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2020年 41卷 1期
刊出日期：2020-02-28
综述
研究论文
研究简报
综述
1
数据驱动计算力学研究进展
阳杰，徐锐，黄群，邵倩，黄威,胡衡
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.001
以数字孪生、人工智能为核心的大数据理念正深刻影响着第四次工业革4 命，数据驱动计算力学在此背景下应运而生并展现勃勃生机。与此同时，航5 空航天等尖端工业领域对高性能材料与结构的先进制造与安全评估提出了更6 严峻的挑战，经典计算力学已很难实现成倍缩短产品研发周期、实时跟踪产7 品信息并提供解决方案的目标。因此，发展面向高性能材料与结构的数据驱8 动计算力学正当其时且刻不容缓。本文拟通过梳理数据驱动计算力学的部分9 研究现状，探讨并浅析数据驱动计算力学的发展趋势.
2020 Vol. 41 (1): 1-14 [
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研究论文
15
层状压电半导体板的稳态弯曲振动分析
罗逸璕， 程若然，张春利
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.039
本文针对具有极化-变形-载流子耦合的层状压电半导体复合悬臂结构，理论研究了自由端在周期荷载作业下的稳态响应问题，导出了板中位移场、电场、载流子等物理量的解析表达式，并数值分析了周期荷载的幅值、激励频率和初始载流子浓度对结构宏观力学响应的影响。数值结果表明：在一阶固有频率下，结构内部各物理量响应幅值较大；在高阶固有频率下，各物理量响应出现多个局部峰值区域，其幅值相对减小，载流子会朝局部极值区域“聚集”或“离开”局部极值区域。初始载流子浓度在一定范围内对结构的固有频率以及各物理量的稳态响应有显著的调控作用。
2020 Vol. 41 (1): 15-29 [
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30
弹塑性力学问题的虚单元法
林姗，杨永涛， 孙冠华， 张国华， 石露，李伟
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.042
具有有限差分法特征的虚单元法，可视为是有限元法向任意多边形单元的扩展。在材料细观力学性能表征、非均质材料力学分析等非线性问题方面，传统的弹塑性有限元法具有网格数目多、效率低下等不足之处，而虚单元法使网格划分更加灵活，为材料的弹塑性力学分析等非线性问题提供了新的思路。基于增量法弹塑性力学原理和双线性投影算子，建立了弹塑性力学问题的虚单元法求解技术，提出了弹塑性力学问题虚单元法的应力更新方案，研究了弹性力学问题虚单元法的精度和收敛性，讨论了虚单元法求解弹塑性力学问题的网格依赖性。同时，开展了任意多边形和凹多边形单元的数值试验研究，结果表明，虚单元法无须分割多边形，仅需节点自由度便可求得单元刚度矩阵和应力等效荷载，程序实现简单，计算精度高，改善了传统有限元的网格依赖性和塑性区的网格奇异性。
2020 Vol. 41 (1): 30-40 [
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41
一维六方准晶中平行螺型位错与有限长裂纹的相互作用
吕鑫，刘官厅
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.033
本文采用解析函数理论,利用Muskhelishvili著名的复变函数方法,给出了无限大一维六方准晶中多条平行螺型位错与有限长直裂纹相互作用的解析解,并得到了裂纹尖端的场强度因子和作用在位错上的像力.数值算例讨论了镜像力、场强度因子随位错位置的变化，及位错的位置与分布对广义应力场的影响．
2020 Vol. 41 (1): 41-49 [
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50
基于互补理论和扩展有限元法的摩擦接触裂纹应力强度因子计算
郑安兴，罗先启， 钱镜林
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.037
从虚功方程出发，结合扩展有限元离散技术与接触条件的非线性互补表述，建立了摩擦接触裂纹问题的扩展有限元非线性互补模型，将不等式接触条件转化为非线性互补类的非光滑方程组，并采用基于广义导数的非光滑阻尼牛顿法求解方程组，无需引入任何额外人工变量以及迭代求解。以含中心倾斜裂纹平板和边裂纹平板为例，运用相互作用积分法计算摩擦接触裂纹的应力强度因子，将其结果与理论解进行对比分析，该方法都能给出精确的计算结果；基于扩展有限元方法对单轴压缩作用下倾斜裂纹扩展过程进行了数值模拟，计算结果表明，受压裂纹数值结果与实验结果比较吻合，从而验证了本文方法的有效性与正确性。
2020 Vol. 41 (1): 50-58 [
摘要
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59
常用假设下黏弹组合模型两类表述参数间转换及适用性
黄小华，金艳丽， 黄书岭， 李双
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.038
黏弹性组合模型通常有两类表述，一类为基于拉压模量和拉压黏性系数的表述，另一类为基于剪切模量和剪切黏性系数的表述。对于广义Kelvin模型，这两类表述参数间的转换已经建立。但存在理论基础较薄弱、转换的适用范围和适用条件不够明确的问题。从线黏弹性理论出发，考虑岩土工程两种常用的三维假设（常泊松比假设和常体积模量假设），给出了这些假设下黏弹性组合模型蠕变柔量及其复柔量在两类表述之间的转换关系，然后将其应用于广义Kelvin 模型和Poynting-Thomson模型，分别推导出了两个模型在两类表述参数间的转换公式，明确了参数转换的适用范围和适用条件，以及应用于实际工程时须注意的问题。
2020 Vol. 41 (1): 59-70 [
摘要
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研究简报
71
表面直接氟化改性对有机玻璃弯曲疲劳性能的影响
夏炎，朱忠猛， 蒋晗
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.036
本文使用表面直接氟化改性来改善有机玻璃的弯曲疲劳性能。测试了改性前后有机玻璃的断裂韧性与弯曲强度，重点研究了不同缺口形式的有机玻璃在改性前后的弯曲疲劳性能变化并分析了疲劳裂纹扩展过程。弯曲疲劳寿命的测定结果表明有机玻璃的疲劳性能在表面直接氟化改性后得到明显改善，表面氟化层的结构约束效应是有机玻璃疲劳寿命提高的主要原因。此外，在疲劳断裂面上观察到规律性的条纹带形貌，疲劳条纹带的形成与裂纹尖端银纹区的产生具有一定的联系。表面直接氟化改性后疲劳条纹带扩展速率的降低也充分证明了有机玻璃疲劳寿命的提高。研究结果证明，表面直接氟化改性修复是一种提高有机玻璃疲劳性能的可行方法，对有机玻璃的工业使用具有指导意义。
2020 Vol. 41 (1): 71-82 [
摘要
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83
Winkler地基上四边自由正交各向异性矩形薄板弯曲问题的辛叠加解
高立梅， 额布日力吐
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.034
研究Winkler地基上正交各向异性矩形薄板弯曲方程所对应的Hamilton正则方程, 计算出其对边滑支条件下相应Hamilton算子的本征值和本征函数系, 证明该本征函数系的辛正交性以及在Cauchy主值意义下的完备性, 进而给出对边滑支边界条件下Hamilton正则方程的通解, 之后利用辛叠加方法求出Winkler地基上四边自由正交各向异性矩形薄板弯曲问题的解析解. 最后通过两个具体算例验证了所得解析解的正确性.
2020 Vol. 41 (1): 83-92 [
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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