载荷作用下的材料模型57

4.5 MPM法在Taylor冲击问题中的应用58

4.6　高速碰撞冲击问题60

4.7　多层复合结构冲击响应数值模拟61

4.7.1 多层复合抗爆结构计算模型62

4.7.2 多层复合结构碰撞前处理64

4.7.3 多层复合结构数值模拟结果64

4.8　本章小结65

第5章　MPM法在炸药爆轰问题中的应用66

5.1　炸药爆轰问题概述66

5.2　炸药爆轰理论基础67

5.2.1 基本控制方程67

5.2.2　爆轰波稳定传播的条件（C-J条件）69

5.2.3　凝聚炸药爆轰参数近似计算73

5.2.4 炸药爆轰数值计算方法74

5.3　聚能射流数值模拟76

5.3.1 聚能药柱前处理76

5.3.2　爆轰压力计算77

5.3.3 爆轰产物密度计算77

5.3.4　爆轰产物速度计算77

5.3.5 炸药聚能射流模拟综述78

5.4　炸弹爆炸效应数值模拟78

5.4.1 炸弹计算模型78

5.4.2 材料模型79

5.4.3 炸弹爆轰及其作用的模拟结果80

5.5　爆轰波碰撞聚能数值模拟与实验分析82

5.5.1 爆轰波碰撞聚能计算模型82

5.5.2　MPM法前处理83

5.5.3 爆轰波碰撞聚能三维模拟83

5.5.4 爆轰聚能实验设计分析84

5.5.5 爆轰聚能数值模拟与实验结果对比分析85

5.6　本章小结85

第6章　MPM法在爆炸焊接问题中的应用87

6.1　金属爆炸焊接简介87

6.2　金属爆炸焊接数值模拟研究88

6.2.1 金属爆炸焊接材料模型89

6.2.2 计算模型前处理89

6.2.3 三维数值模拟结果90

6.2.4　爆炸焊接飞板运动近似解析解92

6.3　金属爆炸焊接界面波研究现状分析94

6.4　爆炸焊接界面波MPM法数值模拟98

6.4.1 爆炸焊接界面波成波计算模型98

6.4.2 材料模型定义与MPM法前处理100

6.5　爆炸焊接界面热力耦合模型103

6.5.1 可压缩流体热力耦合计算控制方程103

6.5.2 热黏塑性本构关系106

6.5.3 冲击温度计算107

6.5.4 高压状态方程和热黏塑性本构关系109

6.6　爆炸焊接界面温度场数值模拟110

6.7　本章小结111

第7章　爆炸冲击动力学MPM法软件设计112

7.1 MPM法软件设计基本思想112

7.2　MPM法前处理软件设计概要113

7.2.1 背景网格节点与质点单元编号方法113

7.2.2 二维CT剖切层内划分质点单元115

7.2.3 三维质点划分方法117

7.2.4　前处理文件数据结构119

7.3　MPM法前处理软件功能模块介绍120

7.3.1 文件数据结构与处理121

7.3.2 材料模型123

7.3.3 部件124

7.3.4　几何图形输入125

7.3.5 质点剖分127

7.3.6 速度条件131

7.3.7 载荷条件132

7.3.8 约束条件133

7.3.9　起爆点条件定义134

7.3.10 三维视图变换135

7.3.11 前处理数据文件格式136

7.3.12　MPM法前处理示例138

7.4　MPM法数值计算及后处理软件设计概要139

7.4.1 MPM法数值计算流程图139

7.4.2 无网格法计算结果图形可视化139

7.5　MPM法数值计算及后处理功能模块介绍140

7.5.1 工程计算文件创建与编译141

7.5.2 图形处理142

7.5.3 数据播放器与创建媒体文件143

7.5.4 输出计算数据文件145

7.6　等值线与云图绘制方法146

7.6.1 等值线绘制原理146

7.6.2 绘制等值线的方法147

7.6.3　绘制云图的方法149

7.6.4 填充等值线区域绘制云图149

7.7　本章小结150

附录A　MPM法显式积分计算C＋＋程序代码152

A.1 MPM法基类定义C＋＋程序代码152

A.2　CMeshfree基类实现C＋＋程序代码163

A.3　CMeshfree派生类实现C＋＋程序代码184

参考文献231

后记239