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本期新书推荐为您精选了Materials 期刊特刊书“Mechanics and Analysis of Advanced Materials and Structures (先进材料与结构力学与分析)”。内容涵盖先进材料的表征技术、光学方法、声学方法、传感技术，以及新的设计理念和传统技术的新应用。希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。

客座编辑

Prof. Dr. Sanichiro Yoshida

东南路易斯安那大学，美国

研究兴趣：变形理论、材料表征的光学技术、材料表征的声学技术、动力学。

Dr. Giovanni Pappalettera

巴里理工大学，意大利

研究兴趣：先进的机械表征、光学方法、干涉测量法、残余应力、生物力学、声发射、工业设计。

01

Analytical Solutions Based on Fourier Cosine Series for the Free Vibrations of Functionally Graded Material Rectangular Mindlin Plates

基于傅里叶余弦级数的功能梯度材料矩形Mindlin板自由振动的分析解析研究

Chiung-Shiann Huang and S. H. Huang

https://www.mdpi.com/811816

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本研究旨在基于Mindlin板理论针对功能梯度材料 (FGM) 矩形板的自由振动开发系列解析。通过在四种边界条件组合下对方形板的前六个振动频率进行综合收敛研究，并将获得的收敛结果与文献中的收敛结果进行比较，验证了所提出的解决方案。收敛性研究表明，针对不同模式获得的解可以从上限或下限收敛到精确值或以振荡方式收敛。本解决方案进一步用于确定FGM矩形板的前六个振动频率，具有各种纵横比、厚宽比、材料特性分布和边界条件组合。

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Huang, C.-S.; Huang, S.H. Analytical Solutions Based on Fourier Cosine Series for the Free Vibrations of Functionally Graded Material Rectangular Mindlin Plates. Materials 2020, 13, 3820. 

02

Optimal Design of Annular Phased Array Transducers for Material Nonlinearity Determination in Pulse–Echo Ultrasonic Testing

用于脉冲回波超声检测中材料非线性测定的环形相控阵换能器的优化设计

Sungjong Cho, Hyunjo Jeong and Ik Keun Park

https://www.mdpi.com/915578

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非线性超声已被证明是一种有用的无损检测工具，可用于对在恶劣环境中运行的材料和结构进行微损伤检测。本文提出了一种新的环形PA换能器，能够在PE模式下测量β并改进二次谐波接收。环形PA换能器 (APAT) 通常由四个外部环形发射器和一个位于中心的内部圆盘接收器组成。使用非线性声束模型分析换能器的聚焦声束特性，该模型结合了声束衍射、材料衰减和边界反射的影响。APAT的优化设计是在最大二次谐波接收和接近1的总校正方面进行的，并作出了详细的解释。

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Cho, S.; Jeong, H.; Park, I.K. Optimal Design of Annular Phased Array Transducers for Material Nonlinearity Determination in Pulse–Echo Ultrasonic Testing. Materials 2020, 13, 5565. 

03

Dynamic ESPI Evaluation of Deformation and Fracture Mechanism of 7075 Aluminum Alloy

7075铝合金变形断裂机理的动态ESPI评价

Shun Takahashi et al.

https://www.mdpi.com/1042360

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通过ESPI的轮廓分析方法连续监测由单调拉伸载荷引起的面内速度场。在塑性状态下，峰值时效试样表现出宏观上均匀的变形行为，而退火试样表现出以局部剪切带为特征的非均匀变形。剪切带的出现可以解释为材料的弹性阻力机制从纵向力主导模式转变为剪切力主导模式。剪切力被解释为驱动沿剪切带移动位错的摩擦力。剪切带的动态行为被解释为表示孤立波的运动。观察到的孤立波速度的降低是由于塑性变形的进展导致声阻抗的变化。

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Takahashi, S.; Yoshida, S.; Sasaki, T.; Hughes, T. Dynamic ESPI Evaluation of Deformation and Fracture Mechanism of 7075 Aluminum Alloy. Materials 2021, 14, 1530.

04

Modeling of the Achilles Subtendons and Their Interactions in a Framework of the Absolute Nodal Coordinate Formulation

在绝对节点坐标公式的框架内对跟腱及其相互作用进行建模

Leonid P. Obrezkov, Taija Finni and Marko K. Matikainen

https://www.mdpi.com/2004172

这项工作研究了基于绝对节点坐标公式 (ANCF) 的连续梁单元，用于AT建模。ANCF梁单元只需要在一个方向上离散化，从而使模型的计算成本更低。最近的工作表明，这些元素可以描述各种横截面和材料模型，从而允许近似AT复杂性。在这项研究中，跟腱模型由ANCF连续梁单元使用各向同性不可压缩模型再现，以呈现材料特征。

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Obrezkov, L.P.; Finni, T.; Matikainen, M.K. Modeling of the Achilles Subtendons and Their Interactions in a Framework of the Absolute Nodal Coordinate Formulation. Materials 2022, 15, 8906.

05

Application of Digital Image Correlation in Space and Frequency Domains to Deformation Analysis of Polymer Film

空间和频率域数字图像相关在聚合物薄膜变形分析中的应用

Caroline Kopfler, Sanichiro Yoshida and Anup Ghimire

https://www.mdpi.com/1523876

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激光束穿过薄膜样品，同时拉伸机垂直向样品施加载荷。透射的激光投射在屏幕上，由此产生的图像被数码相机捕获。捕获的图像在空间和频率域中进行了分析。对于空间域分析，随机散斑图案用于记录由于变形引起的局部位移。对于频域分析，由于薄膜的水平运行、周期性凹槽状结构而导致的类似衍射的图案被用来表征沿垂直分析列的整体变形。本研究发现，当变形较小且均匀时，传统的空间域分析适用于整个薄膜样本。然而，一旦变形失去空间均匀性，如果将空间域分析应用于整个试样，则空间域分析将达不到要求。将DIC应用于局部 (窗口) 区域仍然有用，但很耗时。在非均匀情况下，发现频域分析能够揭示分析的每一列的平均变形。

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Kopfler, C.; Yoshida, S.; Ghimire, A. Application of Digital Image Correlation in Space and Frequency Domains to Deformation Analysis of Polymer Film. Materials 2022, 15, 1842.

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https://www.mdpi.com/books/book/7413

   Materials 期刊介绍

主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

主要关注材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料，能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征，建模等。

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