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2019年 40卷 2期
刊出日期：2019-04-28
综述
研究论文
研究简报
 
       综述
99 腐蚀损伤模型研究进展
陈子光
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.047
腐蚀会导致材料表面附近产生机械损伤，降低材料强度。腐蚀损伤演化过程的理解和模拟，对工程结构的剩余服役寿命预测、可靠性分析、以及材料耐腐蚀设计等至关重要。现有的腐蚀数学模型大多旨在描述单个或少数几个腐蚀点的界面演化过程。这些模型通常都基于扩散理论和电化学动力学定律，用于预测腐蚀点的几何形状演化和溶液中离子的浓度分布演化。本文简述了腐蚀的电化学动力学基础，为力学工作者参与腐蚀损伤研究提供了简要的背景知识介绍。对目前发展比较完善的点腐蚀模型进行了总结分类。重点介绍了近十年来几种主要的新型腐蚀模拟方法：元胞自动机法、相场模型和近场动力学模型。并分析了各方法的优缺点。提出了电偶腐蚀和应力腐蚀开裂模型分析中亟待解决的一些问题。最后，论文总结了腐蚀模拟在实际工程应用中的难点，展望了未来研究发展方向。
2019 Vol. 40 (2): 99-116 [摘要] ( 821 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 282 )
       研究论文
117 圆内旋轮线形状异质夹杂热弹性问题的解析解
聂灿亮 邹文楠
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.048
论文研究具有圆内旋轮线型形状夹杂域的平面热弹性体在夹杂域内非均匀温度场作用下对弹性场所产生的影响，其中考虑的夹杂与基体的材料不同但是具有相同的剪切模量。借助黎曼映射理论，将平面光滑闭合曲线外部区域映射到单位圆外部区域，进而利用解析函数性质，结合柯西型积分与Faber多项式，求解得到夹杂域内外场势函数的显式解。通过得到的势函数求出内外场应力，并对应力分布进行分析，结果表明：一般形状异质夹杂时，内场应力值与有限元计算值相吻合；退化到椭圆同质夹杂时，与相关文献中的结果相同，但是更具一般性与实际可操作性。
2019 Vol. 40 (2): 117-126 [摘要] ( 295 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 240 )
127 含非线性能量汇的简支输液管非线性振动控制研究
严浩 熊夫睿 姜乃斌 代胡亮 王琳 黄绮珊 倪樵
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.002
论文建立了一个含有非线性能量汇(NES)装置并输运脉动内流的简支输液管道理论模型, 研究了NES装置对管道的非线性动力学特性与振动控制的影响. 利用Galerkin和龙格库塔法, 得到了在含NES和不含NES装置时管道动力学响应的数值结果. 研究表明, NES装置能有效地抑制管道振动. 通过对比可知, NES对管道系统的稳定性和非线性振动控制有着明显的影响. 此外, 本文还详细讨论了NES装置相关参数对系统的动力学影响. 结果表明, 增大NES的弹簧刚度、阻尼和质量比有利于管道减振, 且最佳安装位置在管道中点. 此外, 增大阻尼?能缩小失稳激励频率区域, 而其他参数的变化对失稳激励频率区域影响较小.
2019 Vol. 40 (2): 127-136 [摘要] ( 299 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 269 )
137 航空铝合金力学与电化学耦合点蚀损伤模型研究
妙远洋 吕胜利
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.045
点蚀是航空铝合金材料在服役环境下常见的损伤形式，点蚀损伤会导致材料性能的下降, 严重地威胁着结构的承载能力。作为承力构件，航空铝合金不仅承受环境腐蚀的作用，还承受应力作用。论文根据点蚀基本原理，引入细观损伤变量孔隙率，考虑力学化学效应，建立了点蚀损伤弹性模量计算模型。使用2219铝合金，进行加速腐蚀试验和单向拉伸试验，利用显微扫描技术研究了点蚀坑深度随时间和载荷的变化，并对腐蚀后试验件的损伤宏观形貌进行观察分析。根据拉伸实验结果，对模型的正确性进行验证。模型计算与实验结果的对比证明了本文方法的可行性与正确性。
2019 Vol. 40 (2): 137-146 [摘要] ( 267 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 245 )
147 环状周期结构三维参激振动不稳定分析
王哲人 王世宇 张东升
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.040
环状周期结构广泛应用于工程领域。针对在移动载荷作用下的环状周期结构，开展三维参激振动特性分析。首先基于Hamilton理论，在惯性坐标系下建立了时变动力学模型。为了提高计算效率，采用坐标变换将其转换至随动坐标系，从而得到等效时不变模型。然后利用Galerkin理论将其离散，通过计算系统的特征值，预测了动力稳定性。最后采用Floquét理论计算了时变系统的不稳定域，得到了与等效系统相同的结果。本研究为该类系统的参数设计及稳定性控制提供了借鉴。
2019 Vol. 40 (2): 147-156 [摘要] ( 254 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 259 )
157 基于高次广义柔度灵敏度的结构损伤识别
杨秋伟 王学航 李翠红
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.001
柔度矩阵可以由结构的低价模态近似计算获得，因此被广泛用于结构的模型修正和损伤识别中。由普通柔度派生而来的广义柔度，可以由低价模态数据更加精确的获得，且随着广义柔度次数的增高其精度越高，往往只需要第一或二阶模态数据即可获得很准确的高次广义柔度。因此，广义柔度灵敏度方法自提出以来受到广泛关注。本文详细研究了基于高次广义柔度灵敏度的损伤识别计算方法，研究中发现，利用广义柔度灵敏度进行损伤识别计算时，并非越高次的广义柔度其识别结果越准确，随着广义柔度次数的增加，损伤识别结果精度呈现出先提高但随后显著降低的趋势。究其原因在于，虽然随着广义柔度次数的增加，广义柔度本身的精度更高，但与之相应的灵敏度方程组系数矩阵的条件数却也显著增大了，即方程组的病态性反而更加严重了，这导致了基于高次广义柔度计算所得的损伤参数的精度反而不如低次广义柔度的情况。因此，本文的研究表明，工程中利用广义柔度进行模型修正或损伤识别时，一般采用一次广义柔度或二次广义柔度即可，且计算中为了克服方程组的病态性和数据噪声的不利影响，本文提出了一种反馈奇异值截断法，能够明显提高计算精度，获得较准确的识别结果。
2019 Vol. 40 (2): 157-168 [摘要] ( 254 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 269 )
169 镁合金晶体塑性本构模型与孪生非均匀变形分析
蓝永庭 陈渊 李武军 莫玉珍 李启袭
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.046
微结构演化对镁合金材料力学性能有着显著的影响，为了揭示镁合金宏观塑性各向异性特性与非均匀孪生变形的关系，开展了不同路径下的单轴加载试验以及采用含滑移、孪生机制的晶体塑性本构模型对试验条件下的镁合金变形行为进行数值模拟研究。文中本构模型描述了滑移与孪生变形机制以及晶格转动的机制，同时研究采用三维微结构代表性有限元模型，其包含晶粒尺寸、晶向和晶界倾角等微结构参数。研究结果表明，轧制镁合金具有强烈的宏观塑性各向异性行为，并对这种镁合金塑性各向异性行为的模拟结果以及多晶织构的模拟演化结果与试验测量进行对比，结果都基本吻合。对孪生非均匀变形模拟分析表明，镁合金宏观塑性各向异性行为与滑移、孪生变形机制的不同启动组合紧密相关，同时多晶体内应力的非均匀分布受到孪生变形的严重影响。而不同晶粒尺寸的晶粒所发生的孪生变形有比较大的差异，造成孪晶变体在晶粒内的分布极不均匀。本研究可为通过微结构的合理配置来设计和控制材料的力学性能提供理论依据.
2019 Vol. 40 (2): 169-182 [摘要] ( 319 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 248 )
       研究简报
183 内源瞬态荷载作用下弹性介质与饱和多孔介质中衬砌隧道的动力响应对比分析
高盟 田抒平 徐晓 王滢 张继严
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.003
衬砌隧道周围介质不同，其内源瞬态荷载作用下的动力响应不同，该文对弹性介质与饱和多孔介质中作用有内源荷载的衬砌隧道的动力响应进行对比分析。首先，令饱和多孔介质孔隙率n=0，将衬砌周围饱和介质退化为弹性介质，动力响应解答相应退化为弹性介质中的解答，退化解与已有的隧道周围为弹性介质时的动力响应解答完全一致。其次，对不同孔隙率的饱和多孔介质和理想弹性介质中衬砌隧道的动力响应进行计算，结果表明：与弹性介质相比，饱和多孔介质中衬砌内表面的动力响应较大，轴向衰减速度较快；随着孔隙率的减小，饱和土中衬砌内表面的动力响应逐渐减小，位移和应力时程曲线均趋近于弹性介质。
2019 Vol. 40 (2): 183-192 [摘要] ( 197 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 259 )
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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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