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2019年 40卷 1期
刊出日期：2019-02-28
综述
研究论文
研究简报
 
       综述
1 纳米孪晶和梯度纳米结构金属强韧特性研究进展
朱林利
金属材料在航空、航天工业以及民用工业等领域具有广泛的应用，如何获取同时具备高强度和良好塑性的金属材料一直是材料、物理、力学等不同学科长期以来亟待解决的难题.传统的强化方法包括应变强化、固溶强化、相变强化、晶粒细化强化和第二相弥散强化等，均会使材料的韧性或塑性降低.近年来，实验研究发现通过界面设计和微结构调控来可以制备出高强高韧的金属材料，认为位错与各类界面的相互作用、以及微结构优化对应力集中的削弱是材料强化和韧化的主要原因.根据已有实验观察，人们通过原子尺度方法定量分析高强高韧金属材料的变形机理，揭示其强化和韧化机制；同时，发展出基于变形机理的理论模型和有限元方法定量描述高强高韧金属的力学行为.论文将重点介绍纳米孪晶金属和梯度纳米结构金属的强韧特性研究进展，并对新型纳米结构金属材料的强韧特性优化进行展望.
2019 Vol. 40 (1): 1-20 [摘要] ( 423 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 251 )
       研究论文
21 基于广义应变梯度理论的纳米梁挠曲电效应研究
杨旭 周亚荣 陈玲玲 王炳雷
挠曲电效应是应变梯度与电极化的耦合，它存在于所有的电介质材料中。在纳米电介质结构的挠曲电效应研究中，应变梯度弹性对挠曲电响应的影响一直以来被低估甚至被忽略了。根据广义应变梯度理论，应变梯度弹性中独立的尺度参数只有三个，而文献中所采用的一个或两个尺度参数的应变梯度理论只是它的简化形式。基于该理论，论文建立了考虑广义应变梯度弹性的三维电介质结构的理论模型，并以一维纳米梁为例研究了其弯曲问题的挠曲电响应及其能量俘获特性。结果表明，纳米梁的挠曲电响应存在尺寸效应，并且弹性应变梯度会影响结构挠曲电的尺寸效应，特别是当结构的特征尺寸低于尺度参数时。论文的工作为更进一步理解纳米尺度下的挠曲电机理和能量俘获特性提供理论基础和设计依据。
2019 Vol. 40 (1): 21-29 [摘要] ( 353 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 247 )
30 双向荷载条件下八边形蜂窝结构因胞壁缺失所致应力集中分析
欧阳胜超 邓子辰 侯秀慧
因胞壁缺失引起的应力集中现象是蜂窝结构在增材制造过程中亟待解决的问题，通过将胞壁缺失所致的缺陷等效成椭圆，基于复变函数方法得到了预测拉伸应力的解析公式和预测弯矩应力的分析方法，进而得到八边形蜂窝结构在双向荷载条件下缺失单行和多行胞壁产生的应力组合值。与数值模拟结果的对比分析验证了所提理论解析公式的有效性；同时得出距离缺陷最近胞壁上的拉伸应力解析解与数值解吻合良好，弯矩应力数值解与胞壁上的应力梯度呈明显的线性关系。与规则六边形蜂窝在多行缺陷条件下的应力集中程度进行对比，得出八边形蜂窝结构在荷载系数 和 时应力集中程度小于规则六边形蜂窝结构，从而为蜂窝结构增材制造设计提供理论指导。
2019 Vol. 40 (1): 30-38 [摘要] ( 206 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 262 )
39 月球着陆器着陆过程的DEM-FEM耦合分析
梁绍敏 王永滨 武士轻 王帅霖 季顺迎
实现月球着陆器的安全软着陆是宇航员、搭载设备、仪器安全以及着陆器后续正常工作的重要保证。本文采用离散元-有限元方法建立月壤与着陆器相互作用的耦合模型，其中月壤采用具有粘接作用的球体离散元单元，着陆器采用壳单元和梁单元组合的有限元模型，与缓冲垫连接的支撑腿采用可压缩弹簧模型，以实现着陆器自身的缓冲功能；为分析着陆于不同月表的过程，建立平坦、斜坡月球表面；针对不同坡度的斜坡月表，研究不同着陆模式下着陆器与月壤的相互作用，分析冲击力峰值的大小与作用时间的关系，并从能量方面讨论和解释大坡度下冲击力峰值小的原因。以上研究为月球着陆器的安全着陆分析提供有益的参考。
2019 Vol. 40 (1): 39-50 [摘要] ( 295 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 248 )
51 含裂纹损伤充液圆柱壳的振动响应求解方法
朱吟龙 谭大鹏 李霖 郑帅
薄壁圆柱壳流体冲击振动响应是一个复杂的流固耦合(FSI)动力学问题，对于薄壳状态监测与缺陷识别具有重要意义。基于Flügge壳体应力理论，得到壳体运动的高阶偏微分方程组(PDE)，利用波传播方法获得圆柱壳系统振动响应。将壳体周围流体定义为理想声学介质，通过亥姆霍兹方程描述声压场，得到流固耦合条件下的薄壁圆柱壳受迫振动响应演变规律。针对薄壳裂纹损伤识别问题，基于断裂力学理论建立局部柔度矩阵，结合呼吸型线弹簧模型(LSM)，构造裂纹附近应力及位移连续条件，获得含裂纹损伤充液圆柱壳的振动响应，进而给出一种基于振动能量流的裂纹损伤识别方法。研究结果表明：充液圆柱壳耦合系统在非线性激励下，位移响应在沿轴向、周向和径向的传播特性差异明显；裂纹的存在会导致结构局部柔度的降低和耦合系统固有频率下降；归一化输入功率流能够有效地对充液圆柱壳耦合系统进行结构裂纹损伤识别。研究结果可为充液薄壳振动响应方面的研究提供有益参考，也可为流固耦合条件下的结构裂纹损伤识别方面提供技术支持。
2019 Vol. 40 (1): 51-73 [摘要] ( 181 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 249 )
       研究简报
74 正交各向异性稳态热传导问题的ICVEFG方法
谢佳萱 李冬明 聂峰华 陈波
本文将改进的复变量无单元Galerkin方法（Improved Complex Variable Element-free Galerkin method，ICVEFG）应用于求解正交各向异性介质中的稳态热传导问题，提出了正交各向异性稳态热传导问题的ICVEFG方法。采用罚函数法引入本质边界条件，推导了正交各向异性介质中的稳态热传导问题的Galerkin积分弱形式。采用改进的复变量移动最小二乘近似（Improved Complex Variable Moving least-squares approximation，ICVMLS）建立二维温度场问题的逼近函数，推导了相应的计算公式。编制了计算程序，对三个正交各向异性介质中的热传导问题进行了分析，说明了本文方法的有效性。
2019 Vol. 40 (1): 74-81 [摘要] ( 267 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 262 )
82 基于表面弹性理论的开裂椭圆孔断裂力学研究
肖俊华 徐耀玲 张福成
研究纳米尺度时开裂椭圆孔的III型断裂性能。基于表面弹性理论和保角映射技术，利用复势函数理论获得了缺陷(裂纹和椭圆孔)周围应力场和裂纹尖端应力强度因子的闭合解答。所得结果具有一般性，许多已有和新的解答可由本文退化的特殊情形得到。利用解析结果讨论了缺陷的绝对尺寸、椭圆孔的形状比以及裂纹的相对尺寸对应力强度因子的影响。结果表明：考虑表面效应且缺陷尺寸在纳米尺度时，应力强度因子具有显著的尺寸依赖效应；应力强度因子随椭圆孔形状比的变化规律受缺陷表面常数的影响；缺陷表面效应的影响取决于椭圆孔的形状比，非常大的形状比屏蔽了表面效应的影响；裂纹相对尺寸非常小时表面效应影响较弱，裂纹相对尺寸较大时表面效应较为明显。
2019 Vol. 40 (1): 82-89 [摘要] ( 336 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 240 )
90 蜂窝钢管约束混凝土靶的准静态球形空腔膨胀模型及其应用
宋殿义 曹扬悦也 蒙朝美 谭清华 蒋志刚
基于空腔膨胀理论建立工程模型是研究侵彻问题的常用方法。针对射弹侵彻蜂窝钢管钢管约束混凝土靶问题，考虑被打击单元钢管及其外围混凝土的综合约束作用，粉碎区混凝土采用Hoek-Brown (H-B) 准则，建立了蜂窝钢管约束混凝土靶的准静态球形空腔膨胀模型和刚性弹侵彻深度预测公式，并分析了综合约束刚度对侵彻过程的影响。算例表明：蜂窝钢管约束混凝土靶不同于半无限混凝土靶，侵彻过程中的扩孔压力不为常数；综合约束刚度越大，扩孔压力越大；侵彻深度预测公式计算结果与文献侵彻试验吻合较好。
2019 Vol. 40 (1): 90-98 [摘要] ( 183 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 246 )
  编辑部公告
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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