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軟物質力學--水凝膠大變形(精)

  • 作者：劉子順//雷金成//徐帥//鄭守靖//李子謙|責編:王娜
  • 出版社：西安交大
  • ISBN：9787569324853
  • 出版日期：2022/12/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：294
人民幣：RMB 172 元      售價：元
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內容大鋼
    水凝膠作為柔性器件和軟機器領域極具應用潛力的一種智能軟物質材料，其大變形力學特性近年來已成為力學領域的熱點研究方向。本書詳細介紹了水凝膠力學研究的基本方法及研究進展，內容涵蓋了軟物質力學的理論基礎，水凝膠大變形的本構理論、數值模擬方法和力學性能實驗測試方法，旨在通過系統構建水凝膠力學行為的理論、數值模擬和實驗測試技術體系，為水凝膠的發展應用奠定堅實的理論基礎和方法支撐。本書適用於軟物質力學研究的科研人員及相關研究生閱讀。
作者介紹
劉子順//雷金成//徐帥//鄭守靖//李子謙|責編:王娜
    劉子順，西安交通大學應用力學學士、固體力學碩士；新加坡國立大學固體力學碩士和博士。現任西安交通大學教授，西安交通大學國際應用力學中心執行主任及航天航空學院學術委員會主任，國際應用力學學報（IJAM）主編，國際計算材料科學與工程（IJCMSE）主編，材料與結構力學學報（JOMMS）聯合主編，多個SCI期刊編委；國際應用力學學會秘書長，新加坡計算力學學會榮譽主席；國際應用力學學會會士、國際先進材料學會會士、新加坡計算力學學會會士。主要研究方向：固體力學、軟物質力學等。
目錄
主要符號表
第1章  緒論
  1.1  軟物質與軟物質力學
  1.2  水凝膠與水凝膠力學
    1.2.1  水凝膠簡介
    1.2.2  水凝膠的應用
    1.2.3  水凝膠力學
  1.3  本書的主要內容
  參考文獻
第2章  水凝膠大變形力學基礎
  2.1  引言
  2.2  向量及張量
    2.2.1  向量
    2.2.2  指標表示法
    2.2.3  梯度、散度與旋度
    2.2.4  張量
  2.3  大變形應力張量與應變張量
    2.3.1  大變形下的應變度量
    2.3.2  大變形下的應力度量
  2.4  連續介質力學體系下的守恆定律
    2.4.1  質量守恆定律
    2.4.2  動量守恆定律
    2.4.3  能量守恆定律
    2.4.4  熱力學第二定律
  2.5  超彈性本構模型
    2.5.1  基於高分子材料結構的超彈性本構模型
    2.5.2  唯象的超彈性本構模型
  參考文獻
第3章  水凝膠微觀結構的力學模型
  3.1  水凝膠的微觀結構
    3.1.1  水凝膠的交聯機理
    3.1.2  分子鏈的數學抽象方法
    3.1.3  理想鏈模型
  3.2  單鏈狀態的描述方法
    3.2.1  單鏈的自由能
    3.2.2  單鏈的自規避行走模型
  3.3  水凝膠的Flory-Rehner理論
  3.4  小結
  參考文獻
第4章  激勵響應型水凝膠大變形本構模型
  4.1  水凝膠大變形本構理論
    4.1.1  中性水凝膠大變形本構模型
    4.1.2  鹽濃度敏感水凝膠的大變形本構模型
    4.1.3  PH敏感水凝膠的大變形本構模型
    4.1.4  溫度敏感水凝膠的大變形本構模型
    4.1.5  光熱敏感水凝膠大變形本構模型
    4.1.6  磁熱敏感水凝膠的大變形本構模型
  4.2  水凝膠大變形本構理論的有限元實現
  4.3  水凝膠大變形本構模型的數值研究
    4.3.1  均質變形的數值研究

    4.3.2  非均質變形的數值研究
  4.4  水凝膠大變形本構模型的實驗驗證
  4.5  小結
  參考文獻
第5章  水凝膠大變形的瞬態響應
  5.1  水凝膠的均質擴散
    5.1.1  水凝膠均質擴散模型
    5.1.2  水凝膠均質擴散的算例
    5.1.3  水凝膠均質擴散的實驗與討論
  5.2  非均質水疑膠溶脹
    5.2.1  水凝膠非均質擴散模型及其有限元實現
    5.2.2  水凝膠非均質擴散的實驗與討論
    5.2.3  水凝膠非均質擴散參數研究
  5.3  基於比擬方法的水凝膠擴散瞬態響應研究
    5.3.1  水凝膠擴散瞬態響應的比擬模型
    5.3.2  水凝膠擴散瞬態響應的比擬模型的數值實現
  5.4  小結
  參考文獻
第6章  水凝膠的多物理場耦合理論
  6.1  引言
  6.2  水凝膠的熵平衡
  6.3  中性水凝膠的擴散-傳熱耦合響應理論
    6.3.1  中性水凝膠擴散-傳熱耦合的熵產率
    6.3.2  中性水凝膠的自由能與化學勢
    6.3.3  中性水凝膠瞬態特性的耦合控制方程
    6.3.4  中性水凝膠擴散-傳熱耦合算例
  6.4  導電水凝膠的電-擴散-傳熱耦合響應理論
    6.4.1  導電水凝膠的熵產率
    6.4.2  導電水凝膠的自由能
    6.4.3  導電水凝膠的電-擴散-傳熱耦合控制方程
    6.4.4  導電凝膠的電-擴散-傳熱耦合問題的應用
  6.5  小結
  參考文獻
第7章  水凝膠大變形行為的微觀機理
  7.1  引言
  7.2  分子動力學方法簡介
    7.2.1  全原子分子動力學方法
    7.2.2  粗粒化分子動力學方法
  7.3  水凝膠的擴散和傳熱特性
    7.3.1  水凝膠的全原子分子動力學模型
    7.3.2  水凝膠溶脹與擴散特性的全原子模擬
    7.3.3  水凝膠傳熱特性的全原子模擬
  7.4  水凝膠單軸拉伸大變形行為的微觀機理
    7.4.1  水凝膠的粗粒化分子動力學模型
    7.4.2  水凝膠超彈性大變形行為的微觀模擬
  7.5  小結
  參考文獻
第8章  水凝膠大變形行為的介觀分析方法
  8.1  引言
  8.2  複雜網路模型的介觀建模方法

    8.2.1  隨機拓撲網路模型
    8.2.2  自規避行走模型
  8.3  利用複雜網路模型研究水凝膠的超彈性
    8.3.1  網路模型的預處理
    8.3.2  基於標度理論描述彈性模量
    8.3.3  基於郎之萬鏈模型的變形模擬方法
    8.3.4  網路隨機性與力學響應
    8.3.5  應變硬化
    8.3.6  網路與鏈的變形關係
  8.4  基於複雜網路模型研究水凝膠的斷裂機理
    8.4.1  水凝膠斷裂力學的基本框架
    8.4.2  基於RTN模型的變形與斷裂模擬方法
    8.4.3  SAW模型的斷裂預測
  8.5  基於網路體積模型的水凝膠變形與斷裂模擬方法
    8.5.1  網路體積模型的自由能
    8.5.2  網路體積模型變形和斷裂的數值實現
    8.5.3  網路體積模型的變形和斷裂行為模擬
  8.6  小結
  參考文獻
第9章  水凝膠的大變形應變場測量技術
  9.1  引言
  9.2  數字圖像相關（DIC）技術
  9.3  多粒子示蹤（MPT）技術
  9.4  MPT技術在水凝膠大變形中的應用
    9.4.1  利用MPT技術測量水凝膠在裂紋擴展前的應變場
    9.4.2  利用MPT技術測量水凝膠在裂紋擴展過程中的應變場
  9.5  小結
  參考文獻
附錄A  水凝膠超彈性本構模型的UHYPER子程序
附錄B  水凝膠全原子分子動力學模型中的力場參數
附錄C  水凝膠粗粒化模型建模的LAMMPS腳本
附錄D  網路體積模型的變形和斷裂模擬程序偽代碼
索引

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