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2014年 35卷 4期
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       论文
325 二阶一致无网格与有限元耦合离散研究
高欣;王冰冰;段庆林;李锡夔
为准确方便地施加本质边界条件，在连续掺混法（Continuous Blending Method, CBM）的框架下，通过增加一个边中节点，发展了采用二阶基底的无网格与二阶有限元的耦合离散方法。Galerkin弱形式的数值积分采用具二阶一致性的3点积分方法（Quadratically Consistent 3-point integration method，QC3）。与原本在QC3中采用的Nitsche法相比，所发展的耦合离散方法可像有限元法一样简单高效地施加本质边界条件，不向弱形式中引入额外项，也不依赖于任何人工参数。而且，数值结果还表明，QC3的计算精度也得到进一步提高。
2014 Vol. 35 (4): 325-333 [摘要] ( 228 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 630 )
334 关于蜂窝芯体面外等效剪切模量的讨论
富明慧;徐欧腾
对于六边形蜂窝芯体，其面内等效参数具有确定的解析式，便于应用；相比之下，对于面外等效剪切模量，现有工作只能给出其上下限，由于没有确定的取值，给工程计算带来了困扰。为克服这一矛盾，本文通过Y型蜂窝胞元，针对薄面板的情况，重新分析了芯材的面外等效剪切模量。针对直壁板与斜壁板厚度为1:1和2:1的情况，给出了近似的弹性力学解答，并由此确定出面外等效剪切模量的上限。本方法所确定的剪切模量的上限与文献给出的剪切模量的下限是相同的，从而使该模量也具有确定的解析表达式，方便了数值计算和分析。试验数据和有限元数值分析均验证了本文结论的正确性。
2014 Vol. 35 (4): 334-340 [摘要] ( 216 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 717 )
341 多相材料布局及材料/结构一体化设计
王宪杰;张洵安
为解决多相材料分布及材料/结构一体化优化问题，本文引入基于惩罚指数的材料插值方案对传统双向渐进结构优化的灵敏度算法进行了合理的改进。通过经典算例证实了改进算法在解决传统BESO方法不能胜任的多相材料分布优化和材料/结构一体化优化问题具有很好的收敛性和有效性。对常见参数对结构优化结果影响的研究，得出一些具有实际指导意义的结论。本文所开发的协同软件平台基于简单的ABAQUS建模软件界面降低了对设计人员技能要求，灵活的MATLAB二次开发平台为算法改进提供了广阔的空间。
2014 Vol. 35 (4): 341-346 [摘要] ( 213 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 747 )
347 圆柱壳纯弯曲时塑性失稳临界曲率半径模型
张子骞;颜云辉;杨会林
薄壁管材在等曲率矫直生产中，塑性失稳临界曲率半径作为重要的工艺参数，直接决定了设备结构和产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定，亟待建立针对性的临界曲率半径数学模型以指导生产。在力学建模和分析时，就是确定具有初始曲率的圆柱壳体在纯弯曲条件下塑性失稳的临界曲率半径，为此从旋转壳体一般几何方程出发，基于J2形变理论和能量理论，运用里茨法建立了圆柱壳体在纯弯曲条件下塑性失稳时的临界弯矩，以此确定了临界曲率半径模型，并给出了数值解法。应用ANSYS/LS-DYNA进行了有限元动态仿真试验，证明了模型是近似正确的，并通过仿真对比分析证明了轴向起皱先于截面畸变是圆柱壳体在纯弯曲条件下塑性失稳的主要模态。
2014 Vol. 35 (4): 347-356 [摘要] ( 312 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 557 )
357 基于H - Matrices的结构特征值问题加速研究
魏一雄;王启富;黄运保;夏兆辉
提出遗传双重互易法，利用遗传矩阵结构（Hierarchical Matrices , H - Matrices）加速双重互易边界元法（DRBEM）结构特征值问题分析过程并压缩数据存储。通过自适应交叉拟合算法对遗传矩阵中的相容子块使用低阶秩块拟合，减少参与矩阵运算数据规模，降低计算消耗的内存空间。针对规模和效率的不同计算环境要求提出两种求解优化策略，即完全遗传双重互易法(PHDM)和混合遗传双重互易法(MHDM)，以求针对性提高数值计算效果。数值算例验证了所提方法的效率以及数据压缩效果。
2014 Vol. 35 (4): 357-366 [摘要] ( 206 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 514 )
367 外激励作用下弹性支撑浅拱的非线性动力学分析
易壮鹏
研究了外激励下两端采用转动弹簧约束的铰支浅拱在发生1:1内共振时的非线性动力学行为。通过引入基本假定和无量纲化变量得到浅拱的动力学控制方程, 将阻尼项、外荷载项和非线性项去掉后，所得线性方程及对应边界条件即可确定考虑转动弹簧影响的频率和模态, 发现转动约束取不同刚度值时系统存在模态交叉与模态转向两种内共振形式。对动力方程进行Galerkin全离散, 并采用多尺度法对内共振进行了摄动分析, 得到了极坐标和直角坐标两种形式的平均方程, 其中平均方程系数与转动弹簧刚度一一对应。最低两阶模态之间1:1内共振的数值研究结果表明: 外激励能激发内共振模态的非线性相互作用, 参数处于某一范围时系统存在周期解、准周期解和混沌解窗口, 且通过(逆)倍周期分岔方式进入混沌。
2014 Vol. 35 (4): 367-377 [摘要] ( 231 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 543 )
378 一种新的结构非概率可靠性分析方法
刘杰;卿启湘;文桂林
摘 要：为了有效处理试验数据欠缺情况下结构可靠性问题，提出了一种新的结构非概率可靠性分析方法。该方法考虑了结构非概率可靠性计算中非线性系统区间运算带来的不确定性，利用泛灰数代替参数不确定区间变量参与可靠性运算，成功克服了区间运算不确定对结构可靠性结果的影响。通过三个数值算例表明，当存在区间运算不确定时，文中方法得到结构非概率可靠度要小于基于区间的非概率可靠性模型得到的结果，这是由于后者未考虑区间运算的不确定所致。在缺少试验数据的情况下，文中所提方法可以得到较保守的结构可靠性结果，能够更加客观、真实地反映结构的实际安全状况，更加适于实际工程应用。
2014 Vol. 35 (4): 378-383 [摘要] ( 199 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 517 )
       简报
384 复合材料厚梁精化锯齿理论及有限元分析
任晓辉;陈万吉;吴振
由于具有预先满足层间应力连续的优点，锯齿理论被广泛研究和应用。然而，至今锯齿理论仍然存在如下难题：基于锯齿理论构造单元时，需使用满足单元间C1连续的插值函数，难于构造多节点高阶单元，而且精度较低。如果这些问题不被重视和解决，应用此类理论分析复合材料力学问题可能得出不恰当的结论。通过发展高精度的考虑横法向应变的C0型锯齿理论，本文将克服已有锯齿理论遇到的上述难题。基于发展的锯齿理论，构造三节点梁单元验证发展理论模型的性能。
2014 Vol. 35 (4): 384-390 [摘要] ( 213 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 402 )
391 热障涂层界面微区域热蠕变应力演化分析
徐颖强;张一弛;孙戬;段辰宸;史祖衡
热障涂层热循环载荷下不同界面层蠕变特性是影响界面微区域残余应力变化的关键因素，探究热障涂层蠕变与残余应力的关系有助于提高热障涂层的稳定性。以热弹塑蠕变理论为依据，采用Norton蠕变模型，建立陶瓷层、氧化层、粘接层和基体四层几何分析模型，考虑不同层蠕变和蠕变程度因素，研究热循环载荷作用下涂层界面微区域应力演化规律。结果表明，蠕变参数和蠕变层数的变化影响热障涂层界面残余应力的大小和分布，这对预测热障涂层失效具有指导意义。
2014 Vol. 35 (4): 391-399 [摘要] ( 199 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 499 )
400 基于内聚力模型法PBGA封装焊点/IMC界面的分层开裂研究
徐林;魏俊红;陈建桥;安群力
塑料球栅阵列封装PBGA的可靠性分析中，考虑封装过程中SnAgCu焊料与铜焊盘界面间产生的金属间化合物（Intermetallic compound，IMC）的影响，并引入内聚力模型（Cohesive zone model, CZM），利用ANSYS对热循环作用下焊点/IMC界面的脱层开裂情况进行研究。结果表明：热循环作用下，在封装器件中焊点承受较大的应力应变，且远离中心的外侧焊点具有比内侧焊点更大的应力应变。IMC的存在极大的降低了焊点的可靠性。界面分层最先发生在最外侧的IMC/焊点界面的两端，随着热循环次数的增加，分层逐渐沿着界面两端向里扩展。在热循环的前几个阶段，各个界面的最大损伤值增大较快，随着热循环的继续加载，界面最大损伤值逐渐趋于稳定。整个过程中四号焊点界面的损伤值始终最大。
2014 Vol. 35 (4): 400-409 [摘要] ( 423 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 695 )
410 硅锰合金扭簧应力松弛行为研究
赵华;王廷喜;王萌;牛瑛奎;
研制了矩形截面扭簧应力松弛试验装置并进行了多组高温实验；提出了可动位错密度函数，结合现有应力松弛位错理论提出了新的硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛动力学方程；利用ABAQUS二次开发接口CREEP子程序，实现了将新的应力松弛动力学方程转化为基于隐式有限元法的修正时间硬化蠕变模型，对400℃下的硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛行为进行了数值模拟；模拟结果表明，修正的时间硬化蠕变模型与试验结果吻合，扭簧表面的Von Mises应力随时间变化规律与试验中的扭矩随时间变化规律一致。
2014 Vol. 35 (4): 410-416 [摘要] ( 250 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 627 )
  编辑部公告
22 Acta Mechanica Solida Sinica入选2021年国际影响力TOP期刊榜单
22 祝贺！AMSS和《固体力学学报》编委清华大学张一慧教授喜获第三届“科学探索奖”
22 祝贺！《固体力学学报》编委湖南大学姜潮教授喜获第三届“科学探索奖”
22 2020年度Acta Mechanica Solida Sinica 影响因子达到2.161
22 重要通知
22 固体力学学报2020年第2期和第3期刊出《固体材料的多尺度与多场耦合力学》专辑
22 Acta Mechanica Solida Sinica (AMSS) 入选“2019中国最具国际影响力学术期刊”
22 余寿文教授、黄玉盈教授获得AMSS特别贡献奖（Special Contribution Award）
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22 中国力学学会
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