物质点法是近年来迅速发展的一种兼具拉格朗日描述和欧拉描述优点的新型粒子型数值方法，特别适合分析具有超大变形和移动界面的问题。本书以冲击爆炸等问题为背景，系统地总结了物质点法的基本原理、程序实现方法及其典型应用，并以本课题组开发的三维显式物质点法程序MPM3D-F90作为示例程序，便于读者深入了解物质点法的基本原理和程序实现过程，并根据自己科研工作的需要对其进一步修改扩充。 本书可供计算力学、冲击动力学、爆炸力学及相关领域的科研人员、研究生和高年级本科生参考，也可作为相关研究生课程的教材。

张雄，博士，清华大学航天航空学院教授，博士生导师，工程动力学研究所所长。2004年入选教育部首批新世纪优秀人才支持计划，曾获教育部自然科学一等奖和二等奖、北京市教育创新标兵、北京市高等教育教学成果奖二等奖、清华大学青年教师教学优秀奖、清华大学优秀教学软件一等奖、清华大学教学工作优秀成果奖二等奖等多项奖励。兼任中国力学学会计算力学专业委员会委员、国际华人计算力学学会常务理事、北京振动工程学会副理事长、《International Journal of Computational Methods》编委、HKIE Transactions International Advisor、《计算力学学报》编委等职务。主要从事计算力学和冲击动力学方面的研究，已出版《无网格法》、《计算动力学》、《工程弹性力学与有限元法》、《理论力学》等专著与教材。

前言 数值计算方法在科学研究与工程技术中得到了广泛应用，与理论研究和实验研究共同组成了现代科学技术的三大支柱。然而，超高速碰撞、冲击侵彻、爆炸、金属冲压成形、裂纹动态扩展、流固耦合、应变局部化等强非线性问题涉及材料的特大变形、破碎甚至熔化和汽化，包含了一系列复杂的物理过程，给数值计算方法带来了巨大的挑战。拉格朗日法可以很方便地跟踪材料的界面和引入与变形历史相关的材料模型，但对于涉及特大变形的问题会因网格严重畸变而产生数值求解困难，且难以有效地模拟材料的破碎、熔化和汽化等行为。欧拉法不存在网格畸变问题，适合于分析特大变形及流动问题，但不易跟踪材料界面，且非线性对流项也会导致数值求解困难。由质点网格法(particleincell,PIC)发展而来的物质点法(materialpointmethod,MPM)采用拉格朗日和欧拉双重描述，将物体离散为一组在空间网格中运动的质点。质点携带了所有的物质信息，如质量、速度、应变和应力等，可很方便地跟踪材料界面和引入与变形历史相关的材料模型。质点在空间网格中运动，运动方程在空间网格上求解，避免了网格畸变问题，适合于分析特大变形及流动问题。物质点法充分吸收了拉格朗日法和欧拉法的优点，是分析超高速碰撞、冲击侵彻、爆炸、金属冲压成形、裂纹动态扩展、流固耦合、应变局部化等问题的有效方法。 清华大学航天航空学院张雄教授课题组自2004年开始，以冲击爆炸问题为背景，对物质点法进行了系统研究，用Fortran90语言研发了三维物质点法数值仿真软件MPM3D(计算机软件著作权登记号2009SRBJ4761，2009)，可用于模拟超高速碰撞、冲击侵彻和爆炸...