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2013年 34卷 5期
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433 基于可变形蜂窝的柔性蒙皮力学性能分析与结构设计
张平;周丽;邱涛
变体飞机可以在飞行中充分改变外形获得最佳气动效率以适应变化的任务环境。覆盖在结构表面的蒙皮不仅要具有良好的面内方向柔性，产生满足设计变形量的光滑连续变形，同时要提供足够的垂直平面方向刚度，维持气动构型，并将气动载荷传递到下层结构。本文提出一种在十字形可变形蜂窝表面覆盖硅胶表层的结构作为柔性蒙皮，理论分析了该柔性蒙皮在面内方向的变形机理以及十字形可变形蜂窝的形状参数对其力学性能的影响，并与仿真和试验结果进行了比较。根据后缘变弯度机翼的设计要求，给出了柔性蒙皮优化后的设计参数范围。结果表明该柔性蒙皮具有足够的面内方向变形能力和垂直平面方向承载能力，满足变弯度机翼后缘设计要求。
2013 Vol. 34 (5): 433-440 [摘要] ( 409 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 606 )
441 层状柱壳磁电复合材料的非线性磁电效应研究
师阳;张娟娟;高原文
本文基于超磁致伸缩材料非线性本构，从基本的控制方程出发，对层状柱壳磁电复合材料的非线性磁电响应进行理论研究，讨论了不同边界下磁场频率以及压电材料厚度比对磁电系数的影响，并得到了不同预压力下磁场大小对于磁电系数的影响。数值计算结果显示,对于Tefernol-D/PZT-5层状磁电复合材料，随着预压力值增大，磁电系数最大值减小，取得最大值时对应的磁场值逐渐增大；不同边界条件、磁场频率和磁场大小下，材料厚度比对磁电系数的也有着不同的影响。特别地当外加磁场频率较大时，相应于压电层厚度比，磁电系数呈现多极值现象。
2013 Vol. 34 (5): 441-449 [摘要] ( 259 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 443 )
450 ECAP对纯铜循环硬化/软化特性的改变
张克实;董书惠;许凌波;黄世鸿;袁秋平
以纯铜棒材试样为研究对象，通过试验研究不同道次等通道转角挤压（ECAP）后材料的单轴拉压循环行为，探讨ECAP后材料循环特性的变化，得到以下结论：（1）具有循环硬化特性的纯铜进行ECAP挤压后，其循环特性可转变为循环软化；（2）第一道次ECAP挤压对材料循环应力应变响应的强化作用最大，后续道次挤压对强化的效用迅速降低，4道次以后挤压的强化作用似可忽略不计；（3）因循环软化，纯铜经ECAP挤压后的循环应力应变曲线大大低于其单调拉伸应力应变曲线，与未经ECAP挤压的结果相反。本文研究表明，评估ECAP对材料的强化效果需同时考察材料单调加载和循环加载的力学性能。
2013 Vol. 34 (5): 450-458 [摘要] ( 234 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 469 )
459 面内阶跃载荷下矩形薄板的塑性动力屈曲
邓磊;王安稳;毛柳伟
对于面内阶跃载荷作用下矩形薄板的塑性动力屈曲问题，将临界应力和屈曲惯性项指数参数作为双特征参数求解。由相邻平衡准则导出失稳控制方程，由动力屈曲发生瞬间的能量转换和守恒准则，导出波阵面上的屈曲变形补充约束条件。失稳控制方程、边界条件、塑性波阵面上的连续条件和补充约束条件构成了定量求解两个特征参数和动力屈曲模态的完备条件。研究了矩形薄板塑性动力屈曲过程中板的厚宽比、冲击载荷大小、屈曲模态和临界屈曲长度之间的关系。
2013 Vol. 34 (5): 459-465 [摘要] ( 277 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 504 )
466 Z-pins增强C/SiC复合材料层间I型断裂韧性
刘韡
提出手工预缝纫方法将3K丝束的T300碳纤维引入预成型体，经过多次反复化学气相渗透工艺，在预成型体和缝线处同时渗透SiC基体，制备Z-pins增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料。通过双悬臂梁对称弯曲试验测定了层间I型应变能释放率，分析了材料的裂纹扩展行为和Z-pins增强机理，建立了层间I型裂纹扩展预测模型。结果表明：Z-pins植入平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料层压板能提高层间I型断裂韧性。Z-pins增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料层压板I型层间增强机理主要是Z-pins桥连和Z-pins拔出。层间裂纹扩展预测模型的预测结果与试验结果吻合较好。
2013 Vol. 34 (5): 466-472 [摘要] ( 262 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 525 )
473 基于Weibull分布的盐岩分数阶蠕变本构模型研究
丁靖洋;周宏伟;李潮;王春萍;武志德
采用流变程控仪对湖北江汉油田盐岩试样进行了三轴蠕变实验。基于Weibull随机分布获得岩石损伤变量随加载时间的变化形式，构建了变黏性系数Abel粘壶本构关系。基于分数阶微分理论，采用将变黏性系数Abel粘壶替代西原正夫模型中Newton粘壶的方法，建立了盐岩蠕变损伤本构模型，并采用最小二乘法拟合获得了该本构模型中的参数。通过拟合曲线对比发现，本文提出的盐岩分数阶蠕变本构模型在描述盐岩的蠕变全过程，尤其是加速蠕变过程中具有较明显的优势，并且验证了西元正夫模型为本文所提出的本构模型的一个特例。
2013 Vol. 34 (5): 473-480 [摘要] ( 384 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 546 )
       简报
481 弯曲衬底上应变异质外延薄膜形态失稳的相场模拟
梁晓东;汪忠明
本文旨在研究弯曲衬底上应变异质外延薄膜的表面非线性演化行为，研究采用了基于Eshelby等效方法的相场微弹性模型来模拟二维应变 薄膜/衬底系统的形态失稳。建立了关于等效特征应变和长程序参量的自由能泛函，数值求解了时间相关的Ginzburg-Landau动力学方程。系统自由能包括化学能，弹性应变能以及薄膜、衬底与真空相两两之界面能。跟踪了全时的形态演化过程，给出了指定时刻的量子点形态轮廓图。结果表明，量子点倾向于沉积在弯曲衬底的波谷处，波谷处是能量有利位置，量子点在此处比在波峰处更加稳定。本文所做的相场模拟可以用来预测量子点形成的轮廓、尺寸和位置，可以为控制和生成周期性自组装表面纳米结构提供理论指导。
2013 Vol. 34 (5): 481-486 [摘要] ( 208 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 706 )
487 可压缩条件下超弹性电子封装材料中孔穴的增长问题
李志刚;树学峰
考虑了温度改变对高聚物材料体积变化的影响，将材料的不可压缩假定修正为可压缩假定。对具有neo-Hookea特征的高聚物电子封装材料在回流焊过程中由于湿热所引发的“爆米花”式的孔穴破裂现象进行了理论研究。利用有限变形的理论给出此类材料在计及体积改变效应下的孔穴增长和吸湿产生的蒸气压力与热应力之间的广义解析关系。该广义解析关系包含了不可压缩条件下的解析关系。分析结果表明：当温度改变引起的可压缩效应较大时，利用可压缩假定分析得到的极限载荷值与利用不可压缩假定分析得到的极限载荷值相比有所提高。但当温度改变引起的可压缩效应较小时，利用两种假定分析得到的极限载荷值相差不大。在温度变化范围不大的情况下，采用不可压缩的假定是合理的。
2013 Vol. 34 (5): 487-492 [摘要] ( 246 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 605 )
493 单自由度超弹性SMA减振结构随机振动控制理论研究
任文杰
利用形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）丝的超弹性，提出了一种具有复位功能的阻尼器。在SMA丝的Graesser本构模型基础上，建立了阻尼器恢复力的滑移双线性模型；假定滞回面积相等，提出了恢复力的滑移刚塑性模型以近似简化滑移双线性模型。采用等价线性化法建立了单自由度超弹性SMA减振结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析公式。通过一算例，考虑不同激励谱密度和结构阻尼比：比较了等价线性法和蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟法计算的结构振动响应（位移标准差和速度标准差），证明了SMA减振结构随机振动控制理论的有效性；比较了等价线性减振结构和无控结构的动力特性（刚度和阻尼比）和振动响应，说明了SMA阻尼器能提高结构的刚度和阻尼比，因而可有效抑制结构的振动。
2013 Vol. 34 (5): 493-500 [摘要] ( 282 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 435 )
501 穿透夹杂界面的半无限楔形裂纹尖端螺型位错的发射研究
张艳兵;冯慧;方棋洪;刘又文
摘要：研究了穿透圆形夹杂界面的半无限楔形裂纹与裂纹尖端螺型位错的干涉问题。应用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法，得到了位错位于半圆形夹杂内部时，半无限基体和半圆形夹杂内复势函数的解析解。然后利用保角映射技术得到了穿透圆形夹杂界面的半无限楔形裂纹尖端螺型位错产生的应力场以及作用在位错上的位错力的解析表达式。主要讨论了螺型位错对裂纹的屏蔽效应以及从楔形裂纹尖端发射位错的临界载荷条件。研究结果表明正的螺型位错可以削弱楔形裂纹尖端的应力强度因子，屏蔽裂纹的扩展，屏蔽效应随位错方位角的增大而减小。位错发射所需的无穷远临界应力随发射角的增加而增大，最可能的位错发射角度为零度，直线裂纹尖端位错的发射比楔形裂纹尖端位错的发射更容易，硬基体抑制位错的发射。
2013 Vol. 34 (5): 501-507 [摘要] ( 292 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 574 )
508 单轴压缩下微纳晶镍的孔洞演化模型
周剑秋;王璐;张舒
在含孔隙微纳晶材料受单轴压缩载荷下的大塑性变形中，由于孔洞与基体变形的不匹配，在孔洞周围将产生大量的几何必需位错，本文假设这些位错均匀地从孔洞表面向其内部发射，促使孔洞周围先产生局部非均匀变形，从而导致微纳晶镍试样内孔隙率的变化。基于这种假设本文首先建立了单轴压缩载荷下孔洞的演化发展模型，并用此模型预测了孔隙率的变化，将其与实验测定值进行了比较，结果表明孔洞演化发展模型具有一定合理性。在此基础上，讨论了固定孔隙率和演化发展的孔隙率对不同晶粒尺寸和不同应变速率下的纳晶镍试样力学行为的影响。
2013 Vol. 34 (5): 508-514 [摘要] ( 229 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 390 )
515 混凝土压缩性对SHPB试验中惯性效应的影响
陈滔;李庆斌;管俊峰
惯性效应是造成大尺寸的SHPB试验中混凝土试件应力不均匀和多轴性的主要原因。本文分析了SHPB试验中的惯性效应规律，给出了可考虑混凝土压缩性的改进Gorham惯性效应公式。进一步结合SHPB系统混凝土试验的加载过程，利用改进公式对试验进行了计算分析，与试验比较结果表明：建议的惯性效应改进公式对实际混凝土SHPB试验的考虑更为合理和全面。
2013 Vol. 34 (5): 515-520 [摘要] ( 266 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 432 )
521 亚音速气流作用下薄板结构混沌运动的时滞反馈控制
姚国;李凤明
研究了亚音速气流下非线性二维薄板结构在横向周期载荷作用下的混沌运动及控制问题。基于von Karman大变形板理论和分离变量法，建立了亚音速下薄板结构的运动控制方程。对于未控系统，采用Melnikov方法判断其混沌运动阈值，并用Runge-Kutta法进行数值验证。对处于混沌运动状态的系统，采用时滞反馈控制方法对混沌运动进行控制。结果表明，Melnikov方法可以有效地预测系统的混沌运动行为，时滞反馈控制方法可以有效地将系统的混沌运动转化为周期运动。
2013 Vol. 34 (5): 521-526 [摘要] ( 290 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 497 )
527 三轴剪切作用下体积变化对岩石力学性质影响
王者超
2013 Vol. 34 (5): 527-535 [摘要] ( 241 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 498 )
536 饱和土地基在简谐荷载作用下的解析分析
周凤玺;赖远明
基于多孔介质混合物理论，用解析的方法研究了不可压饱和土地基受到简谐荷载作用下的动力响应问题。利用Fourier积分变换求解耦合方程组，得到了二维饱和土介质在简谐荷载作用下的通解。针对表面透水的具有下卧基岩的饱和土层以及半无限饱和土地基的边界条件，获得了固体骨架位移、孔隙流体位移、固体骨架有效应力以及孔隙流体压力的积分形式解答，并通过数值算例分析了饱和土地基在简谐荷载作用下的响应。
2013 Vol. 34 (5): 536-540 [摘要] ( 300 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 451 )
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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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