本書系統介紹了輕量化材料與結構的制備技術，以及其力學性能、聲學性能、熱學性能等。書中給出了相關領域的基礎理論，包括具體的公式推導過程和分析過程；還介紹了相關的研究前沿，歸納總結了輕量化材料與結構領域的**研究成果。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 多功能輕量化材料與結構的研究背景 1
1.2 多功能輕量化材料與結構的基本概念和特性 3
1.2.1 無序多孔金屬 3
1.2.2 有序多孔金屬 5
1.2.3 混雜多孔結構 7
1.2.4 含液多孔介質 9
第2章 多功能輕量化材料與結構的制備技術 11
2.1 無序泡沫金屬的制備技術 11
2.1.1 熔體發泡法 11
2.1.2 熔體吹氣法 11
2.1.3 先驅體發泡法 12
2.1.4 FORMGRIP法 13
2.1.5 壓力鑄造法 14
2.1.6 占位粒子法 14
2.2 泡沫鋁的孔結構演變和梯度泡沫鋁的制備 15
2.2.1 孔結構演變和影響因素 15
2.2.2 梯度泡沫鋁及其制備方法 16
2.2.3 順序凝固法制備梯度泡沫鋁的基本原理 19
2.3 點陣結構的制備技術 22
2.3.1 二維點陣結構的制備 22
2.3.2 三維點陣結構的制備 26
2.4 混雜點陣結構的制備 30
2.4.1 波紋-泡沫鋁混雜結構 30
2.4.2 波紋-蜂窩混雜結構 31
2.4.3 金字塔點陣-陶瓷混雜結構 32
2.4.4 X形點陣-平板翅片混雜結構 32
第3章 多功能輕量化材料與結構的力學性能 34
3.1 二維點陣材料的面外壓縮性能 34
3.1.1 結構形式 34
3.1.2 理論分析模型 35
3.1.3 與其他拓撲結構比較 37
3.2 混雜點陣材料的面外壓縮性能 38
3.2.1 結構設計和載荷工況 38
3.2.2 理論研究 40
3.2.3 初始破壞模式圖 44
3.3 混雜點陣材料的動態面外壓縮性能 46
3.3.1 模型描述 47
3.3.2 沖擊速度對復合結構動態壓縮行為的影響 48
3.3.3 總質量的限定對強化效應的影響 51
3.3.4 復合結構在動態壓縮下的強化機制 52
3.4 高性能輕量化材料的抗侵徹性能 54
3.4.1 問題描述 54
3.4.2 基于侵徹過程的理論模型 55
3.4.3 理論有效性驗證 60
第4章 多功能輕量化材料與結構的聲學性能 63
4.1 金屬平行筋條和波紋夾芯三明治板的隔聲性能 64
4.1.1 模型推導 64
4.1.2 加筋板隔聲計算模型 64
4.1.3 收斂性、結構/材料參數和模型適用范圍 68
4.1.4 結果討論與分析 69
4.1.5 波紋夾芯三明治板的傳聲損失 73
4.2 多孔纖維材料填充蜂窩結構的聲學性能 78
4.2.1 理論建模 79
4.2.2 參數分析 84
4.3 微穿孔蜂窩-波紋復合夾層結構的聲學性能 90
4.3.1 微穿孔吸聲結構的聲阻抗理論 90
4.3.2 微穿孔蜂窩-波紋復合夾層結構的等效理論模型 93
4.4 微穿孔蜂窩-波紋復合夾層結構的聲學優化設計 109
4.4.1 基于改進型模擬退火算法的優化模型 109
4.4.2 聲學性能優化 114
第5章 多功能輕量化材料與結構的換熱性能 119
5.1 通孔金屬泡沫在沖擊射流下的流動換熱特性 119
5.1.1 圓形均勻沖擊射流下金屬泡沫的換熱特性 119
5.1.2 圓形沖擊射流下翅片夾芯泡沫熱沉的換熱特性 132
5.2 X 形點陣芯體三明治板的強制對流傳熱特性 139
5.2.1 實驗研究 139
5.2.2 數值模擬 147
5.2.3 等雷諾數約束條件下的散熱性能 152
5.2.4 傳熱機理探究 154
5.2.5 等雷諾數約束條件下的壓降特性 164
5.2.6 等泵功約束條件下的散熱性能 165
第6章 含液多孔材料與結構力學 167
6.1 具有界面力的閉孔含液多孔介質中的流固耦合 167
6.1.1 問題描述 167
6.1.2 材料界面的曲率 168
6.1.3 問題求解和驗證 170
6.1.4 球形液體夾雜理論解的特性 172
6.1.5 夾雜問題的能量平衡 174
6.1.6 具有界面力的閉孔含液多孔介質的等效力學性質 177
6.2 表面效應對開孔含液多孔介質力學行為的影響 181
6.2.1 問題描述 181
6.2.2 兩種典型的微觀結構 183
6.2.3 開孔含液多孔介質中表面效應的討論 192
6.3 充液彈性毛細管振動 195
6.3.1 充液彈性毛細管振動實驗部分 195
6.3.2 充液彈性毛細管梁-弦振動模型 198
6.3.3 結果與討論 201
6.4 充液增強型點陣夾層結構的動態力學性能 206
6.4.1 實驗方法 206
6.4.2 制備過程 207
6.4.3 材料表征 208
6.4.4 泡沫子彈的沖擊測試 209
6.4.5 實驗結果 210
6.4.6 數值模型描述 215
6.4.7 結果與討論 216
參考文獻 219
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