本书以几种木质材料为主要研究对象，从力学性能测试技术与表征方法、温度和湿度对木材力学性能的影响、木材胞元结构排列、力学性能的各向异性特征、中高速加载条件下力学性能应变率效应、载荷作用下各向异性材料结构应力分布理论分析、木材纤维与胞元结构的多尺度建模技术和含木材包装容器抗冲击侵彻工程应用等方面进行论述；结合细观显微观察与多尺度数值分析，揭示木材胞元结构排列对宏观力学性能的影响规律，并通过模型实验探讨木材冲击大变形下的冲击防护与能量耗散机制。
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第1章 绪论 1
1.1 基本分类、胞元结构与材料方向 2
1.1.1 木材基本分类 2
1.1.2 木材胞元结构 3
1.1.3 主要材料方向 5
1.2 木材宏观力学性能实验研究 6
1.2.1 主要力学性能指标 7
1.2.2 木材准静态力学性能实验 10
1.2.3 动态力学性能测试研究 16
1.3 木材力学性能影响因素 18
1.3.1 含水率效应 19
1.3.2 温度效应 20
1.3.3 应变率效应 21
1.4 木材改性技术 22
参考文献 23
第2章 木质材料准静态压缩各向异性力学行为 26
2.1 云杉准静态力学行为 27
2.1.1 云杉弹性模量 28
2.1.2 云杉准静态压缩实验 30
2.1.3 云杉准静态压缩吸能行为 35
2.2 水杉准静态力学行为 37
2.2.1 水杉弹性模量 39
2.2.2 水杉准静态压缩实验 40
2.2.3 水杉准静态压缩吸能行为 45
2.3 毛白杨准静态力学行为 45
2.3.1 毛白杨弹性模量 47
2.3.2 毛白杨准静态压缩实验 48
2.3.3 毛白杨准静态压缩吸能行为 52
2.4 人工木材准静态力学行为 53
2.4.1 中密度纤维板准静态力学行为 53
2.4.2 刨花板准静态力学行为 57
2.5 木材压缩能量耗散机制理论分析 60
2.5.1 能量耗散方式 60
2.5.2 顺纹压缩屈曲分析 60
2.5.3 横纹压缩塌陷分析 63
2.6 本章小结 65
参考文献 66
第3章 中应变率加载下云杉力学行为研究 68
3.1 试件制作 69
3.2 中应变率压缩实验 71
3.2.1 高速材料实验机 71
3.2.2 实验测试结果 72
3.3 各向异性特性与应变率效应分析 76
3.3.1 各向异性特性 76
3.3.2 应变率效应 77
3.4 空间屈服面 79
3.5 本章小结 84
参考文献 84
第4章 高应变率加载下木质材料力学行为实验测试 87
4.1 动态压缩实验原理 88
4.2 云杉动态力学性能实验 89
4.2.1 顺纹方向加载实验 89
4.2.2 横纹径向加载实验 91
4.2.3 横纹弦向加载实验 92
4.2.4 应变率效应 94
4.3 水杉动态力学性能实验 94
4.3.1 顺纹方向加载实验 95
4.3.2 横纹径向加载实验 96
4.3.3 横纹弦向加载实验 97
4.3.4 应变率效应 98
4.4 毛白杨动态力学性能实验 99
4.4.1 顺纹方向加载实验 99
4.4.2 横纹径向加载实验 101
4.4.3 横纹弦向加载实验 102
4.4.4 应变率效应 103
4.5 人工木材动态力学性能实验 104
4.5.1 中纤板动态压缩实验 104
4.5.2 刨花板动态压缩实验 105
4.6 本章小结 107
参考文献 107
第5章 正交各向异性圆柱体在轴压作用下的应力场 109
5.1 轴向载荷与环向应变关系 111
5.2 试件轴向作用下的响应和应力分布 112
5.2.1 尺寸变形和径向加速度 112
5.2.2 试件径向、环向应力分析 113
5.3 Hill-蔡强度理论分析 117
5.4 径向压缩失效简化理论分析 119
5.5 本章小结 122
参考文献 123
第6章 木材失效行为的多尺度数值分析 125
6.1 压缩载荷曲线与宏细观变形特征 126
6.2 单根纤维力学性能分析 128
6.2.1 单根纤维模型建立 128
6.2.2 单根纤维数值模拟 129
6.3 云杉胞元结构压缩数值模拟 131
6.3.1 代表体积元模型 131
6.3.2 准静态顺纹压缩数值模拟 132
6.3.3 准静态横纹压缩数值模拟 135
6.4 加载速度对云杉细观结构压缩行为影响分析 138
6.4.1 加载速度对顺纹压缩行为影响分析 138
6.4.2 加载速度对横纹压缩行为影响分析 140
6.5 本章小结 141
参考文献 142
第7章 含木材包装箱模型结构实验与数值分析 144
7.1 包装箱模型 145
7.2 加载设备与实验设计 147
7.3 模型结构实验 148
7.3.1 正撞击实验 148
7.3.2 30°斜撞击实验 151
7.4 数值模拟 153
7.4.1 有限元模型 153
7.4.2 材料参数选取 155
7.4.3 正撞击模拟 157
7.4.4 斜撞击模拟 158
7.5 本章小结 160
参考文献 161
第8章 含木材“三明治”结构抗枪击性能 163
8.1 枪击实验设计 163
8.1.1 含木材“三明治”结构概述 163
8.1.2 参试子弹 164
8.1.3 实验方案设计 165
8.2 “三明治”结构抗枪击性能与破坏形貌 166
8.2.1 抗5.8mm普通弹 166
8.2.2 抗7.62mm普通弹 170
8.2.3 抗12.7mm穿燃弹 176
8.2.4 “三明治”结构抗三种子弹打击的破坏对比 180
8.3 “三明治”结构抗枪击性能表征 182
8.3.1 “三明治”结构组元抗枪击性能表征模型 182
8.3.2 “三明治”结构抗枪击性能表征 186
8.4 本章小结 189
参考文献 189
第9章 总结与展望 191
9.1 总结 191
9.2 展望 192
索引 195
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