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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 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