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2016年 37卷 3期
刊出日期：2016-06-21
综述
研究论文
研究简报
 
       综述
193 磁电复合材料的力学实验与理论研究进展
裴永茂，徐浩，于泽军， 张宏龙
磁电复合材料同时具备铁磁、铁电性，并且具有磁电耦合效应，在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储等领域有着广泛的应用前景，已成为目前功能材料领域新的研究热点。本文对磁电复合材料在力电磁多场耦合下的力学行为研究的最新进展进行总结和回顾。着重介绍磁电复合材料的磁电耦合效应实验以及多场耦合微纳米力学实验仪器的研制和表征方法。同时，也阐述了磁电复合材料在多场耦合本构理论、失效断裂理论以及多尺度计算方面的研究进展。最后，总结已有研究存在的不足，就目前有待解决科学问题的进一步研究提出建议。
2016 Vol. 37 (3): 193-207 [摘要] ( 446 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 660 )
208 伽辽金型无网格法的数值积分方法
吴俊超，邓俊俊，王家睿，王东东
无网格法直接通过节点信息构造形函数，不依赖于节点之间的有序单元连接，能够建立任意高阶连续的整体协调形函数。与传统的有限元法相比，无网格法对大变形问题、移动边界问题和高阶问题的求解方面有比较明显的优势。伽辽金型无网格法是目前应用最为广泛的一类无网格法。虽然无网格形函数本身不依赖于单元，但伽辽金型无网格法需要采取合适的方法进行弱形式的数值积分。由于无网格形函数一般不是多项式，具有非插值性且影响域与背景积分网格通常不重合，伽辽金型无网格法通常需要采用高阶的高斯积分进行数值积分，导致了计算效率低下，难于求解大型实际问题。因此，如何通过建立高效积分方法提高无网格法的计算效率成为无网格法研究领域的一个核心问题。本文对无网格法中强制边界条件的施加方法进行了简要归纳，总结了伽辽金型无网格法中若干常用的数值积分方法，并对伽辽金型无网格法的数值积分方法领域存在的一些问题进行了探讨。
2016 Vol. 37 (3): 208-233 [摘要] ( 623 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 786 )
       研究论文
234 多晶石墨烯拉伸力学性能及其影响因素的灵敏度分析
李东波，赵冬，华军
晶粒尺寸、温度和应变率等对纳米材料的力学性能有重要影响。本文通过分子动力学（MD）数值模拟，分析了不同晶粒尺寸多晶石墨烯在不同温度、拉伸应变率下的杨氏弹性模量、极限应力、极限应变等拉伸力学性能。结果表明，晶粒尺寸、温度和拉伸应变率对拉伸力学性能有较大影响。利用正交实验法，分别分析了杨氏弹性模量、极限应力和极限应变对晶粒尺寸、温度和拉伸应变率的敏感程度。结果表明，杨氏弹性模量和极限应力对影响因素的敏感程度由大到小依次为晶粒尺寸、温度和拉伸应变率；极限应变对影响因素的敏感程度由大到小依次为晶粒尺寸、拉伸应变率和温度。研究结果可为多晶石墨烯的理论研究和工程应用提供参考。
2016 Vol. 37 (3): 234-246 [摘要] ( 402 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 463 )
247 考虑卡西米尔力的静电激励NEMS吸合特性及其尺寸效应研究
梁斌斌，张龙，王炳雷，周慎杰
基于应变梯度理论和哈密顿原理，并考虑卡西米尔力的影响，建立了静电激励纳米机电系统(NEMS)的尺寸效应模型，并得到模型的控制方程和边界条件。然后，引入广义微分求积法和拟弧长算法，得到模型的数值解。结果表明，当考虑卡西米尔力的影响时，系统两极的吸合电压有所减小。并且，当系统尺寸达到一个临界值时(即两电极间距小于“最小间距”，或可变形电极长度超过“拉起长度”)，系统会在没有外加电压的作用下自动发生吸合，这将为NEMS的优化设计和定量分析提供理论基础。
2016 Vol. 37 (3): 247-253 [摘要] ( 351 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 383 )
254 热冲击下物性与温度相关性对热弹性响应的渐进分析
王颖泽，徐杰，王谦，顾利平
计及材料物性与温度的相关性，基于Green-Naghdi能量无耗散广义热弹性理论(G-N II理论)，对热冲击下具有变物性特征材料的热弹性响应进行了求解分析。借助Laplace正、反变换技术以及Krichhoff变换，在热物性参数随真实温度呈线性规律的前提下，推导了半无限大体受热冲击作用时热弹性响应的解析表达式，通过求解分析，得到了热冲击下热波、热弹性波的传播规律，位移场、温度场以及应力场的分布情况，以及物性随温度相关性对热弹性响应的影响效果。结果表明：当考虑材料物性随温度的变化时，热波、热弹性波的传播以及各物理场的分布均受到不同程度的影响，且物性随温度相关性对热弹性响应的作用效果将受到材料热-力耦合特性的影响。
2016 Vol. 37 (3): 254-263 [摘要] ( 256 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 408 )
264 辅助质量块—单裂纹悬臂梁耦合系统固有频率的理论研究及其应用
郭金泉，陈垂福，杨晓翔，钟舜聪
本文研究了辅助质量块—单裂纹悬臂梁耦合系统的固有频率，用无缺陷悬臂梁固有振型叠加一个多项式来近似拟合含单裂纹悬臂梁的振型，而后由动力学方法推导了辅助质量块—单裂纹悬臂梁系统的固有频率方程的解析形式，系统频率随着质量块在梁上位置改变而改变，即可得到固有频率曲线，此频率曲线包含了缺陷信息，因此可对固有频率曲线进行平稳小波变换来识别梁上的缺陷。同时用有限元计算结果对上述固有频率理论推导进行验证，有限元结果与本文理论推导结果相一致。最后本文数值计算了质量块大小、缺陷深度、位置等因素对系统固有频率的影响，也探讨了平稳小波变换用于识别损伤，结果验证了该理论推导的可靠性和损伤识别的准确性。
2016 Vol. 37 (3): 264-272 [摘要] ( 295 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 565 )
       研究简报
273 纳米压痕法测磁控溅射铝薄膜屈服应力
董健，龙芝剑，孙笠，蒋恒
为了在考虑残余应力下测量出磁控溅射铝薄膜的屈服应力，提出了一种实验测量方法，通过曲率测试法和球形压头纳米压痕法测出磁控溅射铝薄膜的屈服应力．建立球形压痕力学模型，并用ANSYS对球形压痕进行力学有限元仿真，利用直流磁控溅射技术在硅基上淀积一层1 μm厚的铝薄膜，首先通过曲率测试法测量膜内等双轴残余应力，再利用最小二乘曲线拟合法从薄膜/基底系统的球形压头纳米压痕实验数据中提取出铝薄膜的屈服应力，测得磁控溅射铝薄膜的屈服应力为371 MPa．该方法也可以用来研究其他材料的薄膜和小体积材料的力学特性．
2016 Vol. 37 (3): 273-279 [摘要] ( 406 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 509 )
280 I型裂纹虚拟裂纹闭合法的误差分析及修正
彭国良，闫辉，杜太焦，张相华
对虚拟裂纹闭合法的误差来源进行了分析。依据Griffith的椭圆裂纹近似理论，针对虚拟裂纹闭合法的位移相等假设，提出了一种修正方法。用有限元程序计算了二维I型裂纹的扩展问题，并与理论近似解做了比较。计算结果表明，修正以后可以得到更好的精度,在裂纹长度较短时，修正效果更好。
2016 Vol. 37 (3): 280-283 [摘要] ( 240 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 488 )
284 基于单弹簧联结单元法的钢筋混凝土梁损伤模拟
赵兰浩，张伟，颜天佑，李同春
钢筋混凝土梁的损伤模拟的重难点在于描述两种材料非线性的本构关系以及钢筋混凝土粘结滑移关系非线性的描述，采用单弹簧联结单元法模拟钢筋和混凝土相互作用，结合混凝土四参数损伤模型，模拟钢筋混凝土结构多轴应力状态下从开始加载到结构破坏的全过程。数值算例不仅体现该方法的有效性，也具有重要的工程实践意义。
2016 Vol. 37 (3): 284-289 [摘要] ( 289 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 552 )
  编辑部公告
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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