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2016年 37卷 5期
刊出日期：2016-10-28
综述
研究论文
研究简报
 
       综述
387 声波超材料设计的力学原理与进展
周萧明
声波超材料是一种特殊的人工复合材料,它基于连续介质力学理论描述,通过对微观结构的精心设计,在宏观上获得反常规的动态材料属性,如负动态质量,负动态模量,负折射率等.超材料的出现为实现波动控制提供了可能,相关研究在工程领域具有潜在的应用价值.本文着重阐述了弹性固体超材料、声波超材料、超表面、主动超材料的设计原理与相关研究进展, 所述原理对于波控结构的设计与制备实现具有指导意义.
2016 Vol. 37 (5): 387-397 [摘要] ( 659 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 345 )
398 石墨烯及其复合材料纳米力学研究进展
刘晓毅 王奉超 吴恒安
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体，是目前已知最薄但却有着极高强度的纳米材料。由于在强度、导热性、电子输运和光学上显示出不同寻常的特性，石墨烯迅速成为材料科学、物理、化学和力学等学科的研究热点。与此同时，石墨烯复合材料的研究也迅速兴起。本文综述了近年来石墨烯及其复合材料的力学特性的研究进展。根据力学行为的差异，我们主要阐述了石墨烯面内力学特性、离面力学特性、原子尺度修饰和石墨烯复合材料力学特性的研究进展：石墨烯的面内拉伸力学特性通过纳米压痕等技术得到了测量，其断裂行为在微纳尺度下不能完全使用连续介质力学模型进行解释，在多层石墨烯情况下会出现超润滑现象；石墨烯的可控离面位移对于改变其物理特性有重要的意义，石墨烯上的屈曲受到手性和尺度的影响，在高频器件中存在着非连续性的离面响应；适当的原子尺度修饰可以改善石墨烯的拉伸和扭转力学特性；石墨烯可以改善复合材料的力学特性，如提高强度、韧性等，其主要强化效应是通过与基体材料的离面、面内力学行为结合产生的。最后，本文对石墨烯及其复合材料的力学研究进行了总结和展望。
2016 Vol. 37 (5): 398-420 [摘要] ( 427 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 370 )
       研究论文
421 三相驱动下含两质量块刚体的平面运动
殷蓬勃 占雄 徐鉴
本文研究了一类含两个质量块的振动驱动系统在粘性摩擦下的平面运动，其中两个内部质量在相互垂直的水平槽道上作三相运动。利用第二类拉格朗日方程，建立了系统的动力学方程；其次，利用系统直线运动时的理论解，验证速度Verlet积分法的可靠性；利用这种算法分析了系统的平面运动，得到了内部驱动参数与系统运动轨迹、运动速度的关系；然后，基于数值分析结果，通过调节内部驱动参数，得到了系统在不同轨迹间的六种转换形式；最后，通过组合不同的转换形式，得到了曲率连续变化的平面运动路径。
2016 Vol. 37 (5): 421-437 [摘要] ( 288 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 348 )
438 Ta2钛合金绝热剪切失稳起始温度研究
虎宏智 付应乾 董新龙
利用分离式霍普金森压杆加载TA2钛合金扁平帽型试样，结合高速红外测温与金相观察，分析动态加载下帽型试样受迫剪切力学响应以及绝热剪切带温度演化，确定绝热剪切带起始温度，并讨论绝热剪切失稳起始条件。结果显示，绝热剪切带起始温度约为470K，明显低于再结晶温度，以温度470K作为起始条件，对应剪切应力时程曲线起始时刻，并非剪切应力最大值，而是应力软化至504MPa，即发生应力“塌陷”处，应力下降8.86%，塑性应变继续发展
2016 Vol. 37 (5): 438-443 [摘要] ( 310 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 526 )
444 土工格栅加强下有砟铁路道床动力特性的离散元-有限元耦合分析
季顺迎 严颖 邵帅
本文提出了一种可用于分析土工格栅与道砟颗粒间相互作用的离散元-有限元耦合方法。道砟颗粒采用镶嵌单元模拟，土工格栅采用梁单元计算，并在接触面上实现了离散元和有限元域间力学参数的传递。通过循环载荷作用下的计算，对比分析了土工格栅对道砟颗粒的加固性能。通过加筋后道砟颗粒的直剪试验进一步揭示了土工格栅加固作用的内在机理。结果表明：土工格栅可有效地降低有砟道床横向位移以及顶部沉降量，加筋后道砟材料的内聚力和摩擦角都有所提高。由此可见，土工格栅能够增加道砟颗粒间的自锁作用，提高道砟材料的强度，并有效地阻止剪切带从上部道砟箱向下部道砟箱贯穿。
2016 Vol. 37 (5): 444-455 [摘要] ( 306 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 369 )
       研究简报
456 局部结构导数及其应用
陈文 梁英杰 黑鑫东
经典的导数建模方法刻画了特定物理量对时间或空间的变化率，较少直接考虑复杂系统介观时间-空间结构对其物理力学行为的重要影响。本文通过引入结构函数，提出了一种局部结构导数建模方法，以克服传统方法的不足。结构函数刻画了系统的时间-空间特征，实际上是一个时空变换，基于其上的结构导数能够描述复杂问题介观时空结构与特定物理量的因果关系，减少模型参数，降低计算成本。我们可通过问题的广义基本解或已知统计分布的概率密度函数，推导出其系统的结构函数。两类应用实例表明，基于对数结构函数的结构导数方法可以描述软物质中的特慢扩散现象，也可用来建立以Weibull分布的概率密度函数为结构函数的可靠性结构导数扩散方程。
2016 Vol. 37 (5): 456-460 [摘要] ( 377 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 385 )
461 一种新的覆冰导线舞动非线性有限元分析方法
张栋梁 何锃 乔厚 江雯
本文基于Hamilton原理，建立了耦合三个平动自由度和一个扭转自由度以及偏心覆冰作用下导线的非线性舞动方程，提出了一种新的覆冰导线舞动分析非线性有限元模型，将相邻跨导线和绝缘子等效为线性弹簧单元，同时考虑覆冰导线非线性气动力和大幅舞动的几何非线性，采用Newmark-β时间积分结合修正的Newton-Raphson非线性迭代求解舞动有限元方程。本文数值解与D形覆冰导线舞动实测值无论在振幅还是频率方面均吻合得非常好，证明了本文新提出的导线舞动有限元模型的准确性。本文研究还表明：舞动是一种以上下运动为主的低频振动，通常发生在一阶上下自振频率附近，其振幅和频率由输电线路的物理参数和风载荷唯一确定，与初始运动状态无关。
2016 Vol. 37 (5): 461-470 [摘要] ( 314 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 423 )
471 应用POD和Padé拟合的线性动力学系统辨识
魏延萍 丁允停
提出了一种线性动力学系统辨识方法。应用Padé多项式对系统的动刚度曲线进行拟合，通过最小二乘法确定Padé多项式中的系数矩阵，利用遗传算法确定出Padé拟合式中的参数。通过比较系统动刚度矩阵的理论公式和Padé拟合式，辨识得到系统的质量阵、刚度阵和阻尼阵。当系统阶数较高时，可结合POD降阶技术对系统进行辨识，该方法适用于全阶模型和降阶模型。数值仿真算例表明，本文方法具有较高的精度和较好的鲁棒性。
2016 Vol. 37 (5): 471-476 [摘要] ( 291 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 347 )
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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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