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2015年 36卷 2期
刊出日期：2015-04-28
论文
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93
面内平动板横向振动研究进展
唐有绮 陈立群
面内平动板的力学行为正日益引起研究者的关注. 由于横向振动对实际工程系统应用的限制，发展相应的近似解析方法和数值方法已成为该领域研究工作的一个热点方向. 本文综述了面内平动板横向振动的研究进展，讨论了所研究问题的数学模型，建立了可整合板任意本构关系的统一的动力学方程，总结了面内平动板的模态分析、线性参数振动、非线性自由振动、非线性参数振动和受迫振动的研究进展，介绍了目前研究中近似解析方法和数值方法的应用情况. 最后总结现阶段的研究成果，并提出该研究方向今后尚待深入研究的若干重要问题.
2015 Vol. 36 (2): 93-104 [
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105
固体力学中的统一分析梁与有限节线法
龚耀清 陈晓东
针对现有梁理论不能解决的杆状类工程结构构件和结构体系，本文提出了一种新的梁模型——统一分析梁与一种新的数值分析方法——有限节线法。利用统一分析梁和有限节线法不仅可以解决任意杆状类结构构件或结构体系的力学分析问题，而且当问题的性质与传统梁理论的前提条件一致时，会得出同样精度的解答。算例计算结果证明了统一分析梁的合理性与有限节线法的正确性。
2015 Vol. 36 (2): 105-113 [
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114
梯度蜂窝面外动态压缩力学行为与吸能特性研究
樊喜刚 尹西岳 陶勇 陈明继 方岱宁
蜂窝材料具有优异的抗冲击吸能特性。为进一步提高蜂窝材料的比吸能与压缩力效率，提出了一种几何参数或材料参数沿厚度方向梯度渐变的蜂窝材料模型，并针对六边形蜂窝构型研究了胞元壁厚和屈服强度梯度变化的蜂窝材料在面外动态压缩载荷下的力学行为与吸能特性。研究结果表明，通过调控梯度变化的指数，胞元壁厚或母体材料屈服强度的梯度设计均可有效降低初始峰值应力，并使蜂窝材料的比吸能和压缩力效率同时增大。研究结果可为蜂窝材料的防撞性优化设计提供新的思路。
2015 Vol. 36 (2): 114-122 [
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一维六方准晶弹性层合悬臂梁的解析解
黄孚 张一鸣 高阳
本文利用一维六方准晶的平面本构关系，以及简化为平面问题的物理方程，在悬臂梁的弹性应力解的基础上，假设准晶层和弹性层的应力分布，求出了各自的位移表达式，再利用层间连续条件和放松的边界条件，推导出一维六方准晶层合悬臂梁仅在自由端受集中力作用下声子场和相位子场的位移解析解，为研究准晶涂层材料的力学性质提供参考。
2015 Vol. 36 (2): 123-128 [
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温度对介电弹性体材料力电耦合变形的影响（固体力学大会文章）
盛俊杰 张玉庆 李树勇 刘磊 陈花玲
介电弹性体（Dielectric elastomer，简称DE）材料是一类在电场激励下可以产生大幅度尺寸或形状变化的新型柔性功能材料。DE材料具有非常宽的温度应用范围，这种宽的温度工作范围和快速大变形性能为各种柔性致动器结构提供了良好的基础，但作为一种粘弹性高分子材料，温度对其性能的影响也是非常明显的。然而到目前为止，所有关于DE材料驱动性能的研究仅局限于室温条件下，温度变化对DE材料力电耦合稳定性的影响几乎没有相关报道。基于此，通过实验研究了温度对最常用的DE材料（VHB 4910，3M）力电耦合变形的影响，结果表明：升高温度可以提高DE材料的力电耦合变形；温度越高，DE材料越容易发生力电耦合失效。然后，从热力学和粘弹性力学出发，建立了考虑温度影响后的DE材料的粘弹性力电耦合模型，数值模拟理论结果和实验结果非常吻合。
2015 Vol. 36 (2): 129-136 [
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含切口损伤复合材料层合板拉伸失效行为研究
李亮 贾普荣 黄涛 矫桂琼
对含有不同切口损伤的复合材料层合板试件进行了拉伸试验，采用电阻应变计同步测量切口损伤前缘区域随载荷的变化，测定含切口损伤层合板的剩余强度，并讨论了损伤长度和损伤角度对剩余强度的影响规律。建立含切口损伤复合材料层合板有限元模型，分析了含切口损伤复合材料层合板的拉伸失效行为，计算了含切口损伤复合材料层合板的剩余强度，确定了剩余强度与切口损伤状态的关系。计算结果与试验结果具有较好的一致性。
2015 Vol. 36 (2): 137-144 [
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145
冲击荷载作用下混凝土动态力学性能数值模拟研究
刘海峰 韩莉
利用直锥变截面式Φ74 mm SHPB对混凝土和水泥砂浆材料进行了三种不同冲击速度下的动态力学性能实验，分析了其冲击速度对混凝土力学性能的影响规律。应用刚性板冲击加载的方式进行了混凝土动力响应的数值模拟研究，数值模拟结果与实验结果吻合较好。数值模拟表明：混凝土的峰值应力随着冲击速度的增大而增大，混凝土是一种率敏感材料；随着粗骨料体积含量增大，冲击荷载作用下混凝土的峰值应力呈现先增大后减小的趋势，粗骨料体积含量为40%时混凝土峰值应力最大；保持粗骨料最大粒径不变，随着粗骨料最小粒径的增大，混凝土的峰值应力逐渐减小；保持粗骨料最小粒径不变，随着粗骨料最大粒径的增大，混凝土的峰值应力呈现先增大后减小的趋势，数值模拟结果为混凝土的工程应用提供了理论依据和技术支撑
2015 Vol. 36 (2): 145-153 [
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154
花岗岩的加载速率效应及能量机制研究
徐小丽 陈琳 高峰 张志镇
加载速率对岩石的力学性质以及变形破坏方式具有重要的影响。基于MTS810电液伺服材料试验系统与PCI-2声发射仪对岩样进行不同加载速率作用下的单轴压缩和声发射试验。研究结果表明：（1）在各级加载速率作用下，岩样单轴压缩应力-应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏四个阶段。岩样峰后曲线在加载速率为0.001~0.01 mm/s时出现台阶型分段跌落状，在加载速率为0.01~0.1 mm/s时呈现光滑、陡峭的连续曲线。（2）岩样峰值强度、弹性模量随加载速率的增加而增大，与加载速率对数均呈现三次多项式拟合关系。峰值应变随加载速率的增加而减小，与加载速率对数呈现线性拟合关系。（3）随着加载速率由0.001mm/s增加至0.1mm/s，岩样吸收的总应变能 具有波动性，可释放的弹性应变能 增幅60.42%，耗散应变能 降幅 66.38%， 增幅43.33%， 降幅66.67%，岩样破裂模式由拉剪破坏逐渐向张拉劈裂破坏过渡，岩样破裂块数增多。（4）加载速率为0.001~0.1 mm/s时，岩样破坏方式有所不同，但破坏为同一类损伤过程。单轴压缩状态下，能量耗散使得岩样损伤致使强度丧失，而能量释放使得岩样宏观破裂面贯通，并向着能量释放的方向张裂或弹射破坏。
2015 Vol. 36 (2): 154-163 [
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简报
164
基于单轴数据决定橡胶类材料多轴刚性化有界超弹性势
余利丹 金天付 尹征南 肖衡
指出表征橡胶类材料应变刚化效应的现有超弹性模型涉及应变能无穷发散困难，提出新方法解决该困难。基于对数应变不变量的多轴扩张和多轴匹配步骤，建议直接构造橡胶类材料大变形弹性势的显式直接方法。该方法从单轴应力-应变关系直接得到多轴弹性势，所得结果避免了现有各方法决定待定参数组的复杂数值计算，能够准确描述应变刚性化效应，且给出有界弹性应变能，从而避免了前述发散困难。数值结果表明，从单轴数据所得到的弹性势可同时很好的拟合平面应变拉伸(剪切)数据以及等双轴拉伸数据。
2015 Vol. 36 (2): 164-170 [
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171
波前法在无网格伽辽金法中的应用
曹子龙 关玉璞 陈伟
有别于有限元法，无网格法采用基于点的近似，可彻底或部分地去除网格（只保留积分所需的背景网格），在保证计算精度同时降低计算难度。无网格伽辽金法（Element Free Galerkin method, EFG）是一种基于移 动最小二乘近似（Moving Least-Squares, MLS）的全局弱式无网格法，广泛应用于计算力学等领域，该方法的一个缺点是：计算过程中产生的系数矩阵含有的非零元数量比有限元法多，即使处理中等规模模型时，也要求计算机有很大的存储空间，并且计算时间长。波前法在有限元法中已有很成熟的应用，但至今没有应用于无网格方法。本文介绍了波前法在无网格伽辽金法中的应用方法，编写了相应的计算程序，并以弹性力学为例做了验算。
2015 Vol. 36 (2): 171-178 [
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一维六方准晶压电材料中唇形裂纹反平面问题的解析解
钟海英 刘官厅
本文在准晶压电材料基本方程的基础上，根据点群的对称性和一维六方准晶的线性压电效应，导出了一维六方准晶压电材料反平面问题的控制方程.利用复变函数的方法，通过引入适当的保角映射，研究了准晶压电材料中唇形裂纹的反平面问题，并利用Cauchy积分理论，得到在电不可通边界条件下的裂纹尖端场强度因子与机械应变能释放率的解析表达式.
2015 Vol. 36 (2): 179-184 [
摘要
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编辑部公告
Acta Mechanica Solida Sinica入选2021年国际影响力TOP期刊榜单
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”
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”
2020年度Acta Mechanica Solida Sinica 影响因子达到2.161
重要通知
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
Acta Mechanica Solida Sinica (AMSS) 入选“2019中国最具国际影响力学术期刊”
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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