具体描述
本书是一部比较系统的研究断裂及其控油气作用的专著，旨在通过剖 析中国不同类型含油气盆地典型油气藏的成藏条件和成藏过程，以揭示断 裂控藏机理，总结断裂控藏模式，展示不同地质背景下丰富多样的油气藏 形成与分布的生动画面。可为油气地质勘探工作者迅速、合理地建立油气 藏形成、演化及其分布模式提供有益的启迪。
本书可供从事油气勘探的科技工作者、技术管理人员以及大专院校相 关专业的师生参考。
深入探索微观结构：材料力学行为的跨尺度分析 本书简介 本书聚焦于材料科学与工程领域中一个至关重要且极具挑战性的前沿课题：材料微观结构如何精确调控宏观力学性能，尤其是在极端载荷和复杂服役环境下的行为响应。我们摒弃了传统的、仅停留在现象描述层面的分析方法，转而采用一种跨尺度的、多物理场耦合的视角，对金属、陶瓷、高分子复合材料等关键工程材料的本构关系和失效机制进行系统、深入的剖析。 全书共分为七个部分，层层递进，从基础理论的构建到前沿模拟方法的应用，旨在为研究人员和高级工程师提供一套严谨而实用的分析框架。 --- 第一部分：基础理论的再审视与现代尺度概念的引入 本部分首先对经典连续介质力学和晶体塑性理论进行了批判性的回顾，重点指出了传统模型在描述非均匀应变梯度效应和微观界面敏感性时的局限性。 我们引入了“有效介质理论”的现代修正版本，强调材料性能并非由单一尺度的均匀组分决定，而是源于不同尺度（从原子尺度到宏观构件尺度）相互作用的结果。具体探讨了梯度材料理论（Gradient Material Theory, GMT）在处理材料内部应力奇异性问题上的优势，以及如何通过引入特征长度尺度参数来提升传统本构模型的预测精度。 本章特别关注了微观结构表征技术的最新进展，如高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）在应变场成像中的应用，以及同步辐射技术对材料内部相变的实时监测，为后续的建模工作奠定了坚实的实验基础。 第二部分：微观组织对塑性各向异性的影响机制 塑性各向异性是决定材料在复杂载荷路径下性能差异的核心因素。本部分深入剖析了晶体取向、晶界特征和第二相粒子分布如何共同塑造材料的塑性行为。 我们详细阐述了基于晶体塑性有限元（CPFEM）的数值模拟方法。通过对典型的面心立方（FCC）和体心立方（BCC）材料的单晶和多晶体模拟，揭示了孪晶、位错源激发和相互作用的微观路径。重点分析了高熵合金（HEAs）中，由于不同组元原子尺寸效应导致的“高混杂熵效应”如何有效地抑制位错运动，从而实现强韧性的协同提升。 此外，还专门讨论了“加载路径依赖性”，即材料在拉伸、压缩、剪切等不同初始载荷方向下，其屈服面演化的差异，并提出了修正的“晶体塑性内变量模型”来更准确地预测复杂应力状态下的流动应力。 第三部分：裂纹萌生与扩展的跨尺度耦合模型 本部分的核心在于建立从原子尺度的空位/间隙原子迁移到宏观尺度的裂纹扩展之间的桥梁。我们采用基于物理的（Physics-Based）方法来模拟裂纹的起始过程。 首先，详细介绍了位错-空位相互作用模型在界面处的应力集中效应，以及如何通过分子动力学（MD）模拟确定材料在特定应力水平下的“临界致裂能”（Critical Cleavage Energy）。 随后，我们将视角提升至断裂力学层面，引入了内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM），但着重于CZM中“内聚力-分离曲线”参数的确定过程，该曲线不再是经验拟合，而是直接来源于微观尺度的能量释放率计算结果。对于韧性材料，探讨了微观孔洞成核、长大和连接（N-L-C过程）的概率模型，并将其与宏观的J2/K1C参数相结合，形成了多尺度断裂判据。 第四部分：疲劳损伤的累积与寿命预测 疲劳是结构失效的主要原因之一。本书着重于低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的损伤机制差异，并提出了基于能量耗散的寿命预测方法。 我们详细分析了塑性应变范围-寿命（Coffin-Manson）关系的微观基础，即疲劳损伤区（Persistent Slip Bands, PSBs）的形成与扩展。针对HCF，重点探讨了表面效应和微观夹杂物作为疲劳源的敏感性，引入了表面缺陷的“应力遮蔽效应”的概念。 本章提出了一种“微裂纹扩展速率的梯度依赖模型”，该模型考虑了裂纹尖端周围应变梯度对位错运动和进一步疲劳损伤累积的影响，旨在弥补传统Miner准则在预测复杂变幅载荷下的不足。 第五部分：极端环境下的材料响应：蠕变与超高应变率效应 结构在高温和超高应变率下的行为是航空航天和冲击防护领域关注的焦点。 在蠕变方面，本书超越了经典的Norton-Bailey模型，探讨了晶界扩散蠕变（Coble蠕变）和位错攀移蠕变在不同温度和应力水平下的竞争机制。特别提出了“晶界弱化与强化”的动态平衡模型，用于解释高温下材料寿命的急剧下降。 对于超高应变率（> $10^3 s^{-1}$）下的材料行为，我们深入分析了动态软化机制，包括剪切带的形成、热反馈效应（Thermal Softening）以及非局部效应。结合Hopkinson杆实验数据，建立了应变率依赖的黏塑性本构模型，强调了材料内部的相变诱导塑性（TRIP/TWIP）在吸收冲击能量中的关键作用。 第六部分：先进数值模拟工具的应用与耦合 本部分侧重于实际工程问题中多尺度模拟的集成。介绍了有限元方法（FEM）与离散元方法（DEM）、相场法（Phase-Field Modeling）的耦合策略。 重点阐述了“多尺度建模框架”（Meso-to-Macro Scale）的搭建流程，包括如何通过代表性体积单元（RVE）的建立，将微观尺度的本构信息（如晶粒尺寸分布、孔隙率）通过均化技术传递至宏观有限元模型中。详细对比了直接数值模拟（DNS）和基于演化方程的均化模型在计算效率和精度上的权衡。 第七部分：材料失效的完整性评估与结构安全设计 本书的最终目标是将获得的微观/介观力学信息转化为可靠的结构安全评估指标。我们探讨了基于概率的结构可靠性分析（PFSA）在材料不确定性量化中的应用。 提出了“损伤演化路径积分”的概念，将疲劳累积、蠕变损伤和断裂风险作为一个统一的指标进行评估。最后，展望了机器学习（ML）在加速材料参数辨识和预测复杂失效模式方面的潜力，强调了高质量的实验数据和跨尺度的物理模型是有效训练ML模型的基础。 --- 目标读者： 本书适合材料学、力学、航空航天工程、机械工程等领域的科研人员、高校研究生以及致力于提升结构可靠性的工程技术人员。阅读本书需要具备坚实的固体力学和材料性能基础。
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