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2012年 33卷 3期
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论文
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       论文
233 考虑尺寸效应的多晶金属循环塑性分析
张静;张克实;许凌波
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本文采用多晶塑性分析方法，设材料点包含一定数量的各向异性单晶晶粒并考虑晶粒尺寸的影响，计算材料点的应力和应变时利用了Taylor假设。模型引入考虑尺寸效应的晶体滑移硬化函数，同时针对晶体滑移引入背应力及其方向性硬化的描述，以反映不同晶粒尺寸材料在循环加载条件下的力学行为。利用该模型，本文第一作者采用显式格式编制了与ABAQUS商用有限元软件接口的用户材料子程序（VUMAT），实例计算证实该模型可以反映和描述多晶金属材料在材料反复加载条件下的循环塑性行为与尺寸效应。
2012 Vol. 33 (3): 233-241 [摘要] ( 293 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 368 )
242 深部岩体损伤对分区破裂化效应的影响
周小平;周敏;钱七虎
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深部岩体是一种具有初始损伤的非连续介质，其内部存在着大量节理和裂隙。深部岩体分区破裂化效应与节理、裂隙的扩展、连接和汇合密切相关。由于节理、裂隙的扩展、连接和汇合可能会导致深部岩体的内部空间由欧氏几何空间向非欧几何空间转化。本文利用损伤变量表示含节理和裂隙岩体的损伤，根据非欧几何模型，获得了静水压力和非静水压力情况下深部圆形洞室损伤围岩的应力场，确定了损伤变量对圆形洞室围岩的应力场和分区破裂化效应的影响。采用Hoek-Brown准则，获得了静水压力和非静水压力情况下损伤围岩的破裂区与非破裂区的分布规律。本文的研究结果为理解深部岩体分区破裂模式提供了有价值的参考。
2012 Vol. 33 (3): 242-250 [摘要] ( 269 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 352 )
251 拉伸载荷下混凝土体分形内聚模型
李冠英;欧卓成;于波;黄风雷
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在综合考虑混凝土试件微断裂面分形分布及断面分形演化基础上，提出了体分形内聚模型，用于描述混凝土试件在准静态拉伸载荷作用下的破坏行为。数值计算结果与现有实验数据吻合较好。此外，采用该模型分析了混凝土骨料级配对材料软化性质的影响。结果表明，在拉伸载荷作用下，混凝土骨料级配越均匀，材料的软化特征越明显。
2012 Vol. 33 (3): 251-257 [摘要] ( 265 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 357 )
258 单畴外延铁电薄膜的相结构与稳定性
周志东;张春祖;蒋泉
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本文采用动态金茨堡-朗道（DGL）方程研究了薄膜厚度与错配应变对 取向单畴外延PbTiO3（PTO）铁电薄膜相结构与稳定性的影响。结合平面内松弛应变（等效应变）、表面效应与退极化场等机电耦合边界条件，通过数值求解DGL方程获得外延单畴铁电薄膜错配应变-厚度相图和错配应变-温度相图。数值分析结果显示，由于生成的界面位错松弛了薄膜内错配应变，在理论高应变区相图与传统分析结果有较大差别，文中发现在更广的理论错配拉应变区出现稳定的四方相（c相）结构和单斜相（r相）结构。结果也显示，随着薄膜厚度的减小，表面效应与退极化效应会把顺电相扩展到更低温度区域，从而压缩稳定的铁电相存在的温度区域。
2012 Vol. 33 (3): 258-264 [摘要] ( 255 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 352 )
265 超高强度钢AF1410塑性流动特性及其本构关系
苏静;郭伟国;曾志银;邵小军
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在本文中，为揭示超高强度钢AF1410的塑性流动性，并研究其塑性流动本构关系，利用CSS4410电子万能试验机和改进的Hopkinson拉压杆技术，对AF1410钢在温度从100K到600K，应变率从0.001/s到2000/s，塑性应变超过20%的塑性流动特性进行了试验研究。结果表明，拉伸加载下AF1410钢屈服强度低于压缩屈服强度，且随应变率增加，拉压屈服强度差值越来越大；该材料塑性流动应力对应变率敏感性低，而对温度较为敏感；随应变率的提高，该材料拉伸失效应变减小，但温度对失效应变无明显影响。最后基于位错的运动学关系，借助试验数据，获得了AF1410钢的塑性流动物理概念本构模型，并通过与经典J-C模型的结果对比对该物理概念本构模型进行了评估分析，表明该物理概念本构模型在较宽温度和应变率范围能较好的预测AF1410钢的塑性流动应力。
2012 Vol. 33 (3): 265-272 [摘要] ( 304 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 346 )
273 大型饼类锻件镦粗夹层裂纹缺陷形成机理研究
李学通;张沛;王敏婷;杜凤山
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针对大型饼类锻件镦粗过程出现的夹层裂纹缺陷问题，本文采用有限元技术，建立锻件镦粗过程的热力耦合理论分析模型，计算了镦粗过程中等效应变、等效应变速率及其对应梯度的演变规律。通过对各场变量演变分布的分析，提出了基于变形程度与变形速度梯度组合式的夹层缺陷判断模型，并获得了锻件心部夹层裂纹的形貌和分布。通过对比计算结果与实验测试数据，二者吻合良好。
2012 Vol. 33 (3): 273-278 [摘要] ( 271 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 343 )
279 修正的偶应力线弹性理论及广义线弹性体的有限元方法
颜世军;刘占芳
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以含偶应力的弹性理论为基础，考虑小变形情况下变形体的平动变形和旋转变形，提出关于偶应力与曲率张量的线性本构关系，建立一般弹性体的线性模型。为满足有限单元C1连续性要求，考虑转角为独立变量，利用罚方法引入约束条件，构造一般弹性体的约束变分形式。应用8节点48个自由度的实体等参元，建立一般弹性体力学响应分析的有限元方程。对悬臂梁的静力和动力分析表明，一般弹性体模型较之经典弹性力学更适合结构分析；较之Timoshenko梁模型，一般弹性体模型能够计及结构尺度对结构动力特性和动力响应造成的显著影响。
2012 Vol. 33 (3): 279-287 [摘要] ( 354 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 372 )
288 增强相/夹杂内螺位错偶极子与含共焦钝裂纹椭圆夹杂的干涉效应
余敏;刘又文
DOI:
运用弹性力学的复势方法，研究了纵向剪切下增强相/夹杂内螺型位错偶极子与含共焦钝裂纹椭圆夹杂的干涉效应，得到了该问题复势函数的封闭形式解答，由此推导出了夹杂区域的应力场、作用在螺型位错偶极子中心的像力和像力偶矩以及裂纹尖端应力强度因子级数形式解。并分析了位错偶极子倾角 、钝裂纹尺寸和材料常数对位错像力、像力偶矩以及应力强度因子的影响。数值计算结果表明：位错像力、像力偶矩以及应力强度因子均随位错偶极子倾角做周期变化；夹杂内部的椭圆钝裂纹明显增强了硬基体对位错的排斥，减弱了软基体对位错的吸引，且对于硬夹杂，位错出现了一个不稳定平衡位置，该平衡位置随钝裂纹曲率的增大不断向界面靠近；变化 值将出现改变位错偶极子对应力强度因子作用方向的临界值。
2012 Vol. 33 (3): 288-295 [摘要] ( 311 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 366 )
296 Lode角对应力张量的导数的基本性质
徐远杰;楚锡华;余村
DOI:
为计及岩土类材料塑性力学行为的中主应力影响或应力路径相关性，通常将应力张量Lode角/Lode数引入屈服函数与塑性势函数。由此在计算塑性应变增量时必然涉及Lode角/Lode数对应力的导数张量（记为 ）。然而，应力张量主值有重根时 的计算存在困难。本文给出了 的主值计算方法及谱分解表达式并详细讨论了张量 的基本性质。
2012 Vol. 33 (3): 296-301 [摘要] ( 752 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 362 )
       简报
302 输液曲管平面内振动的波动方法研究
李宝辉;高行山;刘永寿;鲁华平;岳珠峰
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采用Flügge曲梁模拟弯曲管道，推导了管内流体的加速度，在总体轴线不可伸长假定的基础上建立了曲管平面内振动的动力学方程；采用波动方法，获得了曲管内振动波的传播和反射矩阵，提出了计算曲管平面内振动固有频率的数值方法。算例分析中，通过计算两端固定半圆形曲管的临界流速并与已有文献结果对比，验证了本文方法的正确性。最后，计算了两端固定半圆形曲管在四种不同流速下的前四阶固有频率，结果表明，管内流速的增大会降低管道的固有频率，当流速增大到某一特定值时，管道的一阶固有频率消失。
2012 Vol. 33 (3): 302-308 [摘要] ( 287 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 359 )
309 考虑中性层位置变化的微悬臂梁气体传感器静态模型的分析
景大雷;王飞;王晓明;赵亮;赵学增
DOI:
微悬臂梁是一种高灵敏度的生化传感器。本文考虑吸附表面应力引起的中性层位置的变化，采用能量法建立了微悬臂梁在单层分子吸附稳定后的静态弯曲模型，并以表面吸附有水蒸汽分子的微悬臂梁为例，研究了微悬臂梁曲率半径随其厚度、杨氏模量及吸附分子间距的变化规律以及中性层位置变化对微悬臂梁传感器性能预测的影响，结果发现：1)微悬臂梁的曲率半径与其杨氏模量、厚度及吸附分子间距之间可以近似用一次、二次和八次函数关系表示；2）中性层变化导致的曲率半径计算误差，随着微悬臂梁厚度、杨氏模量的增加而减小，但影响较小，而吸附分子间距会对该相对误差产生明显影响；3）中性层位置变化会对微悬臂梁传感器灵敏度和表面应变预测产生明显的影响。
2012 Vol. 33 (3): 309-316 [摘要] ( 288 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 352 )
317 具有弱界面特性叠层压电球壳的自由振动
刘承斌;吕朝锋
DOI:
针对具有弱界面的叠层压电球壳自由振动，引入两个位移和应力函数，从三维压电弹性理论基本方程出发建立了分别对应于两类振动形式的独立状态方程，并通过球面谐函数展开技术以及近似层合模型将其化为关于径向坐标的常系数状态方程。采用弱界面模型建立状态向量的界面传递关系，与层内传递关系得到球壳内外状态变量的整体传递关系。最后考虑球壳内外边界自由条件, 得到了两类振动形式的频率方程。通过与已有精确解的比较验证了本文解的准确性，数值详细表明弱界面弹性柔性系数的大小对叠层球壳自振频率有较大影响，但弱界面导电性的高低对自振频率的影响不大。
2012 Vol. 33 (3): 317-324 [摘要] ( 229 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 351 )
325 关于结构非概率可靠性模型中安全评估
樊建平;李世军;漆伟;陈旭勇
DOI:
考虑区间变量非概率可靠性模型，采用非概率可靠性指标、安全系数和集合可靠度三类确定性参数描述结构的可靠性和安全程度。通过几何描述，明确地给出了三类参数的物理意义，指出了各自的取值范围和实用区间。从设计思想、度量方法及表现形式方面分析了三类度量的区别，并建立了它们之间的函数关系。研究结果拓展了结构非概率设计理论，并通过具体优化算例对三类度量所得到的结果进行了讨论。
2012 Vol. 33 (3): 325-330 [摘要] ( 280 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 358 )
331 纯钼烧结体压缩变形本构模型建立
李萍;薛克敏
DOI:
基于可压缩连续材料的屈服准则和塑性本构关系，推导了粉末烧结材料的压缩变形屈服条件。采用真空烧结技术制备了不同密度的钼，通过在MTS810实验机上进行单向压缩试验，研究了在不同的初始密度、变形温度和应变速率的条件下，纯钼烧结体压缩变形流变应力的变化规律。建立了其流变应力的经验回归模型，进而确定了纯钼烧结材料压缩变形的屈服条件。在此基础上，建立了钼粉烧结材料压缩变形的弹塑性本构模型。这些研究对于提高钼粉烧结材料成形工艺模拟的精度和制定合理的塑性成形工艺具有重要意义。
2012 Vol. 33 (3): 331-335 [摘要] ( 310 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 350 )
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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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