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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　隨著超材料市場(chǎng)需求的增加，超材料領(lǐng)域逐漸表現(xiàn)出多學(xué)科交叉與多功能一體化的發(fā)展趨勢(shì)，超材料在新型功能材料的研發(fā)、應(yīng)用拓展方面具有廣泛的應(yīng)用前景。本書是一本關(guān)于力學(xué)超材料的專著，系統(tǒng)地闡述了力學(xué)超材料設(shè)計(jì)與性能調(diào)控理論。主要內(nèi)容包括緒論、復(fù)合折紙超材料的設(shè)計(jì)和波動(dòng)特性、折紙蜂窩超材料的設(shè)計(jì)和力學(xué)性能、雙功能超材料的設(shè)計(jì)及其力學(xué)性能、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的超材料設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化。本書匯聚了作者近年來(lái)在力學(xué)超材料領(lǐng)域取得的研究成果，編排上遵循由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，內(nèi)容層層遞進(jìn)，便于讀者閱讀。

作者簡(jiǎn)介

　　李春雷，華南理工大學(xué)副教授，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任廣東省力學(xué)學(xué)會(huì)固體力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員，廣州市青科協(xié)能源與建設(shè)工程專委會(huì)常務(wù)委員，國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金函評(píng)專家。主要研究領(lǐng)域?yàn)槌牧隙喙δ茉O(shè)計(jì)與性能優(yōu)化、先進(jìn)防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與沖擊動(dòng)力學(xué)、智能材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性波理論及其計(jì)算方法等。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青年科學(xué)基金項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金青年提升等項(xiàng)目8項(xiàng)。在IJSS、IJIE、MSSP等國(guó)際力學(xué)權(quán)威SCI期刊上發(fā)表論文50余篇（含ESI高被引論文3篇），出版學(xué)術(shù)專著2部。入選2023年廣州市青年科技人才托舉計(jì)劃，獲2023年廣東省力學(xué)學(xué)會(huì)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名第1）。姚小虎，華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院院長(zhǎng)，國(guó)家杰出青年基金獲得者，珠江學(xué)者特聘教授，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。現(xiàn)任廣東省航空航天先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)工程技術(shù)中心主任，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)理事，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)爆炸力學(xué)專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)，《固體力學(xué)學(xué)報(bào)》和《爆炸與沖擊》編委。入選2013年“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”支持計(jì)劃。主要研究領(lǐng)域?yàn)楸ㄅc沖擊動(dòng)力學(xué)、微納米與復(fù)合材料力學(xué)、航空航天材料與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等。主持國(guó)家杰出青年基金項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目等項(xiàng)目50余項(xiàng)。累計(jì)發(fā)表期刊學(xué)術(shù)論文250余篇，出版學(xué)術(shù)專著4部。獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)。韓強(qiáng)，華南理工大學(xué)二級(jí)教授，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任高等學(xué)校力學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員，廣東省力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任。主要圍繞波動(dòng)力學(xué)、沖擊動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域開展了系統(tǒng)深入地研究工作。出版中文學(xué)術(shù)專著5部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，其中SCI收錄200余篇，EI收錄40余篇。獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)等。

圖書目錄

前言
第1章緒論1
1.1超材料的研究背景和意義1
1.2折紙超材料的研究進(jìn)展3
1.2.1折紙結(jié)構(gòu)的概念與發(fā)展3
1.2.2折紙結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能4
1.2.3折紙結(jié)構(gòu)的波動(dòng)特性8
1.2.4周期結(jié)構(gòu)中的彈性波12
1.2.5半解析周期譜元法13
1.3機(jī)器學(xué)習(xí)在超材料領(lǐng)域中的應(yīng)用15
第2章復(fù)合折紙超材料的設(shè)計(jì)和波動(dòng)特性18
2.1引言18
2.2一維復(fù)合折疊梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和波動(dòng)特性18
2.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18
2.2.2波動(dòng)特性20
2.2.3復(fù)合折疊梁的波動(dòng)特性分析30
2.3波紋-折紙超材料的設(shè)計(jì)和帶隙優(yōu)化41
2.3.1多尺度微觀力學(xué)模型41
2.3.2波紋-折紙超材料的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42
2.3.3能帶和波傳輸特性43
2.3.4納米復(fù)合材料的分布對(duì)帶隙的影響45
2.3.5優(yōu)化問題的定義48
2.3.6優(yōu)化結(jié)果的討論50
2.4點(diǎn)陣-折紙超材料的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化60
2.4.1點(diǎn)陣-折紙超材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)60
2.4.2波動(dòng)分析61
2.4.3低頻帶隙的寬頻優(yōu)化67
第3章折紙蜂窩超材料的設(shè)計(jì)和力學(xué)性能72
3.1引言72
3.2折紙蜂窩超材料的面內(nèi)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和吸能特性72
3.2.1內(nèi)凹折紙蜂窩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)73
3.2.2有限元模型73
3.2.3兩種結(jié)構(gòu)性能對(duì)比75
3.2.4參數(shù)變化79
3.2.5變形模式圖83
3.2.6能量吸收84
3.2.7泊松比效應(yīng)85
3.3梯度折紙蜂窩超材料的面內(nèi)壓縮性能87
3.3.1結(jié)構(gòu)模型87
3.3.2數(shù)值模型與驗(yàn)證89
3.3.3理論分析90
3.3.4梯度內(nèi)凹折紙蜂窩95
3.4層級(jí)折紙蜂窩超材料的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)優(yōu)化102
3.4.1超結(jié)構(gòu)模型和耐撞性指標(biāo)103
3.4.2數(shù)值模型和驗(yàn)證105
3.4.3理論分析108
3.4.4參數(shù)研究110
3.4.5多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)113
第4章雙功能超材料的設(shè)計(jì)及其力學(xué)性能116
4.1引言116
4.2多層級(jí)內(nèi)凹蜂窩超材料的波動(dòng)與隔振特性116
4.2.1新型多層級(jí)內(nèi)凹蜂窩超材料的幾何參數(shù)117
4.2.2動(dòng)態(tài)行為分析118
4.2.3隔振特性分析127
4.3局域共振折紙超材料的波動(dòng)與緩沖性能135
4.3.1局域共振折紙超材料的波動(dòng)建模135
4.3.2等效介質(zhì)理論和頻域傳輸譜136
4.3.3局域共振折紙超材料的波傳輸分析138
4.3.4帶隙的參數(shù)化調(diào)控142
4.3.5局域共振折紙超材料的沖擊波緩沖研究144
4.4多邊形負(fù)剛度超材料的波動(dòng)特性與調(diào)控148
4.4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和負(fù)剛度特性分析148
4.4.2負(fù)剛度折紙超材料的波動(dòng)特性分析152
4.4.3壓縮誘導(dǎo)帶隙演化156
第5章基于機(jī)器學(xué)習(xí)的超材料設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化165
5.1引言165
5.2定向衰減聲子晶體逆向設(shè)計(jì)165
5.2.1一維聲子晶體中的彈性波傳播模型165
5.2.2深度學(xué)習(xí)模型169
5.2.3結(jié)果與討論173
5.3基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)177
5.3.1設(shè)計(jì)和優(yōu)化的方法論177
5.3.2數(shù)值結(jié)果182
5.3.3能量吸收能力191
5.4寬帶隙高承載聲學(xué)黑洞板的設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化197
5.4.1理論模型197
5.4.2半解析周期譜有限元法198
5.4.3基于機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)化策略206
5.4.4結(jié)果與討論211
5.4.5超板的優(yōu)化215
參考文獻(xiàn)222