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2018年 39卷 4期
刊出日期：2018-08-28
论文
简报
论文
综述
 
       综述
333 金属玻璃的微结构、增韧与疲劳问题研究进展
沙振东 滕云 刘子顺 王铁军
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.021
金属玻璃具有许多不同于传统金属的独特性质，比如，强度高达6.0GPa、断裂韧性高达200MPa?m1/2、超高弹性极限2%、耐腐蚀、耐磨损等，从而受到了科学界和工业界的热捧。但是以下三个核心问题长期困扰着金属玻璃的研究与应用：一是建立非晶无序的微观结构与其宏观性质间的关联关系，二是改善其室温脆性，三是揭示其疲劳机制并提高疲劳极限。本文拟详细介绍上述三个问题的研究进展，首先简要介绍了金属玻璃的发展历史、形成机制、特性及应用、基本问题和难点，其次介绍金属玻璃的微结构表征方法、以及微结构的几种典型模型，第三介绍了金属玻璃的断裂和增韧研究进展，第四介绍金属玻璃疲劳研究进展，最后，展望了金属玻璃的未来研究。
2018 Vol. 39 (4): 333-374 [摘要] ( 531 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 315 )
       论文
375 基于构型力内变量的界面损伤问题研究
陈悦 苑仲伯 左宏 李群
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.013
本文基于材料构型力的基本理论和损伤力学中含有内变量的热力学框架，提出了新的损伤变量定义方式，为研究界面损伤问题提供了一种新思路。首先，基于双相弹性体的能量分析，给出界面材料构型力表达式，通过构型力的离散化方法，实现了其在有限元中的数值计算。其次，定义构型力为界面损伤内变量，进而提出一种新的损伤演化模型，并采用刚度劣化的方法，对该界面损伤模型进行数值实现。最后，通过对复合材料界面损伤问题（有裂纹或无裂纹）进行数值模拟，分析了其界面损伤发展趋势，探讨了此模型的合理性和优越性。基于构型力内变量的界面损伤模型，可为研究复合材料的界面损伤失效问题提供一种普适性的方法。
2018 Vol. 39 (4): 375-385 [摘要] ( 221 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 427 )
386 小群簇下特异性粘附界面力学性质的统计分析
李凯 李珑 王记增
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.015
针对经由特异性分子间发生化学作用，生成粘附分子键群簇而形成的可变形介质间的特异性粘附问题，蒙特卡洛仿真作为有效的研究手段被广泛用来随机模拟界面特异性粘附行为，但当粘附系统分子键数目较小时，粘附系统具有明显的热扰动性质，此时受限于统计方法，现有统计方法难以定量地描述系统的特异性粘附行为。为此，本文基于统计热力学理论，提出了积分统计方法，结果表明无论在稳态还是动态下，基于所提出的积分法统计结果与数值求解结果一致，尤其是针对系统分子键数目较少，粘附系统具有强热扰动性质的情况时，该方法依旧可以精确地反映系统特异性粘附行为。
2018 Vol. 39 (4): 386-393 [摘要] ( 196 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 306 )
394 几种变截面点阵承受面外压缩载荷的力学行为
冀宾 顾铖璋 韩涵 宋林郁 吴春雷
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.022
增材制造工艺的出现使得轴向变截面点阵结构设计成为可能，变截面点阵的刚度、强度和稳定性等力学行为研究具有重要的工程意义。假定杆件横截面沿轴向呈双曲线或椭圆型变化，积分推导变截面对于杆件刚度产生的影响，在平衡方程中进行参数变换，推导出变截面对于杆件失稳特征值的解析解，并最终将椭圆型截面杆件应用于实际的金字塔点阵设计。最后引入了特征值算法和弧长法，前者证实了解析解的正确性，后者用于计算含几何缺陷的金字塔胞元后屈曲行为。解析解与数值方法均表明，对于相对密度较低的金字塔点阵，椭圆型轴向变截面杆件设计可以使得点阵刚度在基本保持不变的情况下，有效提高点阵等效压缩强度。研究结果可以为高性能变截面点阵的设计提供理论基础。
2018 Vol. 39 (4): 394-402 [摘要] ( 301 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 477 )
403 Lamb波稀疏阵列CFRP层合板损伤成像检测
骆英 范敏 徐桂东 许伯强 Fuh-Gwo Yuan
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.020
针对Lamb波阵列成像方法检测复合材料板时存在偏斜效应、频散及密集阵列成像分辨率低的问题，本文采用引入偏斜角修正的相位延迟叠加方法结合最小冗余度线性阵列（MRLA）实现了碳纤维增强复合材料（CFRP）层合板损伤的准确成像检测。根据Lamb波单一模态的波数曲线计算各方向的偏斜角，确保成像中损伤所在方位角的准确性；在频域中对每个频率成分进行相位延迟以弥补频散，确保成像中损伤所在位置的精度；利用MRLA设计十字型稀疏阵列，既降低了阵列成本，又保证损了伤成像质量。数值模拟成像结果验证了本文提出方案的有效性，实验成像结果凸显了十字型稀疏阵列在节约阵列成本、提高损伤空间分辨率方面的优越性，对工程实践中CFRP板结构的损伤检测具有一定的指导意义。
2018 Vol. 39 (4): 403-411 [摘要] ( 258 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 358 )
412 石墨烯裂纹扩展行为研究
刘秦龙 华军 李东波 段志荣 肖攀 陈垣欣
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.007
基于分子动力学方法对含预制裂纹石墨烯进行扶手椅向拉伸断裂模拟。使用连续介质理论结合分子动力学计算石墨烯能量释放率，确定石墨烯能量释放率GIC为10.25 J/m2；应力强度因子KIC为 3.33MPam^1/2。进一步对影响石墨烯裂纹扩展速率的因素-初始裂纹长度与加载速率进行讨论。结果表明：裂纹初始长度与加载率会在一定程度上影响石墨烯中裂纹扩展速率。裂纹扩展速率会随着初始裂纹长度的增加而降低；但随着初始裂纹长度的增加，裂纹扩展速率对其敏感度降低。裂纹扩展速率会随着加载率的升高而增大。 初始裂纹长度与加载率对裂纹扩展速率的影响有一定的关联性，加载率的升高会降低裂纹扩展速率对初始裂纹长度变化的敏感度。在此基础上确定了石墨烯中裂纹扩展极限速率为8350 m/s。关联性，加载率的升高会降低裂纹扩展速率对初始裂纹长度变化的敏感度。在此基础上确定了石墨烯中裂纹扩展极限速率为8350 m/s。
2018 Vol. 39 (4): 412-418 [摘要] ( 384 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 356 )
       简报
419 广义有限差分法求解Kirchhoff和Winkler薄板弯曲问题
汤卓超 傅卓佳 范佳铭
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.005
本文将广义有限差分法用于数值计算Kirchhoff板和Winkler板的弯曲问题.广义有限差分法是基于最小二乘原理的一种区域型无网格方法. 相比于传统的网格类数值解法，广义有限差分法无需网格生成且无需数值积分.通过数值实验结果表明，广义有限差分法可以有效地求解两类薄板在不同横向荷载作用下的弯曲问题.
2018 Vol. 39 (4): 419-428 [摘要] ( 346 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 318 )
429 考虑塑性应变记忆恢复的循环棘轮本构模型研究
刘秀宇 董亚伟 肖雄
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.003
在统一粘塑性循环本构理论框架下，以Ohno-Abdel-Karim非线性随动硬化模型为基础，建立了一个循环本构模型。模型通过引入塑性应变幅值记忆效应，并在塑性应变记忆项中加入恢复系数，提高了对循环硬化材料单轴棘轮行为的预言能力。将模型应用于316L不锈钢单轴棘轮行为的描述中，模拟不同平均应力、应力幅值下的棘轮应变，均与实验数据吻合较好，证明本文改进的本构模型能合理地描述循环硬化材料的单轴棘轮行为。
2018 Vol. 39 (4): 429-438 [摘要] ( 287 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 463 )
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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
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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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