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文章快速检索     高级检索 2012年 33卷 4期 刊出日期： 论文 简报 论文 优博        论文 341 电活性聚合物圆柱壳静态与动态电压下的响应及稳定性 何新振;雍华东;Youhe Zhou 摘要：在电活性聚合物圆柱壳内外表面施加电压，圆柱壳会变薄并且伸长，因此相同的电压会在圆柱壳内产生更大的电场。这个正反馈可能使圆柱壳厚度不断变薄，最终导致其失稳破坏。本文研究了电活性聚合物圆柱壳在静态和周期电压作用下的响应及稳定性问题。采用neo-Hookean材料模型得到描述圆柱壳表面运动的非线性常微分方程。给出了圆柱壳在不同厚度和边界条件下外加电压随圆柱壳变形的变化曲线，结果表明存在一个临界电压，当外加电压大于这一临界值时，圆柱壳将被破坏。同时，也讨论了厚度和边界条件对临界电压的影响。圆柱壳在正弦周期电压作用下，其运动随时间的变化是周期性的或拟周期性的非线性振动。给出了圆柱壳振动固有频率的计算结果，采用打靶法得到圆柱壳振动的周期解，并且用数值法研究了周期解的稳定性。采用数值仿真得到圆柱壳振动振幅随外加动态电压激励频率的变化曲线，结果表明圆柱壳会发生多频共振，共振时圆柱壳振幅发生跳跃，导致圆柱壳失稳破坏。最后给出共振点临近点的振动曲线和相图，并对其振动特性进行讨论。 2012 Vol. 33 (4): 341-348 [摘要] ( 285 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 582 ) 349 基于径向基函数配点法的梁板弯曲问题分析 王莉华;仲政 采用径向基函数配点法分析考虑剪切效应的梁板弯曲问题，该方法利用径向基函数作为近似函数，基于配点法离散方程，通过最小二乘法求解。径向基函数配点法在离散和计算过程中不需要任何形式的网格划分，是一种真正的无网格法；径向基函数可以用一元函数来描述多元函数，存在明显的储存和运算简单的特点；而基于配点法求解不需要积分，提高了计算效率。分析考虑剪切效应的薄梁板问题时，传统的有限元法或无网格法求解均会存在剪切锁闭问题，而径向基函数在全域内存在无限连续性，能够准确地满足Kirchhoff约束条件，因此径向基函数配点法能够消除剪切锁闭现象，而且不会出现应力波动。该方法的优势在于，其不仅易于离散、精度高，而且具有指数收敛率，计算效率高。数值算例验证了上述结论和该方法的稳定性。 2012 Vol. 33 (4): 349-357 [摘要] ( 285 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 518 ) 358 材料参数对韧性材料高应变率拉伸碎裂过程的影响 郑宇轩;胡时胜;陈磊;周风华 Grady-Kipp将一个与断裂能量相关的内聚断裂模型引入Mott[1]的刚性卸载波分析，导出一个预测韧性材料在高速拉伸碎裂过程中产生碎片的平均尺度的计算公式[2]。为定量评估Grady-Kipp公式的适用程度，采用数值方法模拟了具有不同材料参数的一维弹塑性杆在高应变率拉伸过程中的碎裂现象。通过改变材料的断裂能 、密度 和应变率敏感系数c，模拟了杆在不同应变率 下的碎裂过程，研究了材料参数对碎裂时的碎片尺度、表观断裂应变和断口温升等的影响。通过对应变率和碎片尺寸进行无量纲化，证实Grady-Kipp公式在广泛的材料参数范围内能较好地预测碎裂过程中发生的碎片平均尺寸。 2012 Vol. 33 (4): 358-369 [摘要] ( 319 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 591 ) 370 基于Kriging的泡沫填充锥形薄壁结构耐撞性6σ稳健性优化设计 高伟钊;莫旭辉;钟志华;孙光永 基于泡沫填充薄壁结构耐撞性优化结果的稳健性和可靠性要求，考虑设计变量的不确定性，将一种结合试验设计技术、Kriging近似建模技术、蒙特卡罗模拟技术和 质量控制理念的稳健性优化方法，应用于泡沫填充锥形薄壁结构耐撞性优化过程中，对其进行了可靠性和稳健性优化设计。结果表明，该结构的耐撞性得到了提高，具有较强的工程实用性，与确定性优化结果相比，稳健性优化结果的稳健性和可靠性均得到了提高。 2012 Vol. 33 (4): 370-378 [摘要] ( 283 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 598 ) 379 粘弹性树脂基三维编织复合材料的热膨胀性能研究 袁欣;孙慧玉 首先利用均匀化理论并结合有限元法研究了三维编织复合材料的粘弹性效应，根据松弛模量的计算结果研究了材料热膨胀系数随时间的变化关系，在此基础上，给出了编织结构和工艺参数(编织角、纤维体积比)对材料初始热膨胀系数的影响规律，计算结果与实验值吻合较好。本文工作为深入研究三维编织复合材料的热粘弹性能提供了基础。 2012 Vol. 33 (4): 379-385 [摘要] ( 303 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 445 ) 386 弯载下位于刚性固定端周向壁穿裂纹的圆柱壳弹塑性解 赵耀;何书韬 金属圆柱壳结构常见于大型复杂结构系统中。这类构件在其端部与其它构件相连接是工程上常见的结构形式。由于连接处焊接热影响或实际复杂内力的作用，在连接处产生疲劳裂纹的几率相对增大；另一方面，由于高韧性材料的应用，使得弹塑性裂纹更为常见。然而到目前为止尚无这类问题的弹塑性理论解析。本文针对受弯曲载荷作用下的周向壁穿裂纹位于固定端的圆柱壳，基于半膜力壳理论及Dugdale模型，推导了裂纹尖端张开位移(CTOD)和裂纹尖端张开角度(CTOA)等一套相对完整的弹塑性解析解。该解除少数数值求根外，均为显式表达，可用于裂纹起裂、撕裂计算，追踪此类由弹塑性裂纹的存在所引起的圆柱壳结构的柔度以及裂纹撕裂条件下的极限承载能力等变化过程，弥补了这类工程问题解析解空缺的不足。 2012 Vol. 33 (4): 386-394 [摘要] ( 224 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 415 ) 395 先进高强度钢的断裂失效准则研究 桂良进;高付海;范子杰 先进高强度钢(AHSS)是通过相变获得高强度的应用前景最好的汽车轻量化材料。与传统深拉钢相比，AHSS韧性相对较低，在冲压成形过程中容易发生断裂，阻碍了它在汽车上的广泛应用，因而AHSS的断裂失效研究成为当前国内外研究的热点。本文以AHSS的代表钢种双相钢(DP)为研究对象，通过试验与数值计算相结合的方法研究其在不同三轴应力状态下的失效特性，尝试寻找一个适用于它的失效准则，用于其断裂失效的预测。 2012 Vol. 33 (4): 395-403 [摘要] ( 349 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 896 )        简报 404 翻转后的不可压缩neo-Hookean圆柱管的有限变形 赵巍;袁学刚;张洪武;任九生 研究了由径向横观各向同性不可压缩的neo-Hookean材料组成的圆柱形管在翻转后的有限变形问题。利用材料的不可压缩条件和半逆解法对相应的数学模型进行求解，并根据边界条件得到了翻转后的圆柱形管的内半径以及轴向伸长率应满足的非线性方程组。通过数值算例讨论了材料参数和结构参数对翻转后圆柱形管的内半径以及轴向伸长率变化的影响。结果表明：初始厚度对翻转后圆柱形管的内半径与轴向伸长率没有本质上的影响；而径向各向异性参数却有本质上的影响，特别是在轴向伸长率方面。 2012 Vol. 33 (4): 404-407 [摘要] ( 330 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 441 ) 408 超弹性橡胶材料的改进Rivlin模型 邢誉峰;刘滢滢 讨论了不可压缩橡胶材料的超弹性唯象本构模型。针对典型实验，给出选择应变能函数的原则。从物理机理上，分析了Neo-Hookean模型、Mooney模型、三阶Rivlin模型及Ogden模型的优缺点。在此基础上，将Rivlin模型改进成为 ，这种新形式具有三个优点：①若取前三项（N=1），则其结果与不可压缩线弹性的应变能相等，能够近似满足剪切的线性关系，但拉伸及压缩的线性关系是精确满足的。②当N≥2时，简单剪切中的应变能及剪应力τxy在小应变情况下是以剪应变γxy为等比的多项式展开；而Rivlin模型只能保证简单剪切实验中的应变能及剪应力τxy是以(γxy)2为等比的级数展开的形式，当取前两项的情况下，Rivlin模型只能精确保证常剪切，拉伸及压缩的线性关系无法得到保证。针对典型实验数据，若取同阶次多项式，本文模型的同类实验数据预测及不同类实验数据间相互预测的精度都比Rivlin模型的高。 2012 Vol. 33 (4): 408-414 [摘要] ( 399 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 517 ) 415 双周期加筋微穿孔板的振动响应及声透射的研究 周海安;王晓明;梅玉林 本文主要研究了水下无穷大双周期加筋微穿孔薄板，在平面声波斜入射下的振动响应和声透射，并提出了一种半解析半数值的计算方法。利用微穿孔板的声阻抗以及薄板表面的振速边界条件，建立了加筋穿孔薄板的振动方程，并根据傅立叶变换及空间波数法将振动位移表达为波数分量的迭加形式。采用数值计算的方法对波数分量进行求解并通过傅里叶逆变换，最终得到了双周期加筋穿孔薄板的振动响应及透射系数。通过与Takahashi穿孔板声压结果的对比，证明了本方法的正确性。在算例中，分析了加强筋及穿孔率对薄板结构的振动和声透射的影响。 2012 Vol. 33 (4): 415-422 [摘要] ( 251 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 524 ) 423 端承粘弹性桩纵向振动的轴对称解析解 杨骁 将桩和土视为粘弹性介质，利用Helmholtz分解和分离变量法，在频率域研究了粘弹性土层中端承粘弹性桩纵向振动的动力特性，求得了桩轴对称纵向振动时动力响应的解析解，进而得到桩头复刚度的解析表达式。通过数值计算，给出了桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应，考察了土层粘性、桩长径比、桩土模量比、桩泊松比和粘性等参数对桩头刚度因子和等效阻尼的影响。研究表明：由于考虑了桩的径向变形效应以及土层对桩的径向力作用，轴对称精确解的桩头动刚度因子和等效阻尼与经典Euler杆模型桩的桩头动刚度因子和阻尼有较大区别。因此，经典Euler杆模型桩的适用范围具有一定的局限性，在若干情形下应采用基于三维粘弹性的桩纵向振动轴对称模型进行分析。 2012 Vol. 33 (4): 423-430 [摘要] ( 240 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 447 ) 431 梯度弹性基础上正交异性薄板的弯曲 李华东;朱锡;梅志远;张颖军;邱家波 基于能量法和变分原理，采用双参数弹性基础模型，研究了梯度弹性基础上正交异性薄板在分布载荷作用下的弯曲问题。首先，根据能量法与变分原理，给出了梯度弹性基础上正交异性薄板的弯曲微分平衡方程，并得到了梯度弹性基础刚度系数 与 的计算表达式；进而，假设 向正应力在厚度方向上均匀分布，推导了弹性基础 向位移衰减函数 的计算式。在算例中，通过将梯度弹性基础退化为均质基础，并与Vlazov模型对比，证明了本文理论的正确性；最后，求解了弹性模量呈幂律分布的梯度基础上薄板的挠度分布，分析了基础上下表层材料弹性模量比 与体积分数指数 对薄板挠度分布的影响。 2012 Vol. 33 (4): 431-436 [摘要] ( 271 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 656 ) 437 表面微空洞长大和相互作用的晶体有限元分析 刘文辉 通过建立空洞长大和相互作用的3D模型，采用晶体塑性有限元模拟研究了FCC晶体表面空洞的长大和相互作用行为，分析了晶体取向和微空洞在表面的深度变化对表面空洞长大和相互作用的影响。模拟结果表明：晶体取向除了影响空洞形状和长大方向外，还会影响空洞长大速度；总体而言，在固定位移边界条件下硬取向晶粒表面的空洞长大和相互作用大于软取向。随着空洞在单晶体表面深度的增加，空洞周围的最大塑性变形增加，变形局部化更加严重，空洞长大速度增加。 2012 Vol. 33 (4): 437-443 [摘要] ( 294 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 496 )        优博 444 若干先进电磁材料结构的断裂与稳定性等力学特性的理论研究 (优秀博士学位论文介绍) 雍华东 超导材料、介电弹性材料和压电功能梯度材料等先进电磁材料及其结构的制备与应用研究已为当前物理、材料、力学、工程等众多领域的学者所关注，其力学特性的研究是这类材料应用中遇到的基础性课题之一。本博士学位论文针对这些先进电磁材料不同的力-电-磁多场耦合特性开展了电磁材料及结构的断裂与稳定性等力学特性的理论建模和定量分析研究，主要研究内容分为如下的三方面。 2012 Vol. 33 (4): 444-448 [摘要] ( 300 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 578 )

编辑部公告 Acta Mechanica Solida Sinica入选2021年国际影响力TOP期刊榜单 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” 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” 2020年度Acta Mechanica Solida Sinica 影响因子达到2.161 重要通知 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 Acta Mechanica Solida Sinica (AMSS) 入选“2019中国最具国际影响力学术期刊” 余寿文教授、黄玉盈教授获得AMSS特别贡献奖（Special Contribution Award）   下载中心 固体力学学报投稿模板 固体力学学报(中文版)版权协议(保密协议) 固体力学学报（英文版）版权协议   友情链接 Acta Mechanica Solida Sinica 投稿系统 (Springer) Acta Mechanica Solida Sinica 主页 (Springer) 中国力学学会 中国力学学会期刊网

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