本书系统介绍了轻量化材料与结构的制备技术，以及其力学性能、声学性能、热学性能等。书中给出了相关领域的基础理论，包括具体的公式推导过程和分析过程；还介绍了相关的研究前沿，归纳总结了轻量化材料与结构领域的**研究成果。
目录
第1章 绪论 1
1.1 多功能轻量化材料与结构的研究背景 1
1.2 多功能轻量化材料与结构的基本概念和特性 3
1.2.1 无序多孔金属 3
1.2.2 有序多孔金属 5
1.2.3 混杂多孔结构 7
1.2.4 含液多孔介质 9
第2章 多功能轻量化材料与结构的制备技术 11
2.1 无序泡沫金属的制备技术 11
2.1.1 熔体发泡法 11
2.1.2 熔体吹气法 11
2.1.3 先驱体发泡法 12
2.1.4 FORMGRIP法 13
2.1.5 压力铸造法 14
2.1.6 占位粒子法 14
2.2 泡沫铝的孔结构演变和梯度泡沫铝的制备 15
2.2.1 孔结构演变和影响因素 15
2.2.2 梯度泡沫铝及其制备方法 16
2.2.3 顺序凝固法制备梯度泡沫铝的基本原理 19
2.3 点阵结构的制备技术 22
2.3.1 二维点阵结构的制备 22
2.3.2 三维点阵结构的制备 26
2.4 混杂点阵结构的制备 30
2.4.1 波纹-泡沫铝混杂结构 30
2.4.2 波纹-蜂窝混杂结构 31
2.4.3 金字塔点阵-陶瓷混杂结构 32
2.4.4 X形点阵-平板翅片混杂结构 32
第3章 多功能轻量化材料与结构的力学性能 34
3.1 二维点阵材料的面外压缩性能 34
3.1.1 结构形式 34
3.1.2 理论分析模型 35
3.1.3 与其他拓扑结构比较 37
3.2 混杂点阵材料的面外压缩性能 38
3.2.1 结构设计和载荷工况 38
3.2.2 理论研究 40
3.2.3 初始破坏模式图 44
3.3 混杂点阵材料的动态面外压缩性能 46
3.3.1 模型描述 47
3.3.2 冲击速度对复合结构动态压缩行为的影响 48
3.3.3 总质量的限定对强化效应的影响 51
3.3.4 复合结构在动态压缩下的强化机制 52
3.4 高性能轻量化材料的抗侵彻性能 54
3.4.1 问题描述 54
3.4.2 基于侵彻过程的理论模型 55
3.4.3 理论有效性验证 60
第4章 多功能轻量化材料与结构的声学性能 63
4.1 金属平行筋条和波纹夹芯三明治板的隔声性能 64
4.1.1 模型推导 64
4.1.2 加筋板隔声计算模型 64
4.1.3 收敛性、结构/材料参数和模型适用范围 68
4.1.4 结果讨论与分析 69
4.1.5 波纹夹芯三明治板的传声损失 73
4.2 多孔纤维材料填充蜂窝结构的声学性能 78
4.2.1 理论建模 79
4.2.2 参数分析 84
4.3 微穿孔蜂窝-波纹复合夹层结构的声学性能 90
4.3.1 微穿孔吸声结构的声阻抗理论 90
4.3.2 微穿孔蜂窝-波纹复合夹层结构的等效理论模型 93
4.4 微穿孔蜂窝-波纹复合夹层结构的声学优化设计 109
4.4.1 基于改进型模拟退火算法的优化模型 109
4.4.2 声学性能优化 114
第5章 多功能轻量化材料与结构的换热性能 119
5.1 通孔金属泡沫在冲击射流下的流动换热特性 119
5.1.1 圆形均匀冲击射流下金属泡沫的换热特性 119
5.1.2 圆形冲击射流下翅片夹芯泡沫热沉的换热特性 132
5.2 X 形点阵芯体三明治板的强制对流传热特性 139
5.2.1 实验研究 139
5.2.2 数值模拟 147
5.2.3 等雷诺数约束条件下的散热性能 152
5.2.4 传热机理探究 154
5.2.5 等雷诺数约束条件下的压降特性 164
5.2.6 等泵功约束条件下的散热性能 165
第6章 含液多孔材料与结构力学 167
6.1 具有界面力的闭孔含液多孔介质中的流固耦合 167
6.1.1 问题描述 167
6.1.2 材料界面的曲率 168
6.1.3 问题求解和验证 170
6.1.4 球形液体夹杂理论解的特性 172
6.1.5 夹杂问题的能量平衡 174
6.1.6 具有界面力的闭孔含液多孔介质的等效力学性质 177
6.2 表面效应对开孔含液多孔介质力学行为的影响 181
6.2.1 问题描述 181
6.2.2 两种典型的微观结构 183
6.2.3 开孔含液多孔介质中表面效应的讨论 192
6.3 充液弹性毛细管振动 195
6.3.1 充液弹性毛细管振动实验部分 195
6.3.2 充液弹性毛细管梁-弦振动模型 198
6.3.3 结果与讨论 201
6.4 充液增强型点阵夹层结构的动态力学性能 206
6.4.1 实验方法 206
6.4.2 制备过程 207
6.4.3 材料表征 208
6.4.4 泡沫子弹的冲击测试 209
6.4.5 实验结果 210
6.4.6 数值模型描述 215
6.4.7 结果与讨论 216
参考文献 219
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