商品簡介
第一篇（第一至五章）內容包括：細觀力學的基本問題和研究方法；特征應變問題的求解方法，Eshelby問題的求解過程；材料有效性質的上下限的變分法，有效剛度的Voigt上限和Reuss下限，HashinShtrikman變分法；復合材料的均勻化問題，基于點構形的近似方法，基于多相模型的近似方法；固體細觀力學理論和方法的應用，預測纖維增強層合材料和熱彈性材料的有效性質。第二篇（第六至十章）內容包括：多孔介質均勻化理論的數學基礎；達西定律細觀力學，將牛頓流體及非牛頓流體的狀態方程均勻化得到宏觀達西定律；菲克定律細觀力學，基于菲克定律均勻化的離子傳導問題；排水狀態下的多孔介質細觀力學方法；孔隙流體壓力作用下的飽和多孔材料的有效特性。
本書可供高等工科學校工程力學、材料科學以及土木、交通、采礦類專業的本科生、研究生，以及有關專業的研究人員和工程技術人員參考。
目次
第一章 緒論
11 基本概念
111 細觀力學簡介
112 材料的非均勻性和多重尺度
113 代表性體積單元(RVE)
114 符號的習慣用法
12 細觀力學的研究方法
121 隨機介質的數學描述
122 局部化
123 均勻化
第二章 特征應變理論
21 連續介質力學的基本方程
211 位移和變形
212 應力和平衡 第一篇 固體細觀力學
第一章 緒論
11 基本概念
111 細觀力學簡介
112 材料的非均勻性和多重尺度
113 代表性體積單元(RVE)
114 符號的習慣用法
12 細觀力學的研究方法
121 隨機介質的數學描述
122 局部化
123 均勻化
第二章 特征應變理論
21 連續介質力學的基本方程
211 位移和變形
212 應力和平衡
213 能量、功和熱力學勢
214 本構律
215 小應變線彈性力學問題
216 彈性力學解答的積分表達式
22 特征應變
221 特征應變的定義
222 特征應變問題的解法
223 螺旋位錯和邊緣位錯
23 Eshelby問題與等效夾雜理論
231 Eshelby問題
232 等效夾雜理論
233 具有均勻特征應變的夾雜問題
第三章 預測有效剛度和柔度的變分法
31 線彈性力學變分法
311 真實場和可能場
312 最小勢能原理和最小余能原理
313 Voigt上限和Reuss下限
32 HashinShtrikman變分法
321 HashinShtrikman變分原理
322 HashinShtrikman上下限
323 HashinShtrikman變分法的討論
第四章 細觀力學的均勻化方法
41 基于點構形的近似方法
411 新的理論框架
412 稀疏法
413 MoriTanaka法
414 自洽法
415 微分法
416 不同方法的比較
42 基于多相模型的近似方法
421 復合球體模型
422 三相模型
423 四相模型
424 多涂層夾雜問題
第五章 固體細觀力學的應用
51 纖維增強層合材料的有效性質
511 單向纖維增強復合材料
512 多層復合材料的有效性質
513 單層板的有效性質
514 層合板的有效性質
52 熱彈性材料的有效性質
521 有效熱膨脹系數
522 溫度應力
523 二相復合材料的情況
524 混凝土的熱膨脹系數和溫度應力
第二篇 多孔介質細觀力學
第六章 多孔介質均勻化的數學框架
61 工程問題的簡化方法和模型
611 工程中的多孔材料
612 多孔材料的代表性體積單元（RVE）
62 均勻化運算
621 表觀平均與內稟平均
622 表觀平均的空間導數
623 表觀平均的時間導數
624 e的空間和時間導數
63 守恒律的應用
631 質量守恒
632 動量守恒
64 周期性胞元
641 基本假設
642 周期條件下e的空間和時間導數
643 周期條件下〈e〉α的空間和時間導數
644 細觀與宏觀的相容性
第七章 達西定律細觀力學
71 達西定律
72 基于細觀力學的達西定律
721 圓柱體中的黏性流
722 斯托克斯系統的均勻化
723 滲透張量的下限
724 滲透張量的上限
73 二維微結構滲透張量的上下限
731 下限
732 上限
733 比較
74 基于雙尺度展開的周期性均勻化
741 雙尺度展開方法
742 達西定律應用于變形多孔介質
75 液相和固相的相互作用
751 固液相互作用的宏觀表征
752 固液相互作用的細觀表征
76 線性達西定律的推廣
761 賓漢流體
762 冪律流體
第八章 菲克定律細觀力學
81 菲克定律
82 穩態非對流擴散
821 擴散性質的周期性均勻化
822 迂曲度張量
823 周期性均勻化的變分法
824 迂曲度的幾何意義
83 雙尺度展開法
831 非對流穩態擴散
832 與對流耦合的穩態擴散
833 瞬態情況
84 多層孔隙介質
85 結論
第九章 排水彈性多孔介質細觀力學
91 空心球模型
911 有效體積模量和壓縮率
912 孔隙模型推廣
913 基于能量形式的定義
914 位移邊界條件
92 基于RVE的多孔介質均勻化
921 RVE的細觀力學描述
922 均勻應力邊界條件
923 均勻應變邊界條件
924 有效柔度張量
925 有效剛度張量
93 有效彈性張量的估計
931 稀疏法
932 微分法
94 固相平均應變
95 飽和多孔介質中的分子擴散
951 局部邊值問題定義
952 有效擴散系數的估計
第十章 飽和彈性多孔介質細觀力學
101 飽和空心球模型
1011 直接解
1012 能量法
102 基于RVE的飽和多孔介質均勻化
1021 RVE上荷載的定義
1022 均勻化物理方程
1023 均勻化物理方程的對稱性
1024 能量法
1025 基于變量(E,m)的均勻化物理方程
103 多孔介質彈性常數和固相平均應變
1031 細觀和宏觀各向同性
1032 細觀和宏觀各向異性
1033 固相平均應變
104 線彈性多孔介質細觀力學的Levin理論
1041 多孔彈性介質均勻化物理方程
1042 具有初始預應力的多孔介質
105 雙尺度多孔材料
主要參考文獻
書摘/試閱
細觀力學是20世紀力學領域重要的科學研究成果之一，它是連續介質力學和材料科學相互結合衍生形成的新興型學科。細觀力學利用多尺度的連續介質力學理論和方法，研究材料細觀結構與宏觀性能之間的定量關系，預測材料的有效彈性模量、熱膨脹系數和強度等宏觀性能。復合材料的性能不但取決于其組分材料的性能和細觀結構的幾何形狀、組分結合界面的性態等，還與生成過程中的壓力、溫度、加工歷時和周圍約束等因素相關，通過對細觀結構觀測和生成工藝參數的適當選擇，可以使材料達到預期或最佳的工作狀態。值得慶幸的是，近二十年來，我國的科技工作者們應用細觀力學的理論和方法，成功地研究了多種合成材料（航天復合材料、纖維增強復合材料、陶瓷、巖石和混凝土等）的增強、斷裂損傷和破壞問題，給出一些頗具特色和有價值的研究成果。
隨著細觀力學理論的成熟，世界上很多大學都開設了這類課程。在過去的十五年里，他們在各自的學校中講授細觀力學課程。但是，我們卻一直沒能為這門課程選到一部合適的教科書。現有的書籍大部分針對專家和研究人員的研究專題，這些優秀著作并不適合直接作為教科書。因為細觀力學理論還處于發展階段，不同的研究者使用不同的方法得到研究結果。為了讓學生能夠理解不同概念和方法之間的內在聯系，需要用一種統一的方法（包括符號的使用）介紹細觀力學理論，使教師和學生可以完全掌握細觀力學的本質。本書重點敘述細觀力學的基本概念，而不是對現有著作和研究成果的收集和編撰。對于那些渴望更深入學習的人來說，應該參閱本書中沒有涉及的專題。
本書不是細觀力學研究成果的全面收集，也不是相關出版物的研究參考書，而是提供給高年級本科生和研究生的教材。它為教師提供教學工具，也為初學者學習細觀力學的基本思想、概念、原理和方法提供幫助。為此，本書首先介紹一個統一的數學框架，在此基礎上，用通俗的方法介紹這些理論。除了作者自己的研究成果外，在統一的數學框架的基礎上，還可以衍生出很多有用的結果。該方法可以使學生跟上細觀力學的發展，也可以幫助學生理解和領會細觀力學的廣泛應用。
江蘇省力學學會原理事長趙光恒教授主審本書，他的寶貴而富于建設性的修改意見，使得本書結構更為合理，內容更為嚴謹，在此表示衷心的感謝。特別感謝法國里爾科技大學邵建富（JFShao）教授對此領域知識的盡心傳授與指教。
在安排本書內容時，著者從黃克智、黃永剛教授的《固體本構關系》著作中得到了很大教益；在編寫中，引用了Mura教授的Micromechanics of Defects in Solids，Jianmin Qu教授等的Fundamentals of Micromechanics of Solids和Luc Dormieux教授等的Microporomechanics著作中的部分結果，特此對他們表示感謝。此外，本書得到國家自然科學基金（項目編號：50808066）的資助,也一并表示感謝。
由于作者水平有限，書中難免有不足之處，恭請各位專家和讀者批評指正。
張 研
2013年7月28日
于南京河海大學
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