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2014年 35卷 3期
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       论文
217 奇异边界法模拟二维弹性力学问题
谷岩 陈文
奇异边界法是一种新的边界型无网格数值离散方法。该方法使用基本解作为插值基函数，在继承传统边界型方法优点的同时，不需要费时费力的网格划分和奇异积分，数学简单，编程容易，是一个真正的无网格方法。为避免配置点与插值源点重合时带来的基本解源点奇异性，该方法提出了源点强度因子的概念，从而将边界型强格式方法的核心归结为求解源点强度因子。本文首次将该方法应用于求解平面弹性力学问题。数值算例表明，本文算法稳定，效率高，并可达到很高的计算精度。
2014 Vol. 35 (3): 217-225 [摘要] ( 208 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 521 )
226 基于试验与有限元耦合技术的延性材料全程单轴本构关系获取方法
姚迪 蔡力勋
摘 要: 材料拉伸直至断裂的全程单轴本构关系对材料大变形和断裂机理研究具有重要意义。传统拉伸试验获取的材料真应力-真应变曲线在试样颈缩后不可测。借助可以精确测量三维变形的DIC(Digital image correlate) 技术和有限元分析技术(Finite element analysis)，本文提出了基于漏斗试样拉伸试验获取材料全程单轴本构关系的新方法，即TF(Test and FEA)方法。该方法将TF方法获取的材料全程单轴应力应变关系曲线作为有限元软件中的材料本构关系对漏斗试样拉伸变形过程进行模拟，其模拟载荷-位移曲线、漏斗根部直径-位移曲线和漏斗变形轮廓线等均与试验结果吻合良好，试样表面模拟应变也与DIC测试结果吻合, 根据不同半径漏斗试样模拟获得的全程真应力-真应变曲线保持良好一致性。最后，还对试样颈缩断面的力学行为进行了讨论，并给出了304不锈钢、汽轮机叶片材料2Cr12Ni4Mo3VNBN和 1Gr12Ni3Mo2VN、汽轮机转子材料30Cr2Ni4MoV的全程单轴本构关系模型参数、破断应力和破断应变。
2014 Vol. 35 (3): 226-240 [摘要] ( 217 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 631 )
241 基于板理论的层级褶皱结构失效模式分析
方耀楚 李刚
本文基于弹性板理论和夹层板理论对二级层级褶皱结构失效模式进行了分析。通过对基本构件进行受力分析得到了载荷与结构变形之间的关系。根据6种失效模式的定义，从极限载荷或极限应力角度出发，分析了在压缩载荷和剪切载荷工况下的各种失效模式，给出了结构单胞对应的等效正应力和等效切应力表达式。由最小失效强度得到了各失效模式之间的占优关系，并构建了失效机理图来阐释这一机制。最后通过与有限元分析结果比较，分析了本文公式的精度，与数值解吻合较好。
2014 Vol. 35 (3): 241-248 [摘要] ( 232 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 455 )
249 金属的后继屈服面研究—单试样与多试样测试
胡桂娟 张克实 黄世鸿 马迎松
采用退火45号钢薄壁试样进行拉扭组合试验，测试材料经历预拉伸后的系列后继屈服面。试验采用偏移应变法定义屈服应力，讨论了不同的偏移应变、预变形程度对后继屈服面测试结果的影响；试验分别用单试样法和多试样法进行，分析讨论了两种方法的合理性与局限性。试验研究得到以下结果：（1）单试样法和多试样法确定的初始屈服面的形状与Mises圆很接近；（2）单试样法屈服点的测试顺序对所测得的屈服面的形状有很大影响，第一测试点与预加载方向相反时，所得屈服面会出现“内凹”现象，而若改变测试顺序，可不再出现“内凹”；（3）单试样法测得的后继屈服面与测试的屈服点数密切相关，当测试的屈服点数较多时，所得结果因累积塑性应变引起的应变强化作用而出现较大的偏离；（4）单试样法与多试样法测得的后继屈服面形状和大小有较明显的差异，测试过程中塑性变形的积累对单试样法的测试结果有明显影响，采用多试样法研究屈服面演化更为合理；（5）多试样法若采用较小目标偏移应变定义屈服，测得的后继屈服面也出现轻微内凹。
2014 Vol. 35 (3): 249-258 [摘要] ( 250 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 480 )
259 5083H111铝合金宽应变率拉伸动态本构模型
晏宁 康国政
结合5083H111铝合金较宽应变率范围2×10-4 ~ 4×102s-1内的拉伸实验数据，揭示该铝合金的拉伸“V”型率效应特征，分析对数应变率敏感系数λ和切线模量Et的应变率和应变相关性，进而通过对Johnson-Cook模型的修正来建立合理描述5083H111铝合金较宽应变率范围内的动态拉伸本构模型。建立的动态本构模型中，流动应力包括应变率相关和应变相关两部分。该模型合理描述了5083H111铝合金的拉伸“V”型率效应特征，预测结果与实验结果较为一致。另外，结合破坏应变的对数应变率敏感系数β，得到了拉伸破坏应变预测方程，其预测结果也与实验结果基本一致。
2014 Vol. 35 (3): 259-265 [摘要] ( 171 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 510 )
266 微结构非局部效应的多重性模型及在微梁弯曲中的应用
李成
基于Eringen非局部弹性理论，直接利用逐次逼近法推导了非局部应力场的精确表达，该精确的非局部应力可具体表示为一个无穷级数的形式. 然后以微梁的横向弯曲和纯弯曲变形为例，建立平衡方程并求解及分析了挠度受非局部效应的影响. 结果表明：根据所取非局部小尺度参数大小的不同，非局部微梁的弯曲挠度可低于也可以高于经典力学下的挠度，非局部效应的增大可提高亦可降低结构的抗弯刚度. 本文结果证明了Wang以及Lim等人分别提出的两种相反的非局部模型的各自正确性. 同时首次发现，弯曲挠度随着非局部效应的增大而上下波动且存在若干跳跃点，挠度是非局部小尺度参数的非单调函数，研究同时给出了一种确定材料非局部常数的建议途径.
2014 Vol. 35 (3): 266-271 [摘要] ( 138 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 582 )
272 稳态温度场下填充介质流道表面的动态热应力分布研究
刘杰 贾晓玲
通过转轴和移轴的方法，研究了在稳态温度场中二维任意形填充流道边界的动态热应力分布问题，并给出了此问题的一般解析解，也得到了二维任意形填充流道边界的动态热应力分布系数的计算方法。作为一个具体的算例，给出了二维填充椭圆孔边界的动态热应力分布问题的数值结果，并进行了讨论。
2014 Vol. 35 (3): 272-276 [摘要] ( 172 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 483 )
277 多孔金属材料应力/力增强现象的研究
康锦霞
多孔材料由于具有高比刚度、高比强度、强的吸收能量的能力等优点使其作为包装材料、防撞材料以及汽车工业等领域大量使用。本文经过数值模拟和实验研究发现在冲击荷载作用下多孔金属材料中会出现以下几种应力增强现象:1） 在较小冲击载荷作用下出现的应力增强，其原因是多孔材料胞孔形状的不规则性引起的。2）多孔材料完全密实化以后出现的应力增强，其原因是多孔材料变成致密的固体后，材料性质发生根本变化引起的。3）多孔材料未完全密实化时出现的应力增强，其原因是多孔材料产生塑性变形以后，塑性波速随应变增大而增大，即在加载过程中高幅值扰动的传播速度大于其前方的低幅值扰动的传播速度，从而出现应力增强。4）冲击端出现的应力增强。这与众所周知的冲击理论相一致，冲击端的应力随着冲击速度的增加而增加。在以上几种应力/力增强现象中，第三种应力增强现象在使用多孔材料作为防撞性目的时需特别注意，此时会对被保护物体造成更严重的伤害。本文可以为多孔材料防撞性设计与运用提供一定的参考。
2014 Vol. 35 (3): 277-284 [摘要] ( 296 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 2669 )
285 基于传递函数法的兰姆波解析模拟
田振华 徐鸿 李鸿源 常愿
本文研究了兰姆波传播的解析模型。薄压电传感器（PZT）被用于兰姆波的激发。为模拟PZT的激励，采用PZT边缘的分布式点源近似等效PZT的激励，建立了解析模型的边界条件。结合傅里叶变换，在频率波数域求解了三维波动方程，得到了在单位周期激励下兰姆波的频域响应。结合传递函数法，可以得到任意激励下兰姆波的频域响应。利用傅里叶逆变换，进一步求解了兰姆波在时间-空间域的全局波场。为了验证解析模型，将解析模拟与实验进行了比对。试验测量值与解析模拟结果相吻合。
2014 Vol. 35 (3): 285-291 [摘要] ( 350 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 500 )
292 楔形空间中任意形状孔洞对平面SH波的散射：IBEM求解
刘中宪
采用间接边界元法(IBEM)，求解了楔形空间中任意形状孔洞对平面SH波的散射问题。基于单层位势理论，首先在孔洞表面及其附近楔形空间表面上施加虚拟均布荷载，以构造散射波场。进而由自由表面零应力条件，建立方程求解得到虚拟荷载密度。总波场由楔形空间自由波场和散射波场叠加得到。研究表明：IBEM方法能够精确高效求解楔形空间中弹性波散射问题。楔形空间孔洞对波的散射特征依赖于波入射角、无量纲入射波频率、楔形夹角、孔洞位置及其形状；孔洞周围波的相干效应十分显著，空间表面位移幅值及孔边动应力集中因子比半空间情况放大一倍有余，分别达到8.5和10.0；该研究为楔形空间中更为复杂的P、SV波散射问题求解奠定了基础。
2014 Vol. 35 (3): 292-301 [摘要] ( 189 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 402 )
       简报
302 高强钢波纹夹芯结构的力学性能研究
孙小曼 盈亮 刘立忠 于野 胡平
本文利用ABAQUS仿真软件分析了高强钢波纹夹芯结构在三点弯曲以及面内压缩时的力学响应。将计算结果与实验值和理论值进行了对比，验证了数值模拟的准确性。分析了芯板材料属性（高强钢DP900和普通低碳钢DC01）以及波纹芯板排列方向(横向、纵向)对夹芯结构力学性能的影响。结果表明DP900高强钢波纹芯板夹芯结构抗弯强度是DC01低碳钢夹芯结构的2.39倍，抗压强度是低碳钢夹芯结构的1.40倍，纵向波纹夹芯结构比横向波纹夹芯结构弯曲刚度高11.63倍。
2014 Vol. 35 (3): 302-307 [摘要] ( 195 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 593 )
308 索-梁组合结构的建模及面内动力特性分析
王志搴 赵珧冰 孙测世 康厚军
利用哈密顿变分原理以及结构动静态构型的影响，建立了索-梁组合结构的约化运动学控制方程。考虑到边界条件和耦合连接条件，我们研究了体系的面内特征值问题。根据求解得到的面内特征值方程，并通过分段函数的引入，结构的模态函数可以被直接确定。随后，我们研究了参数垂跨比f,刚度比和质量比对面内固有频率的影响。研究发现从结构的频率谱图中可以看出频率跳跃现象是存在的，另外，频率穿越现象也是十分明显。随后 ,考虑到局部模态和整体模态，结合之前确定的特征值方程及分段振型函数，我们研究了索-梁组合结构可能的模态形状。最后，我们讨论了索-梁组合结构可能发生的内共振形式，比如面内1:1内共振形式以及1:2内共振形式。研究表明梁的静态构型不仅直接影响到耦合力连接条件，还将影响索-梁组合结构频率的确定。
2014 Vol. 35 (3): 308-312 [摘要] ( 237 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 591 )
313 基于物理中面与高阶剪切变形理论双参数弹性地基上FGM梁的非线性弯曲分析
张大光
在本文中，基于物理中面概念与高阶剪切变形理论，用Ritz法给出双参数弹性地基上FGM梁非线性弯曲的近似解答，并且讨论不同温度场、地基参数、不同边界条件、以及体积分数变化对FGM梁力学行为的影响。值得进一步指出的是：在基准温度场中，Winkler地基FGM梁的挠度介于Pasternak型与无地基梁之间；在热传导场中固支FGM梁的挠度介于均匀热场与基准温度场之间，而简支FGM梁由于有初始热挠度的影响，并非总是如此。
2014 Vol. 35 (3): 313-318 [摘要] ( 218 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 457 )
319 轴向力作用任意不连续梁自由振动分析的广义函数解
陈小超 毛崎波 薛晓理
摘要：首先运用分布理论建立了轴向力作用下含多个不连续点的欧拉梁的自由振动的统一微分方程。不连续点的影响由广义函数（Dirac delta函数）引入梁的振动方程。微分方程运用Laplace变换方法求解；与传统方法不同的是，本文方法适用于含任意类型的不连续点和多种不连续点组合情况的梁，求得的模态函数为整个不连续梁的一般解。由于模态函数的统一化以及连续条件的退化，特征值的求解得到了极大的简化。最后，以轴向力作用下多跨梁—弹簧质量块系统模型为例验证了本文方法的正确性与有效性。
2014 Vol. 35 (3): 319-324 [摘要] ( 191 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 502 )
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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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