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2013年 34卷 3期
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       论文
217 非线性应力波传播理论的发展及应用
王礼立;虞吉林;周风华;唐志平;胡时胜;杨黎明
应力波传播理论是分析结构和材料在爆炸/冲击载荷作用下的响应及破坏特性的基础，在国防和民用工程上有重大价值。本文对作者们近半个世纪来在非线性应力波传播理论的发展及其工程应用方面所开展的主要研究作一回顾和讨论，包括：几类非线性应力波相互作用及失效，非线性粘弹性波传播理论及应用，动态破坏和应力波相互作用，以及应力波理论在防护工程中的应用等。
2013 Vol. 34 (3): 217-240 [摘要] ( 314 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 344 )
       简报
241 构元组集模型对结构弹性损伤至断裂过程的描述及与内聚区模型的比较
刘芳;付强;陈岑;梁乃刚
结构的响应实质上是材料的响应，宏观结构损伤至断裂的发展过程也是材料性质不断演化的结果。构元组集模型从材料的微观物理变形机制出发，基于对泛函势理论和Cauchy-Born准则，抽象出两种构元——弹簧束构元和体积构元。在微观层次上，结构损伤和断裂的实质都是原子间键合力减弱和丧失的结果，而弹簧束构元是同一方向上的原子键的抽象，因此损伤可以通过弹簧束构元的响应曲线来反映。组集两种构元的响应，建立了材料的弹性损伤本构关系，从而能一致描述材料从弹性到损伤、破坏的发展过程。将构元组集模型的本构关系嵌入ABAQUS的用户材料单元子程序UMAT，实现对结构响应的数值模拟。本文模拟了包含中心预制裂纹三点弯曲梁的裂纹扩展过程，并与内聚区模型比较，给出了内聚区模型所假设的应力——位移关系曲线，并从材料损伤演化的角度对材料裂纹扩展过程做出了物理解释。
2013 Vol. 34 (3): 241-246 [摘要] ( 291 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 357 )
247 脆性颗粒材料的应变率效应机理研究
黄俊宇;徐松林;胡时胜
利用分离式Hopkinson压杆（SHPB），对干燥石英砂进行了被动围压下的动态压缩实验，发现石英砂表现出了明显应变率效应。通过激光粒度分析测量了动静态压缩后的试件的级配曲线，发现同一应力水平下准静态压缩比动态压缩后的试件的颗粒破碎量更大。而通过拟合相对破碎率与外力功之间的关系，发现准静态压缩在颗粒破碎方面能量利用率更高也即破碎效率更高，而这正是脆性颗粒材料应变率效应的本质原因。
2013 Vol. 34 (3): 247-250 [摘要] ( 312 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 357 )
251 硬夹心矩形夹层板的整体稳定性分析
杨贺;邓宗白
摘要：本文在Reissner型理论给出的位移模式基础上，修正其软夹心假设，考虑夹心层面内刚度，给出了硬夹心夹层板的几何方程、物理方程，建立了硬夹心夹层板结构在面内纵向载荷作用下的平衡微分方程，并对方程进行了简化，通过理论计算得到了四边简支条件下硬夹心矩形夹层板整体失稳临界载荷的解析解，并分别计算了夹心层材料的弹性模量 、厚度 、泊松比 对硬夹心夹层板临界载荷的影响，结果证明，对于硬夹心夹层结构，夹心层面内刚度对硬夹心夹层板整体失稳临界载荷的影响较大，考虑其面内刚度是必要的。
2013 Vol. 34 (3): 251-258 [摘要] ( 287 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 393 )
259 非均质Cosserat连续体细-宏观均匀化条件
刘其鹏;刘晓宇;高月华
基于平均场理论的多尺度模拟关键问题之一是给定恰当的表征元(RVE)边界条件，以使均匀化过程满足Hill-Mandel细宏观能量等价条件，也即Hill宏观均匀化条件。对于非均质Cosserat连续体，已有的研究工作只能得到合理的混合平动位移-偶应力表征元边界条件，常用的一致平动位移-转角以及周期边界条件等均不能使用，给计算均匀化算法推导和实施带来了困难，也阻碍了多尺度分析方法的进一步发展与应用。为此，本文在推导和建立一个新的Hill定理版本基础上，不仅成功地给定了多种强形式表征元边界条件，而且构造出了合理的弱形式周期边界条件，这些条件既满足细宏观能量等价也符合一阶平均场理论基本假定，可在均匀化方法中推广与应用。
2013 Vol. 34 (3): 259-265 [摘要] ( 436 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 432 )
266 有限变形下单晶变温本构模型
赵聃;朱祎国;胡平;张万喜
本文构造了单晶热弹粘塑性的本构模型，模拟材料在不同温度下的力学行为。该模型以晶体热运动学作为分析变形的基础，即考虑温度变化情况下总体变形梯度的乘式分解，建立温度影响下的以弹性变形梯度为基本变量的控制方程来描述单晶材料的变形，算法采用隐式积分方法来求解控制方程以保证计算的稳定性。模型能反映单晶材料变形过程中温度对应力-应变响应的影响。
2013 Vol. 34 (3): 266-271 [摘要] ( 271 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 353 )
272 物性与温度相关材料广义热弹性模型及渐近分析
王颖泽;张小兵;宋新南
计及材料物性与温度的相关性，基于Clausius不等式和L-S广义热弹性理论，通过对自由能公式的高阶展开，构建了具有变物性特征的广义耦合热弹性动力学模型。推导了各向同性材料表面受热冲击问题的线性化控制方程组，利用热冲击的瞬时特征，借助于Laplace正、逆变换技术及其极限性质，给出了变物性条件下一维热冲击问题的温度场、位移场和应力场的渐近表达式。通过算例，得到了热冲击作用下各物理场的分布规律以及材料物性与温度相关性对于热弹性响应的影响规律。结果表明：材料物性与温度相关性对于各物理场的阶跃位置、阶跃间隔以及阶跃峰值均产生影响，但值得注意的是，相比于位移场和应力场的显著影响，其对温度场的影响效果并不明显。
2013 Vol. 34 (3): 272-278 [摘要] ( 234 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 352 )
279 波纹管式抛撒系统能量转换装置动态响应分析
杨琳;梁深根;刘桂祥;黄飞;何锃
摘要：采用LS-DYNA非线性动力学有限元程序，对某抛撒机构中的能量转换核心装置—波纹管在均布内压作用下的动态膨胀过程进行了数值分析，获得了波纹管动态响应规律；系统的考察了各种因素对波纹管的变形模式及其应力应变变化规律的影响；模拟了波纹管在内部压力和外围子弹群等共同作用下的耦合变形运动过程，对内弹道抛撒全过程进行了模拟，获得了波纹管耦合变形规律和子弹抛撒特性。模拟计算结果与试验现象基本一致。
2013 Vol. 34 (3): 279-285 [摘要] ( 438 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 353 )
286 基于应变能等效指标的结构损伤识别技术研究
郭惠勇;李正良
为了解决结构的多损伤识别问题，提出了一种基于应变能等效指标的损伤识别方法。首先给出了损伤前后模态应变能变化的表达式以及能量耗散公式，然后根据结构的能量耗散与应变能的变化值等价的原理，建立了一个四阶等效方程，最后求出了该方程的四个根，并通过对该方程四个根的分析得到了一个应变能等效指标，通过该指标可以方便的求解损伤的位置和程度。数值仿真结果表明，基于应变能等效指标的损伤识别方法不仅可以精确的识别出损伤的位置和程度，而且其识别精度明显好于应变能耗散率方法。
2013 Vol. 34 (3): 286-291 [摘要] ( 363 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 392 )
292 基于波动法的框式结构功率流主动控制方法与实验研究
王有懿;王坤;马文来;赵阳
为了研究扰动影响下框式结构中的功率流传播与主动控制，首先采用波动方法建立了框式结构的动力学模型并获得了其在扰动下的精确动力学响应，进一步得到结构中传播的功率流，并以此为目标函数，优化得到了最优控制力的大小与相位，然后对结构施加最优控制力，实现了框式结构的功率流主动控制。对框式结构功率流主动控制方法进行了数值计算分析与实验验证。结果表明：采用波动方法计算框式结构的动力学响应精确可靠；通过数值计算与实验研究可知功率流主动控制可以明显降低框式结构全频域内的抖动，验证了基于波动方法功率流主动控制的正确性与有效性。
2013 Vol. 34 (3): 292-298 [摘要] ( 247 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 380 )
299 改进时域间断Galerkin有限元方法在弹塑性波传播数值模拟中的应用
郭攀;武文华;吴志刚
对于高频、强脉动荷载作用下的结构动力学波传播分析，对比于传统的时域算法，时域间断Galerkin方法能捕捉到波阵面的间断，有效得避免了由于间断引起的数值振荡。但时域间断方法却带来了波前面的虚假数值振荡。本文针对上述波前数值振荡的现象进行研究，通过引入人工阻尼的方法对时域间断Galerkin有限元方法进行进一步改进。数值结果表明，所发展的方法能够有效的滤掉强动荷载产生的波前数值振荡现象，同时降低了时域间断Galerkin方法的网格依赖性。
2013 Vol. 34 (3): 299-304 [摘要] ( 267 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 374 )
305 区间五次Hermite样条多小波Euler-Bernoulli梁单元
夏逸鸣;唐敢;江世永
首先采用区间五次Hermite样条函数，分别构造了三节点梁的边界和中间节点的多小波尺度函数，然后，基于小波多辨分析思想，构建了梁单元位移多尺度近似空间的基函数系；最后，采用最小势能原理，得到弯曲梁的平衡方程，从而构造了区间五次Hermite样条多小波Euler-Bernoulli梁单元。算例结果表明，该小波单元可通过改变尺度来重新划分网格，从而可自由调节单个小波单元的计算精度，其计算精度与在相同网格划分下采用传统三节点Hermite梁单元计算的完全一致；与其它小波单元相比较，该小波单元具有计算简单明了，物理意义明确，易于理解的特点。
2013 Vol. 34 (3): 305-310 [摘要] ( 349 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 401 )
311 岩石脆性破坏临界信息综合识别
孙强
岩石脆性破坏导致的各种现象可以分为两类：①与物理力学参数和结构特征改变有关，表现为岩石本身变得破碎，承载力降低，变形速率增大，模量变小，渗透率增大，波速参数与电阻率值突变；②与能量释放及物理场参数变化有关，体现在声发射信号激增，电磁辐射强度增加，红外辐射加大。试验和理论分析表明：单轴条件下岩石破裂前临界特征点所对应的应力和岩石峰值应力比值的约在70%与80%之间，均值约为75%。通过本文分析可知，岩石脆性破坏的各种信息与岩石微破裂发展存在特定的关联性，利用综合信息源可以很好的进行脆性破坏临界点的识别。
2013 Vol. 34 (3): 311-319 [摘要] ( 295 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 441 )
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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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