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2016年 37卷 1期
刊出日期：2016-02-24
综述
研究论文
研究简报
 
       综述
1 材料微结构演化的相场模拟
王杰，李欣凯，刘畅，石以诺
材料的各种宏观性能与其内部的微观结构密切相关，如何通过控制材料微结构的分布来提高其性能指标一直是工程界与学术界广泛关注的课题。由于场变量在界面的突变，传统的基于局部理论的突变界面模型在描述材料微结构演化方面存在一定的困难。基于非局部理论的相场法采用扩散界面的概念来描述界面，避开了理论上描述突变界面的困难，在模拟材料内部任意的组织形态和复杂的微结构演化方面具有独特的优点。本文首先介绍相场法的热力学理论基础，包括自由移动边界问题、扩散界面模型、非局部能量泛函、相场动力学方程及其常用求解方法。然后重点介绍铁电、铁磁和多铁性材料微结构演化的相场模拟，同时简要介绍相场法在软物质和锂离子电池材料微结构演化模拟中的应用,最后给出总结和展望。
2016 Vol. 37 (1): 1-33 [摘要] ( 695 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 687 )
34 页岩水力压裂的关键力学问题
柳占立，王涛，高岳，曾庆磊，庄茁，黄克智
页岩气是指以吸附和游离时而还有流体相的形态状态赋存于泥页岩中的非常规天然气。页岩气开采成为我国绿色能源开发的新领域。尽管北美页岩气革命取得了成功，但目前仍仅有预期产量5~15%的油气采收率，问题出在什么地方？水力压裂被认为是提高采收率的关键一环，但水力压裂过程中复杂缝网的形成和力学控制机理尚不清楚，这给力学家提出了巨大的挑战和机遇。结合本课题组近期研究成果，本文从理论、计算和实验三个方面对页岩水力压裂中的关键基础力学问题进行介绍和总结。主要内容包括发展页岩人工裂缝扩展的大型物理模型实验，建立页岩本构模型和断裂力学理论，发展耦合断裂力学和流体力学的裂缝网扩展数值模拟方法。页岩水力压裂研究对发展断裂力学的实验技术、理论模型和数值模拟方法起到推动作用，对提高我国页岩气高效开采技术具有重要意义。
2016 Vol. 37 (1): 34-49 [摘要] ( 428 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 494 )
       研究论文
50 多孔极化PZT95/5铁电陶瓷单轴压缩力学响应与放电特性
蒋招绣，申海艇，辛铭之，王永刚，聂恒昌， 董显林， 刘雨生， 贺红亮
采用添加造孔剂的方法制备了四种不同孔隙率PZT95/5铁电陶瓷，对其进行电场极化，随后开展了准静态单轴压缩实验，讨论了畴变、相变以及孔隙率对极化PZT95/5铁电陶瓷的力学响应与放电特性的影响. 研究结果表明：(1)多孔极化PZT95/5铁电陶瓷非线性力学响应行为主要归因于畴变和相变的共同作用，与内部孔洞变形和坍塌基本无关；(2) 在准静态单轴压缩下极化PZT95/5铁电陶瓷的去极化机制是畴变和相变的共同作用；(3) 孔隙率对极化PZT95/5铁电陶瓷的弹性模量、压缩强度有明显的影响，而对断裂应变的影响较小；(4)极化PZT95/5铁电陶瓷畴变和相变开始的临界应力都随着孔隙率的增大而线性衰减，但相变开始的临界体积应变却不依赖孔隙率；(5)极化PZT95/5铁电陶瓷电荷饱和释放量随着孔隙率呈线性减小，但孔隙率对电荷释放速率基本没有影响。
2016 Vol. 37 (1): 50-58 [摘要] ( 238 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 548 )
59 求解弱不连续问题的p型自适应有限元方法
王彪，肖映雄，李真有
在实际工程计算中，存在大量的弱不连续问题，如含夹杂问题。利用通常的有限元方法，为确保界面上各点满足给定高精度，往往需要采用全域网格加密或全域提高单元阶次的方法，这将会导致计算机的物理内存和CPU时间的剧烈增长。p-型自适应有限元方法是一种能通过自适应分析逐步增加单元阶次以改善计算精度的数值方法。本文，我们针对弱不连续问题设计了相应的p-型自适应有限元方法，重点讨论了容许误差控制标准对界面上各点计算结果的影响，并对几类典型的弱不连续问题进行了数值计算与模拟。数值结果表明，本文设计的p-型自适应有限元方法对求解弱不连续问题是非常有效的，用较少的单元得到精度可靠的数值结果，可大大提高其有限元分析效率。
2016 Vol. 37 (1): 59-73 [摘要] ( 343 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 416 )
       研究简报
74 循环荷载下岩石阻尼行为的试验研究
何明明，李宁，陈蕴生，朱才辉
为了深入地了解岩石的阻尼特性，利用WDT–1500多功能材料试验机，对砂岩、砾岩和砂砾岩进行了循环荷载试验，研究了岩石的动剪切模量和阻尼参数对应力、应变幅值和应力水平的响应特性，得到了动弹性模量和阻尼参数随应力幅值、应力水平及含水率的变化规律，讨论了其变化机理。证实了双曲线关系能够描述分级循环荷载作用下岩石的应力-应变关系，得到了动剪切模量和阻尼比与动应力、动应变之间的关系，建立了不同应力水平和不同应力幅值条件下岩石的动剪切模量与阻尼比关系模型，结果表明该模型能够描述分级循环荷载过程中阻尼行为。
2016 Vol. 37 (1): 74-82 [摘要] ( 246 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 532 )
83 十二次对称二维准晶中的无摩擦接触问题
叶玉娇，李星，赵雪芬
利用积分变换的方法讨论了在一个刚性压头作用下十二次对称二维准晶的无摩擦接触问题. 通过引入位移势函数，将数量巨大而复杂的偏微分方程转化为两个独立的双调和方程，应用Fourier分析与对偶积分方程理论解决了十二次对称二维准晶材料的无摩擦接触问题，得到了相应的接触应力解析表达式，结果表明：如果接触位移是一常数，则接触应力在接触区域边缘具有-1/2阶奇异性；反之，如果接触应力在接触区域边缘具有-1/2阶的奇异性，则接触位移一定为一常数，这为准晶材料的接触变形提供了重要的力学参数.
2016 Vol. 37 (1): 83-89 [摘要] ( 263 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 458 )
90 索-梁耦合结构Hopf分岔的反控制
王志搴， 唐驾时， 罗迎社
本文研究了索-梁耦合结构的Hopf分岔的反控制，动态窗口滤波反馈控制器在反控制领域有着很广泛的应用。本文通过使用这种控制器，可以使得受控系统在指定的平衡点处产生Hopf分岔。最后，根据庞加莱截面和级数展开法，证明了上述方法的有效性及可行性。
2016 Vol. 37 (1): 90-94 [摘要] ( 213 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 536 )
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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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