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2015年 36卷 4期
刊出日期：2015-08-28
论文
简报
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       论文
277 自由端受磁力吸引悬臂梁的非线性振动
张国策 Li-Qun Chen
研究了含分式函数的非线性磁力系统的受迫振动。磁铁吸引力横向作用在悬臂梁自由端处。根据含有非线性边界的连续体模型，给出了非平凡静平衡位形。以稳定位形作坐标变换后，计算了相应的固有频率，并求得微幅受迫振动稳态响应的近似解析解。研究了不同磁铁间距与频响曲线的关系，结果表明磁力方向和大小对它们均有较大影响。数值结果与解析结果吻合得很好。
2015 Vol. 36 (4): 277-282 [摘要] ( 234 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 646 )
283 最优二维固/固声子晶体带隙特性研究
刘宗发 吴斌 何存富
声子晶体是一种具有弹性波带隙特性的周期性复合材料，其带隙特性受单胞拓扑形状的影响。通过拓扑优化技术，能够突破传统设计方法的局限，实现对声子晶体的主动设计。本文基于遗传算法和改进的平面波展开法，通过两阶段的优化过程，得到具有最大相对带隙的二维铜/环氧树脂声子晶体结构，并进一步研究不同带隙最优声子晶体单胞拓扑形状及其带隙特性。结果表明，利用所开发的带隙优化程序，能够得到满足带隙要求的具有全局最优的声子晶体结构；声子晶体最低带隙所对应的单胞是简单晶格结构，其散射体形状简单，而且对应的带隙频率最低，相对带隙最大，对于隔音减振最有实用价值。
2015 Vol. 36 (4): 283-289 [摘要] ( 293 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 586 )
290 两种五零能模式材料单胞构型及其性能分析
徐冰 王晓明 梅玉林
五零能模式材料是一种新型的人工超材料，虽属于弹性材料，但组成其单胞的特殊构型使其宏观静态表现为仅能承载一种受力状态，动态表现为仅能传播一种弹性波。本文首先构造了两种五零能模式材料的单胞构型，其具有不同的弹性特性，其中一种材料可传播弹性膨胀波，另一种可传播弹性剪切波。然后分别采用代表体元法和均匀化法分析这两种单胞的等效弹性模量。五零能模式材料的分析分为两步更直观，开始从单胞桁架模型入手，检验单胞构型是否满足五零能模式的定义，然后分析单胞实体模型，考察单胞构型的结构参数与其等效弹性模量的关系。研究表明对于这种低密度弹性材料的分析，代表体元法更适合。
2015 Vol. 36 (4): 290-296 [摘要] ( 258 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 505 )
297 五零能模式材料设计的非线性有限元计算方法
易辉 王晓明 梅玉林
五零能模式材料是一种新型人工超材料，特征为其弹性模量矩阵的6个特征值中5个为零，可用等效体积模量来描述，表现出类似流体的性质，可被应用于声学隐声斗篷的设计中。然而，根据A.N.Norris[1]提出的理论，设计五零能模式材料时,与应用变换声学方法设计一般声学人工超材料不同，要求其满足一非线性偏微分方程约束。本文利用非线性有限元的完全拉格朗日方法，推导了这一偏微分方程的弱形式，并给出了相应的非线性有限元计算列式，以及迭代求解的具体算法。最后，给出了五零能摸式材料设计的二维和三维坐标变换数值算例。
2015 Vol. 36 (4): 297-318 [摘要] ( 241 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 477 )
319 各向异性复合材料中界面屈服/脱粘对裂纹扩展的影响
侯俊玲 李群 左宏
本研究针对层状复合材料中正交于层合面的裂纹，研究裂纹前方层状界面发生屈服或脱粘现象对该裂纹前沿应力场的扰动。通过利用叠加原理，借用滑移型位错密度表征界面的屈服或脱粘。利用Chebyshev数值积分法求解相应的位错密度的奇异积分方程，得到沿界面屈服/脱粘区域的位错密度分布及裂端区应力场。结果表明，若层状复合材料界面为发生屈服或脱粘，将减弱独立层裂尖的应力奇异性，进而抑制独立层中裂纹的扩展。
2015 Vol. 36 (4): 319-328 [摘要] ( 340 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 483 )
329 新的一个求解带孔薄板弹性问题的二维杂交应力单元
曹子龙 关玉璞 陈伟
建立了一个新的求解带圆孔薄板弹性问题的二维杂交应力单元，该单元为四节点四边形平面单元，名为P-HS4-8β。由极坐标系下的物理方程和几何方程求解出了一个极坐标方向的应力，通过将这个应力带入由Hellinger-Reissner原理推导的极坐标系下平面应力问题的能量方程中，得到了消除了该应力的能量方程，基于这个能量方程建立了杂交应力单元列式。根据圆孔边无外力条件和相容方程，推导了适用于求解带圆孔薄板问题的极坐标系下的二应力插值矩阵，并将此矩阵应用于新的有限单元列式中。数值算例表明新单元在求解孔边附近的应力时具有较高的精度。
2015 Vol. 36 (4): 329-336 [摘要] ( 213 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 624 )
337 带初始几何缺陷FGM固支圆柱壳的非线性动力学分析
李伟
本文主要研究了带初始几何缺陷的功能梯度固支圆柱壳在不同体积分数下的非线性动力学行为。假定该功能梯度圆柱壳材料的组分是沿厚度的方向呈梯度几何变化的。运用经典板壳理论、von-Karman几何非线性应变位移关系以及Hamilton原理，推导出两端固支FGM圆柱壳的偏微分非线性运动控制方程。本文考虑了圆柱壳的对称模态，利用Galerkin法对上述非线性动力学方程进行截断，得到常微分形式的非线性动力学方程。主要运用Runge-Kutta法进行数值仿真，并且画出了其最大lyapunov指数图，主要研究了面内载荷对振动响应的影响，并对比了不同体积分数对系统非线性动力学的影响。
2015 Vol. 36 (4): 337-345 [摘要] ( 425 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 585 )
       简报
346 基于升阶谱有限条法的复合材料壁板结构稳定性分析
冯侃 徐吉峰
通过将升阶谱与有限条方法相结合，得到了以多项式级数为形函数的升阶谱有限条方法，并采用该方法对复合材料壁板结构在复杂边界条件下，受轴压、侧压及剪切载荷复合作用下的临界稳定性问题进行分析。数值算例结果表明，该方法综合了升阶谱和有限条的优点，可以快速稳定的精确求解复合材料壁板结构的临界失稳载荷。
2015 Vol. 36 (4): 346-359 [摘要] ( 270 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 454 )
360 基于Layerwise离散层理论的复合材料夹层板屈曲分析
徐超 吴妙章 王建月
复合材料夹层结构由于面板和芯层力学特性差异较大，屈曲分析时要分层考虑各层的剪切变形。基于Reddy的Layerwise离散层理论，假设每一层变形服从一阶剪切变形理论，在统一的位移场描述下，推导建立了一种用于复合材料夹层结构屈曲分析的四节点四边形板单元，并采用混合插值方法对单元的剪切锁定进行了修正。分别对三种典型的夹层板结构进行线性屈曲有限元分析，并将计算结果与文献中已有结果进行了对比。结果表明：本文的分析方法能离散考虑各层的力学特性，将结构离散为多层时，计算结果与三维弹性理论或高阶板理论吻合；将结构等效为单层时，计算结果与基于一阶剪切变形理论的文献结构吻合，验证了单元的有效性。
2015 Vol. 36 (4): 360-366 [摘要] ( 358 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 560 )
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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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