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2011年 32卷 5期
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       论文
433 不同晶向金属纳米线拉伸力学性能分子动力学研究
鲁红权;张俊乾;范镜泓
在经典等温分子动力学框架下，采用位移加载方式，准静态条件下数值模拟常温条件下金属纳米线的单向拉伸，研究了面心立方晶格（FCC）单晶金属纳米线的弹塑性力学性能。研究发现 <100>，<110>，<111>三个不同晶向纳米线拉伸时呈现不同的拉伸变形力学性能。其中<111>晶向拉伸有最高的屈服强度，<110>晶向屈服屈服最小，特别的是<100>晶向拉伸时屈服应变最大。由于不同的晶向对应纳米线的不同表面，三个晶向的纳米线拉伸呈现不同的应力应变关系曲线，变形过程中的局部结构具有不同的演化方式。分析了纳米单晶铜线的三个晶向拉伸表现不同的等效弹性刚度和屈服强度，讨论了相关的局部位错结构演化过程和与位错发射分解剪应力相关的纳米线塑性变形机理。
2011 Vol. 32 (5): 433-439 [摘要] ( 542 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 518 )
440 超晶格的位错模型与系统的动力学稳定性
罗晓华 吴木营 李洪涛 邵明珠 熊金志 罗诗裕 何为
DOI:
在经典力学框架内和Seeger方程基础上，讨论了超晶格界面附近的位错动力学行为，指出了由于系统的分叉或混沌将导致位错的运动与堆积，造成了超晶格的分层或断裂；同时，也指出了，将生长过程中的超晶格置于适当的声场中将应力减至最小，或者适当调节系统参数就可最大限度的保证系统的动力学稳定性。首先，引入阻尼项，把描述一般位错运动的Seeger方程化为了超晶格系统的广义摆方程。利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分分析了无扰动系统的相平面特征，并解析地给出了系统的解和粒子振动周期。其次，利用Melnikov方法分析了系统相平面上三类轨道的分叉性质和进入Smale马蹄意义下的混沌行为，找到了系统的全局分叉与系统进入混沌的临界条件。结果表明，系统的临界条件与它的物理参数有关，只需适当调节这些参数就可以原则上避免、控制分叉或混沌的出现，进一步保证生长过程的稳定性和超晶格材料的完整性。
2011 Vol. 32 (5): 440-445 [摘要] ( 399 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 357 )
446 半平面双材料角界面应力奇异性分布规律的探究
嵇醒
本文对半平面双材料角受集中力问题（Bogy, 1970）的界面应力场作了深入的探究，特别着重于双材料角端点附近的界面应力的奇异性分布规律。 本文通过对严格解和渐近解（Bogy, 1970）的界面应力的比较，发现在双材料角端点邻近，严格解和渐近解的差是一个向端点衰减的微幅震荡的应力分布。这个向端点衰减的微幅震荡应力的起始点，本文称之为转换点。在转换点之外，渐近解显著地偏离严格解，单调下降并趋近于零。自端点到转换点，严格解等于渐近解与微幅震荡衰减应力的叠加，称为渐近段。自转换点到无穷远，界面应力由严格解确定，是界面应力的基本段。所以，转换点将界面应力曲线分成渐近段和基本段。文中继而讨论了渐近段界面剪应力奇异分布的特点，半平面双材料角端点存在应力奇异性的条件。 转换点的意义在于它是渐近段和基本段的过渡点。把转换点代入渐近段的渐近表达式，即可导出表征奇异性的界面剪应力强度因子与转换点的界面剪应力的关系式。这个转换点和关系式将有利于双材料角界面奇异性初始脱粘判据的研究和建立。
2011 Vol. 32 (5): 446-458 [摘要] ( 425 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 363 )
459 湿热作用下热超弹性材料在电子封装中的分层失效问题
李志刚;树学峰
研究了具有Gent-Thomas特征的热超弹性材料构成的高聚物电子封装件在回流焊过程中由于吸湿所引发的蒸汽压力以及由于材料的热失配引发的热应力共同作用下而导致的“爆米花”式的分层失效问题。利用超弹性材料空穴生成和增长的理论给出了此类封装材料在回流焊过程中孔穴的生成及增长与蒸汽压力和热应力之间的解析关系。分析结果表明，当高聚物电子封装件吸湿较少、回流焊过程中孔穴中的潮完全汽化时，单纯的蒸汽压力不足以导致“爆米花”式的分层失效。当高聚物电子封装件吸湿较多、回流焊过程中孔穴内压保持饱和蒸汽压时，单纯的蒸汽压力将使孔穴产生不稳定的增长行为，从而导致封装件发生“爆米花”式的分层失效。
2011 Vol. 32 (5): 459-464 [摘要] ( 431 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 372 )
465 双层加筋圆柱壳在不同舷间连接形式下的声辐射性能分析
张聪;陈美霞;高菊;和卫平
本文用解析法推导得出了双层加筋圆柱壳的两种舷间连接形式--实肋板和托板的反力表达式，其中实肋板的振动形式分别采用三种振动方程近似表示——考虑板的面内面外振动、仅考虑板的面内振动、仅考虑板的面内准纵波振动，托板的振动形式也分别采用三种振动方程近似表示——考虑板的面内振动、仅考虑板的面内准纵波振动、近似成杆的纵向振动，数值分析对比得出了不同方法的偏差值；并对不同连接方式的双壳声辐射性能进行了比较，得出结论当托板铺满整个环面时，结构与环肋板相似，辐射性能也与环肋板连接相似.
2011 Vol. 32 (5): 465-474 [摘要] ( 392 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 381 )
475 热环境中功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界效应
彭凡 顾勇军
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基于前屈曲一致理论，研究了热环境中受轴压功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界约束效应问题。导出前屈曲变形的解析解，结合分离变量法与有限差分法求解分岔屈曲控制方程，由此导出确定临界轴压的非线性特征值问题。考虑材料热物性质与温度的相关性，分别就两端简支和两端固支边界条件，分析了温度梯度、初始几何缺陷、组分材料体积分数对分岔屈曲临界荷载的影响。结果表明：相比两端简支的情形，两端固支功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的温度敏感性与缺陷敏感性更加明显，但随着温度梯度的增加而有所降低，组分材料的体积分数指数对简支和固支时的缺陷敏感度影响很小，功能梯度圆柱薄壳的边界约束效应随着缺陷幅值增大而减弱。
2011 Vol. 32 (5): 475-482 [摘要] ( 401 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 385 )
483 热荷载作用下Timoshenko功能梯度夹层梁的静态响 应
钮鹏;李世荣;金春福;杨刚
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在精确考虑轴线伸长和一阶横向剪切变形的基础上建立了Timoshenko功能梯度夹层梁在热载荷作用下的几何非线性控制方程。采用打靶法数值求解所得强非线性边值问题，获得了两端固支功能梯度夹层梁在横向非均匀升温作用下的静态热过屈曲和热弯曲变形数值解。分析了功能梯度材料参数变化、不同表层厚度和升温参数对夹层梁弯曲变形、拉-弯耦合变形的影响，并给出温度函数在夹层梁厚度方向的具体分布形式。
2011 Vol. 32 (5): 483-492 [摘要] ( 409 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 376 )
493 动力弹塑性分析的无网格自然单元法
陈莘莘;李庆华;刘应华;薛志清
基于无网格自然单元法，提出了结构动力弹塑性响应分析的一条新途径．自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法，其实质是基于自然邻近插值的伽辽金法．自然单元法在本质边界条件的施加上较采用移动最小二乘法的无网格法具有明显的优势．在空间域上采用自然单元法离散，并运用加权余量法推导了动力弹塑性分析的离散控制方程．然后，采用预校正形式的Newmark法在时间域上进行求解．最后给出了数值算例，并验证了所提方法的有效性和正确性．
2011 Vol. 32 (5): 493-499 [摘要] ( 458 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 349 )
500 边界面法分析三维实体线弹性问题
覃先云;张见明;李光耀 张正
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本文利用以边界积分方程为理论基础的边界面法分析三维实体的线弹性问题。在该方法中，边界积分和场变量插值都是在实体边界曲面的参数空间里进行。积分点的几何数据，如坐标、雅可比、外法向量都是直接由曲面算得，而不是通过单元插值近似，从而避免了几何误差。另外，该方法的实现是直接基于CAD模型中的边界表征数据结构，可以做到与CAD系统无缝集成。在分析中，避免对结构作几何上的简化，结构的所有局部细节都按照实际形状尺寸作为三维实体处理。应用实例表明，本文方法可以简单有效地模拟具有细小特征的复杂结构，可以直接基于三维弹性理论求解薄型壳体结构，可以获得比有限元法更精确的计算结果。
2011 Vol. 32 (5): 500-506 [摘要] ( 415 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 374 )
       简报
507 单轴拉伸下液晶高弹体力学行为的热力序耦合特性
曾 志;金丽华;霍永忠
DOI:
本文利用液晶高弹体的应力－应变本构方程和力－序耦合方程，研究了沿指向矢单轴拉伸下液晶高弹体力学行为的热力序耦合特性。由于力－序耦合，有序度在拉伸作用下变大，从而影响了液晶高弹体的应力－应变关系，使得应力在相同伸长下变小。不同温度下应力受到有序度变化影响的程度不同.由于有序度随温度升高而减小，当工程应力不变时，伸长随着温度升高而减小；当伸长不变时，应力随着温度升高而增大；伸长随温度的变化关系和应力随温度的变化关系都呈非线性。
2011 Vol. 32 (5): 507-512 [摘要] ( 639 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 352 )
513 用于准脆性材料破坏过程数值模拟的虚拟连接单元法
徐春晖;袁丽;李明瑞
将有限变形单元与虚拟连接单元相结合，用于模拟准脆性材料破坏过程。首先基于精确的有限变形理论，采用第二类Piola-Kirchhoff应力与Green-Lagrange应变作为能量共轭的应力、应变对，推导出虚拟连接单元的单元刚度矩阵；通过数值算例，验证该单元的正确性与合理性，给出虚拟连接单元高度的取值范围，并与无此单元时的数值结果对比，给出误差分析；最后对典型的混凝土梁三点弯曲问题进行了数值模拟，其裂纹的产生、扩展与文献结果一致，本文为结构破坏过程的数值模拟提供了新方法和新思路。
2011 Vol. 32 (5): 513-519 [摘要] ( 664 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 364 )
520 轴向流中悬臂柔性板流固耦合动力特性研究
赵文胜;刘梅清;蒋劲;林琦
该文从理论分析和实验研究两方面对这一问题作了研究。基于板的轴向不可延伸假设，推导了轴向流中悬臂板的运动偏微分方程，采用伽辽金法离散该运动偏微分方程，采用复模态分析法，通过无量纲化物理参数，研究了前三阶模态下，悬臂板的无量纲失稳临界速度、振幅时程、振动模态及振动频率、阻尼随速度的变化关系，并与实验结果进行了比较。研究结果表明，该系统通过Hopf分叉失稳，当流速较低时，板一阶模态运动由于受到流体阻尼而迅速衰减，不会发生失稳；增大流速至临界值时，板以二阶模态颤振；继续增大流速至另一临界值时，板以三阶模态颤振，同时发生一很短暂的二、三阶耦合模态颤振。
2011 Vol. 32 (5): 520-526 [摘要] ( 418 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 364 )
527 基于无单元Galerkin方法的受迫振动下的连续体结构拓扑优化
郑娟;龙述尧;李光耀
基于无单元Galerkin法(EFG)对受迫振动下的连续体结构进行拓扑优化设计。选取节点的相对密度作为设计变量，以动柔度最小化为目标函数，基于带惩罚的各向同性固体材料模型（SIMP）建立了受迫振动下的连续体结构拓扑优化模型，采用伴随法求解得到目标函数的敏度分析公式，利用优化准则法对优化模型进行求解。通过经典的二维连续体结构拓扑优化算例证明了该方法的可行性和有效性。
2011 Vol. 32 (5): 527-533 [摘要] ( 492 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 380 )
534 均布力偶作用下细长梁力学分析
何斌;范钦珊;张慧玲
通过铁木辛柯梁理论分析了反向均布表面剪应力——等效均匀分布力偶作用下的等截面均质细长梁挠度和应力分布规律，并与有限元法的计算结果对比发现：当边界条件中剪力不为零时，弯曲挠度和正应力分析必须考虑剪力的影响，即Euler梁理论不能满足分析的要求；若存在剪力为零边界时，可使用Euler梁分析弯曲挠度和正应力；剪应力分布向通常规律一样，仍沿高度方向呈抛物线分布，即使对于剪力为零的横截面也可能存在剪应力，这是由于表面剪应力的影响使得梁的上下表面存在剪应力，并且剪应力在横截面内正负可以发生变化。
2011 Vol. 32 (5): 534-540 [摘要] ( 463 ) HTML (0 KB)  PDF   (0 KB)  ( 356 )
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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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