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文章快速检索     高级检索 2021年 42卷 2期 刊出日期：2021-04-28 综述 研究论文 研究简报        综述 107 密排六方金属中的孪生及孪晶位错机制 郭雅芳，汤笑之，俎群 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2021.017 密排六方晶体结构金属中可同时启动的滑移系少，孪生成为密排六方金属中重要的塑性变形形式．由于密排六方金属复杂的晶体结构，均匀切变不能保证所有晶格点都能与基体形成对称的晶体结构，因此密排六方金属的孪生通常为滑移和原子重组（shuffle）机制相结合．本文以密排六方金属中常见的{101 ̅2}、{101 ̅1}、{112 ̅2}及{102 ̅1}孪生为例，阐述不同类型孪生过程中的孪晶位错机制．分析表明，由于原子重组机制的参与，密排六方金属的孪生可以通过不同形式的孪晶位错实现．以上四种密排六方金属孪晶中，只有{112 ̅2}孪生中的一层孪晶位错是纯剪切机制，其余的孪生机制都需要原子重组的参与．孪生机制可以大致分为滑移主导、原子重组主导以及滑移-重组相结合的机制．当孪生类型确定时，即第一不畸变面（孪晶面）k_1（和孪晶剪切方向η_1）确定时，不同孪晶位错机制对应的孪晶剪切大小和方向均不同，第二不畸变面k_2和共轭剪切方向η_2也不相同，所导致孪晶的拉压性质也不同．不同剪切方向和大小的孪晶位错机制有可能在不同应力和温度条件下被激活，从而作为密排六方金属塑性的重要来源． 2021 Vol. 42 (2): 107-120 [摘要] ( 930 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 189 )        研究论文 121 基于声学超材料的穿孔板缺陷态俘能特性研究 李秋玉，张政，张健， 李勇，潘永东 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.051 本文提出了一套适用于在低频段区间工作的声学超材料俘能装置。通过在含孔的声学超材料结构中制造一个局域共振缺陷态，进而将入射声波的弹性应变能集中在缺陷区域中，并利用压电晶片实现能量的转化。本文采用有限元的方法研究了元胞含孔的声学超材料在共振频率下俘获功率与电压的性能。进一步地，通过逐渐改变孔的尺寸，探究了孔径大小对俘能效果的影响。数值计算结果表明：相比于元胞不含孔的声学超材料俘能装置，通过在元胞上打孔可以明显地提高装置在低频段的俘能特性。本文提出的装置具有易加工，实用性强等优点，进一步提高了其在低频区间俘能的工作能力，具有潜在的应用前景。 2021 Vol. 42 (2): 121-128 [摘要] ( 194 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 145 ) 129 各向异性板的面导纳特性研究 王慧，曾定康 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.036 目前在工程上各向异性结构中的振动问题和振动能量传递的问题越来越多，然而对各向异性结构导纳的研究还不充分，对各向异性板面导纳的研究也还处于萌芽状态。面导纳不仅反映结构的振动特性还能反映能量传递的特性，因此面导纳比点导纳在工程上更加贴合实际。本文根据理论公式获得了一般各向异性板面导纳的理论解，并与有限元模型的数值解对比发现两者有较好的一致性。作者采用有限元方法深入研究了各向异性板的弹性常数、板的尺寸大小及边界条件等对面导纳及其点导纳和面导纳差异值的影响，力求给工程测量和实际运用提供指导。研究发现增加激励面积、减小结构刚度及阻尼系数会使点、面导纳差异变大，剪切模量对板振动特性的影响远小于弹性模量，一般各向异性板模型退化为正交各向异性板模型会使点、面导纳差异变大，加大板的面积及增加阻尼系数有利于缩减导纳的波动范围，边界条件对板减振性能的影响较小。 2021 Vol. 42 (2): 129-144 [摘要] ( 152 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 159 ) 145 温度对冲击相变波传播的影响 沈玲燕，慧蒙蒙，刘永贵 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.045 冲击加载下，相界面的传播是一热力耦合过程。相变波阵面不仅是力学和物质间断面，也是温度界面。为考虑温度对相变波传播的影响，本文首先建立了相界面上的热传导方程和热力耦合的相变本构方程，然后采用一维特征线理论和有限差分数值计算相结合的方法，分析了温度界面和相变波的基本相互作用规律，进而给出了连续温度梯度下和绝热冲击下相变波传播规律。结果表明，温度对相变波传播的作用主要体现在两个方面，一方面是作为温度界面将与各类间断面相互作用，另一方面冲击相变波阵面后区域热力学状态变化影响卸载波结构。其原因在于相变方式（可逆、不可逆）和相变阈值应力具有强烈的温度相关性。 2021 Vol. 42 (2): 145-155 [摘要] ( 159 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 152 ) 156 正常固结饱和黏性土三剪有限变形弹塑性本构模型研究 胡小荣，蔡晓锋，汪日堂 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.047 基于三剪统一强度准则，利用等量代换法和坐标平移法分别推导出正常固结饱和黏性土的三剪破坏应力比，并将其与修正剑桥模型相结合，得到三剪统一屈服面方程。为反映饱和黏性土的变形非线性及大变形特性，基于有限变形理论，建立了正常固结饱和黏性土的三剪统一有限变形等量代换法和坐标平移法2种弹塑性本构模型。为验证模型的适用性，取江西红黏土制备三种不同压实度的试样，在不同围压下进行常规三轴固结不排水和固结排水压缩试验。将试验数据与本文所提2种有限变形模型及相应的2种小变形模型计算结果进行了对比分析，结果表明，随着变形的发展，有限变形模型相对于小变形模型更接近试验结果，能较好地反映黏性土因高孔隙率（低初始压实度、小围压及压缩变形前期）而产生的大变形特性，虽然小变形模型的计算偏差会随着土样初始压实度和所施加围压的增大而减小，但有限变形模型对不同压实度和围压的计算偏差均相对较小，其中，等量代换法有限变形模型在初始压实度较大或者围压较高时所得计算偏差相对最小。对所提本构模型所做真三轴分析表明，中间主应力影响系数b和初始压实度对土体的强度和变形特性具有一定的影响。主应力差、孔隙水压力和体应变与b值呈正相关性，主应力差与初始压实度呈正相关性，孔隙水压力和体应变与初始压实度呈负相关性。 2021 Vol. 42 (2): 156-179 [摘要] ( 179 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 143 )        研究简报 180 基于(α, β)变换和距离变换的三维弱奇异边界积分近奇异性消除方法 谢贵重，董云桥，钟玉东 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.042 通过非线性变换求解三维弱奇异积分时，变换的雅可比消除了被积函数的奇异性。然而，当积分单元形状较差，如顶角过大或者顶角边长比过大时，弱奇异积分中的近奇异性仍然存在，这将导致弱奇异积分计算精度低甚至计算结果完全错误。因此，本文提出了一种基于(α, β)变换和距离变换的弱奇异积分中的近奇异性消除方法，用于精确计算三维弱奇异积分。首先通过(α, β)变换消除弱奇异积分中α方向的奇异性，并分离出β方向的近奇异性；然后针对β方向的积分函数形式，构造对应的距离变换来消除其近奇异性；最后给出具有大顶角和大边长比的弱奇异积分数值算例。结果表明，采用(α, β)变换和β方向距离变换相结合的方案可以精确计算不同单元形状的弱奇异积分。 2021 Vol. 42 (2): 180-188 [摘要] ( 179 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 152 ) 189 固体火箭发动机柔性接头摆动密封可靠性研究 王才，史宏斌，屈转利，刘芹，郑伟，刘统斌 柔性接头由弹性件与增强件交替粘接而成，是固体火箭发动机进行推力矢量控制的重要装置，因而柔性接头的摆动密封性能对固体火箭发动机而言至关重要。为研究固体火箭发动机柔性接头摆动过程中的密封可靠性，以内聚力模型作为粘接界面的本构模型，通过计算柔性接头各界面的损伤情况及界面间的接触应力，并定义界面节点单元间、界面间以及柔性接头的密封状态，结合可靠性理论提出了一种计算柔性接头摆动密封可靠度的方法。以某柔性接头为算例，分析了工作过程中容压和摆角对柔性接头摆动密封可靠度的影响规律。结果表明：柔性接头界面中，与后法兰粘接的界面最易发生损伤，同时密封可靠度也最低，而中间界面密封可靠度最高；当摆角在2°以内时，界面密封性能最佳，当摆角大于2°时，随着摆角增加，柔性接头密封可靠度呈迅速下降趋势，而当容压增加时，柔性接头密封可靠度呈现先减小后增大规律，容压2MPa左右下柔性接头密封可靠性最差。同时，界面间的剪切载荷是影响柔性接头摆动密封可靠度的主要因素。以上规律可对柔性接头的设计、计算分析提供依据。 2021 Vol. 42 (2): 189-199 [摘要] ( 212 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 166 ) 200 带非线性弹簧的两自由度准零刚度隔振系统力传递率特性 宋春芳，嵇雯，刘彦琦 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.046 基于多自由度系统中的反共振特性，分别在传统线性隔振系统的上、下两层引入非线性倾斜弹簧负刚度机构，构成两自由度准零刚度隔振器。通过静态特性分析，推导出系统满足零刚度条件时，各参数之间的关系，分析了力学参数及结构参数对系统刚度特性的影响。建立两自由度准零刚度隔振系统的非线性动力学方程，利用平均法求解，推导出力传递率表达式，结合数值分析方法，探讨系统在不同的上、下层隔振器阻尼比、竖直刚度比及质量比情况下的力传递率特性，并与单自由度准零刚度隔振系统及线性斜弹簧两自由度准零刚度隔振系统进行对比研究。结果表明：当结构参数 （即：倾斜弹簧处于静平衡位置的长度与倾斜弹簧原长的比值）较小且倾斜弹簧为软化弹簧时，可在平衡位置附近获得较小的系统刚度及较大的低刚度区间；通过选择适当的上、下层隔振器阻尼比、竖直刚度比与质量比，可减小系统的起始隔振频率，增宽隔振频带，加快系统力传递率在特定频段内的衰减速率，改善系统的低频隔振性能。 2021 Vol. 42 (2): 200-210 [摘要] ( 218 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 148 ) 211 考虑表面效应的双层圆板的自由振动分析 张荣敏，周莎莎 DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2020.050 考虑微生化传感器中谐振器的结构特点，基于Kirchhoff薄板理论与表面弹性理论推导了考虑表面效应的双层圆板的自由振动方程。使用伽辽金法得到了近似解。分析了硬化与软化表面效应与表面残余应力对双层圆板固有频率的影响。结果表明，与已有简化的单层圆板模型相比，现有考虑表面效应的双层板模型会得到与之不同的固有频率。随着板厚与上下两层板厚度比的变化，单层板模型预测的结果会比实际值偏大或者偏小，将无法为传感器膜片的研究与设计提供准确的理论值。对具有双层结构的传感器膜片的理论研究，使用现有模型得到的结果更加准确。 2021 Vol. 42 (2): 211-220 [摘要] ( 210 ) HTML (1 KB)  PDF   (0 KB)  ( 164 )

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）   下载中心 固体力学学报投稿模板 固体力学学报(中文版)版权协议(保密协议) 固体力学学报（英文版）版权协议   友情链接 Acta Mechanica Solida Sinica 投稿系统 (Springer) Acta Mechanica Solida Sinica 主页 (Springer) 中国力学学会 中国力学学会期刊网

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