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2015年 36卷 1期
刊出日期：2014-02-28
论文
简报
论文
论文
1
电活性聚合物球壳的力电不稳定性
王成敏 任九生
应用连续介质力学有限变形理论，分析了不可压电活性聚合物球壳在外加电场及内压作用下发生非对称变形的力电不稳定性问题。文中给出了不同外加电场下球壳的变形曲线和应力分布曲线, 结果表明对壁厚小于临界壁厚值的薄壁球壳，当内压大于临界内压值时，球壳可以产生不稳定的非对称变形。文中求得了球壳发生不稳定变形的临界壁厚及临界内压，探讨了外加电场对两个临界值的影响规律，同时讨论了外加电场对球壳中应力分布的影响。
2015 Vol. 36 (1): 1-7 [
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8
复固有频率问题的模糊变分原理
邱志平 张旭东
模糊变分原理是模糊有限元重要的理论基础之一，模糊有限元的研究已经比较成熟了，然而关于模糊变分原理的研究却非常少。为研究复固有频率问题的模糊变分原理，首先介绍了一些模糊数学的概念，之后推导了非保守系统的拟Hamilton变分原理。接着通过将模糊参数引入到拟Hamilton变分原理，推导了复固有频率问题的模糊变分原理。作为模糊变分原理的应用，又推导了模糊有限元法。该方法可以直接得到问题的模糊解。与传统的模糊有限元方法相比，它避免了先将模糊参数转化为区间形式求解，之后再由区间解构造模糊解的过程。因此，该方法可以很大程度上减少计算量。最后通过数值算例表明了所提方法的可行性。
2015 Vol. 36 (1): 8-19 [
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20
相变滞后对裂纹屏蔽效应的数值分析
侯腾 侯俊玲 王芳文 李群 左宏
本文针对奥氏体-马氏体双相材料，研究裂纹尖端区弥散分布的奥氏体颗粒在应变诱发时发生的相变对裂纹的屏蔽效应。鉴于实验中已发现的不同相变滞后对裂纹屏蔽效应的不同影响，本研究通过在裂纹尖端区不同位置嵌入相变颗粒，考虑到裂纹尖端区应力应变场的奇异分布及其诱发的相变，将裂纹尖端区相变滞后问题转化为相变颗粒在裂纹尖端区的位置问题。计及奥氏体-马氏体相变的体积膨胀效应进行了平面应力裂纹问题数值模拟,得到了单个相变夹杂对裂纹屏蔽效应的影响规律。结果表明：裂纹尖端区相变夹杂的位置对裂纹的屏蔽效应在距裂尖2倍夹杂直径以内影响极大，且以裂尖86度方向为界。其影响规律与McMeeking 和 Evans理论预言的60度方向不同。
2015 Vol. 36 (1): 20-27 [
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28
惯性式冲击振动落砂机周期倍化分岔的反控制
伍新 文桂林 徐慧东 何莉萍
在不改变惯性式冲击振动落砂机系统平衡解结构的前提下，考虑碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点以及经典的映射周期倍化分岔临界准则给反控制带来的困难，基于不直接依赖于特征值计算的周期倍化分岔显式临界准则，研究了落砂机系统周期倍化分岔的反控制。论文首先对落砂机系统施加线性反馈控制，得到受控闭环系统的Poincare映射，并应用不直接依赖于特征值计算的周期倍化分岔显式临界准则，获得了系统发生周期倍化分岔的控制参数区域。然后应用中心流形-正则形方法分析了周期倍化分岔的稳定性。最终采用数值仿真验证了在任意指定的系统参数点通过控制能产生稳定的周期倍化分岔解。
2015 Vol. 36 (1): 28-34 [
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35
基于离散模型的混凝土构件破坏过程研究
张永兴
刚体-弹簧元模型是一种离散化分析模型，可以反映连续体从开裂到破坏不连续过程的真实裂缝形态。本文在总结既有相关研究的基础上，引入并程序化刚体-弹簧元模型用于混凝土构件开裂破坏行为研究，特别是有关混凝土构件开裂后直至破坏的裂缝真实形态研究。首先确定了三维刚体-弹簧元模型中刚体单元的划分、弹簧元的特性（混凝土材料本构关系施加于弹簧元）、刚体单元与弹簧元装配方式、钢筋本构关系及其与混凝土相互作用，然后实现了刚体-弹簧元模型用于混凝土构件开裂破坏行为研究的程序化，并以剪切破坏的钢筋混凝土构件进行实例验证。结果表明，基于刚体-弹簧元模型的程序可以较为准确地反映该钢筋混凝土构件从开裂到破坏真实裂缝形态。
2015 Vol. 36 (1): 35-41 [
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42
比例边界有限元二阶灵敏度设计及断裂力学分析
龙湘云 姜潮 韩旭 孙兴盛
比例边界有限元是一种只需在边界上划分网格且无需基本解的半解析方法，能有效处理应力奇异性和无边界问题。本文提出了一种比例边界有限元的二阶灵敏度分析方法，可以准确而高效地求解响应关于参数的二阶梯度。首先通过建立仅需右特征向量的哈密顿矩阵特征灵敏度分析方程，发展了一种改进的比例边界有限元一阶灵敏度分析方法；其次，进一步通过构建二阶哈密顿矩阵特征灵敏度分析方程，并对比例边界有限元系统方程进行一系列二次直接微分，提出了一种半解析形式的比例边界有限元二阶灵敏度分析方法。该方法被应用于线弹性裂纹结构的形状灵敏度分析和不确定性传播分析。最后，给出了两个数值算例验证本文方法的有效性。
2015 Vol. 36 (1): 42-54 [
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55
复合材料-金属毛化接头的失效预测模型
刘湘云 陈普会 马维 王西昌
针对复合材料与金属连接的一种新型连接形式－毛化接头，建立了其在拉伸载荷作用下的失效模式与破坏载荷的宏－细观预测模型。首先根据毛刺的分布选择合适的代表体积元，建立毛刺层单胞模型，施加周期性边界条件，通过有限元分析得到毛刺层的平均刚度参数。其次，基于累积损伤理论预测毛刺层的单胞强度，分析毛刺层的失效机理。最后，将毛刺层的等效材料参数赋予接头整体模型，预测接头的抗拉强度及失效模式。预测结果与试验值吻合良好。分析结果表明，毛化接头的承载能力和失效模式与毛刺的密度高度、搭接面积等因素密切相关，通过参数设计可获得较高的承载能力。
2015 Vol. 36 (1): 55-62 [
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简报
63
一维六方准晶压电材料反平面Ⅲ型裂纹电塑性分析
周彦斌
摘 要: 本文基于一维六方准晶压电材料反平面问题的基本方程，对Ⅲ型裂纹的电塑性区进行分析.采用条带模型并假设在电塑性区的切应力保持为常数，得到了电塑性区大小的表达式.这种假设方式消除了电场和应力在裂纹尖端的奇异性，这与实际情况相符合，也为一维六方准晶压电材料的断裂分析提供了理论基础.
2015 Vol. 36 (1): 63-68 [
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69
基于拓扑优化技术的导弹折叠舵结构颤振优化设计
侯政 刘仙名 吴炜 何辉
在高超声速飞行的过程中，导弹舵面会出现颤振问题，可在短短几秒内导致结构破坏甚至解体. 为了改善舵面颤振特性，并让设计过程更加科学和高效，结合拓扑优化技术，开发了相应的优化程序应用于导弹折叠舵结构颤振抑制设计，获得比原始设计方案拥有更大颤振临界速度的折叠舵结构. 结果表明该方法具有如下优点：相比传统的配重等方法，从拓扑优化的新思路高效、准确地获得新构型；将拓扑优化的前沿技术创造性地应用到改善导弹折叠舵颤振特性的实际工程问题上,并在设计后进行强度校核；将颤振这种复杂的流固耦合问题从结构动力学问题逐步简化为静力学模型，进而用拓扑优化方法高效解决.
2015 Vol. 36 (1): 69-75 [
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76
反平面V形切口塑性应力奇异性分析
葛仁余 牛忠荣 程长征
摘要：本文提出了用插值矩阵法计算幂硬化塑性材料反平面V形切口和裂纹尖端区域的应力奇异性。首先在切口和裂纹尖端区域采用自尖端径向度量的渐近位移场假设，将其代入塑性全量理论的基本微分方程后，推导出包含应力奇异性特征指数和特征角函数的非线性常微分方程特征值问题。然后采用插值矩阵法迭代求解导出的控制方程，得到一般的塑性材料反平面V形切口和裂纹的前若干阶应力奇异阶和相应的特征角函数，并将计算结果与现有结果对照，发现吻合良好，表明了本文方法的有效性。
2015 Vol. 36 (1): 76-84 [
摘要
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85
椭圆形孔扩张弹性分析
周航 孔纲强 曹兆虎 刘璐
圆孔扩张理论作为一种相对成熟的理论工具已经广泛运用于岩土工程中的各类问题，但是对于初始孔为椭圆孔的扩孔问题，圆孔扩张理论并不适用。基于保角变换的方法将原物理平面上初始椭圆孔洞的外部映射到像平面上的单位圆外部，将原物理平面上由于椭圆孔洞扩张所产生的位移边界条件转换到像平面上，利用平面复变弹性理论，得到初始椭圆形孔洞孔扩张的弹性解。将本文椭圆孔扩张的退化解与传统圆孔扩张的弹性解进行对比分析，验证椭圆孔扩张弹性解的正确性。续而，针对一算例详细分析了椭圆孔扩张的弹性力学特性。研究结果表明，椭圆孔的退化解与传统的圆孔扩张弹性解完全一致,椭圆孔在弹性扩张过程中长轴方向比短轴方向较难扩张，长轴方向需要的扩张压力比短轴方向的要大。此外，当扩张率a2/a1=0.11/0.1=1.1时，扩张的影响半径为10倍的孔径左右.
2015 Vol. 36 (1): 85-91 [
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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