首页
|
期刊介绍
|
编 委 会
|
投稿指南
|
期刊订阅
|
弘扬科学家精神专题
|
联系我们
|
English
在线办公
在线期刊
最新录用
当期目录
文章检索
过刊浏览
摘要点击排行
全文下载排行
Email Alert
文章快速检索
高级检索
2022年 43卷 3期
刊出日期：2022-06-28
综述
研究论文
研究简报
综述
243
基体的真实应力理论
黄争鸣
连续介质力学中，各向同性材料的力学理论已基本成熟，即，对任何一个各向同性材料的力学问题，人们几乎总能从现有理论中找到有效解决方案，但对各向异性材料暨复合材料而言，只有线弹性理论才基本成熟，复合材料的塑性变形、破坏和强度等问题，都还缺少成熟分析方法。根本原因是，现有理论只能得到纤维和基体中的均值应力，复合材料的塑性、破坏和强度分析，都必须基于基体的真实应力。本文对作者创建和发展的基体真实应力理论进行了综述介绍，并简要指出了真实应力理论在复合材料破坏和强度分析中所起的作用。
2022 Vol. 43 (3): 243-256 [
摘要
] (
309
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
103
)
研究论文
257
含空心纤维热电复合材料的能量转换效率及力学性能
邢时超 翁晨 戴明 高存法
空心纤维常用于热电复合材料的结构设计。纤维附近产生的不均匀温度场会引起局部热应力集中，威胁材料的可靠性并可能导致结构失效。本文采用圆环夹杂模型，研究了含空心纤维热电复合材料在均匀远场电流和能流作用下的力学响应。基于非线性全耦合的热电本构方程，利用复变函数中的级数法得到了纤维和基体中热电场和应力场的解析解。通过数值算例，分析了空心纤维的传导能力和几何尺寸对温度场、应力场和局部热电转换效率的影响。结果表明：随着空心纤维内径和界面热阻的增大，界面周围的应力场增大，但并不改变应力场的分布趋势。此外，我们发现：温度分布和应力场对几何参数比对界面热阻更为敏感。
2022 Vol. 43 (3): 257-270 [
摘要
] (
204
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
113
)
271
基于等效特征应变原理的复合材料有效模量细观力学分析
黄敏杰 马利锋 尚福林
基于等效特征应变原理，提出了一种新的复合材料有效模量细观力学分析方法。首先，在等效特征应变原理基础上提出平均等效特征应变原理，它可用于解决有限体下任意形状(无论是凸或凹形)的单个夹杂或多个夹杂的弹性变形问题。其次，将平均等效特征应变原理与细观力学直接均匀法相结合，来分析确定复合材料的有效模量。最后利用复合材料纤维与基体的力学性能参数及纤维的体分比，借助MATLAB编程方法，预测其有效模量。通过将理论预测值与已有的的试验值、其它理论预测值进行对比，验证了新分析方法的合理性和分析精度。
2022 Vol. 43 (3): 271-283 [
摘要
] (
213
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
140
)
284
压电涂层-功能梯度压电界面层-基底结构的二维接触问题研究
崔智刚 刘铁军
在多层压电元件中，由于界面处材料成分和性质的突变，常常导致界面处应力集中，使得界面处出现开裂或蠕变现象，从而大大缩短了压电元件的使用寿命。功能梯度压电材料作为界面层，可有效的缓解界面材料不匹配导致的破坏。本文主要研究利用功能梯度压电材料界面层连接压电涂层和基底，分析三层结构在圆柱型压头作用下的力电响应。利用傅里叶积分变换技术，本文将压电涂层-功能梯度压电层-基底结构在刚性圆柱压头作用下的二维平面应变接触问题转化为带有柯西核的奇异积分方程。运用高斯-切比雪夫积分公式，将奇异积分方程转化为线性方程组并对其进行数值求解，得到压电涂层-功能梯度压电层-基底结构在圆柱形压头作用下的应力分布和电位移分布。数值结果表明，梯度压电材料参数的变化对结构中的力电响应具有重要的影响。本文研究结果对于利用功能梯度压电界面层消除界面处的应力不连续导致的界面破坏具有重要的理论指导意义，研究结果可为功能梯度压电材料界面层的设计提供帮助。
2022 Vol. 43 (3): 284-295 [
摘要
] (
109
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
108
)
296
曲壁蜂窝夹层板的振动特性研究
张君华 何斌策 孙莹
曲壁蜂窝具有负刚度特性，可以在大变形过程中吸收能量、抗冲击，并且在冲击过后可以自我恢复而不像传统蜂窝被压溃。本文将曲梁构成的负刚度蜂窝作为芯层，建立夹层板的动力学模型；推导出了曲壁负刚度蜂窝胞元的等效弹性参数，将其周期性排列为蜂窝芯，应用Reddy高阶剪切变形理论、Von-Karman大变形关系和Hamilton原理推导了负刚度蜂窝夹层板的非线性动力学方程；应用Navier法计算了四边简支边界条件下的固有频率。并利用有限元软件ABAQUS建立模型，计算固有频率，与理论计算结果进行比较，结果显示二者的计算结果具有较好的一致性，验证了芯层等效弹性参数及模型的有效性。探讨了在蜂窝胞元具有较高吸能情形下，夹层板在不同芯层厚度、不同芯厚比以及不同胞元曲壁厚度时的固有频率的变化特性。
2022 Vol. 43 (3): 296-306 [
摘要
] (
169
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
116
)
307
K-S函数集成局部性能约束的结构拓扑优化二阶逼近解法
彭细荣 隋允康
应用K-S (Kreisselmeier–Steinhauser)函数，对结构拓扑优化问题中的局部性能如应力、疲劳寿命等进行集成然后求解。首先针对互逆规划的单目标多约束模型（称为s方模型）及多目标单约束模型（称为m方模型），应用结构拓扑优化ICM方法，分别建立了基于K-S函数集成处理的优化模型，推导了集成化的约束（对s方模型）或目标（对m方模型）函数的一阶及二阶导数，采用序列二次规划模型对所建立的优化模型进行迭代求解，依据K-T条件给出了二次规划模型的迭代求解公式。然后基于K-S函数阐述了s方模型的集成迭代解法，亦即集成方法。最后，阐述了基于K-S函数的s方模型和m方模型交替融合的迭代解法，亦即集成-集成方法。结果表明集成-集成方法比单纯的集成方法收敛更快。
2022 Vol. 43 (3): 307-317 [
摘要
] (
208
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
115
)
318
基于Cosserat近场动力学的纤维混凝土破坏模拟
陈壮 楚锡华 段庆林
本文基于Cosserat近场动力学发展了一种纤维混凝土的近场动力学模型，对纤维混凝土的破坏现象进行研究。该模型考察了物质点独立的转动自由度和物质点间的力偶作用，而且有表征微结构尺寸的内禀长度，相比于传统的近场动力学模型，更适合描述纤维混凝土这类胶结颗粒材料的力学行为。本文采用完全离散的方式对纤维进行建模，引入了纤维拔出实验中拔出位移和切应力的关系，并且采用组构张量描述纤维的局部分布。数值算例部分模拟了单纤维拔出实验、带预制裂纹的平板拉伸实验和三点弯曲梁实验。数值结果和已有的数值模型以及实验进行了对比，验证了所提出模型的正确性。此外，本文还调查了微结构对纤维混凝土破坏的影响，数值结果显示Cosserat剪切模量和内禀长度会影响裂纹的局部分布，但是不会改变裂纹的主方向。
2022 Vol. 43 (3): 318-331 [
摘要
] (
170
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
111
)
研究简报
332
加工后的双壁金属换热管在升温-降温过程中受到的力学影响
张若谷 朱银波 吴恒安 辜萍 赵旸
铅冷钠冷快堆核电设备中的蒸汽发生器，有着在液态金属和水之间进行热交换的作用，其换热部分由排列的换热管组成。贴合式的双壁管是一种具有高换热效率及抵抗管裂纹扩展的管材，适合于这种应用环境。这种管材的内外管间存在残余压力，这是内外管紧贴的标志。然而在经历升至高温又降温的过程后，内外管间残余压力有可能消失引起两管脱开。为了得知温度对贴合式双壁金属管的具体影响，本文设计了一种拉伸法来制备双壁管，并同时采用有限元数值模拟管的加工制备过程并得到了内外管间的残余应力，再对加温后降温的过程进行模拟，分析换热管残余应力和应变状态进行了分析的变化，并通过初步试验来进行验证。通过研究，结果表明温度变化引起的塑性变形是管间残余压力变化的主要原因。通过控制管的加工过程来控制管材加工程度的方法，可望应对温度变化对管稳定性的影响。
2022 Vol. 43 (3): 332-343 [
摘要
] (
210
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
104
)
344
含尺度效应的功能梯度三明治微梁振动、弯曲与屈曲特性研究
邹星 张波 王宇星 张旭(西南交大) 沈火明
基于修正的应变梯度理论和精化的高阶剪切变形理论，提出了一种含尺度效应的功能梯度三明治微梁模型。功能梯度材料的等效弹性参数由Mori-Tanaka均匀化方法描述。针对微梁的高阶边值问题，融合微分求积和Gauss-Lobatto求积准则，建立了一种2节点18自由度的微分求积有限元。通过对比性研究，验证了理论及数值模型的有效性。最后，讨论了边界条件、材料尺度参数、功能梯度指数、长细比、各层厚度比等对功能梯度三明治微梁静动态特性的影响。结果表明，功能梯度三明治微梁的静力响应、振动频率、屈曲荷载以及模态均呈现出显著的尺度效应，所得结果有望为微机电系统中承载器件的设计提供数据积累和方法依据。
2022 Vol. 43 (3): 344-359 [
摘要
] (
189
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
104
)
360
缺陷岩体中弹性波传播的多次散射效应分析
刘永贵 惠蒙蒙 沈玲燕
弹性波在岩体中传播时与岩体缺陷相互作用形成复杂的传播图案。为研究缺陷对弹性波多次散射作用的影响，建立了双椭圆缺陷模型，基于Green函数基本解，采用边界积分的计算方法，得到了反映缺陷界面条件的刚度矩阵，分析了弹性波在双椭圆缺陷间的多次散射效应。结果表明：与单椭圆缺陷模型相比，双缺陷的相互作用使得弹性波频散和衰减效应增强，定量给出了缺陷的影响区域，从而明确了多次散射效应的尺度界限。进一步探讨了弹性波传播的多尺度效应，结果表明频散的Rayleigh峰、Mie峰和衰减的峰值频率同椭圆长轴和入射波波长两个尺度密切相关，存在明确的定量关系。相应的数值模拟结果表明，弹性波和缺陷相互作用在缺陷界面上诱发界面波，该界面波也存在频率相关性，影响了弹性波宏观传播的频散和衰减特征。
2022 Vol. 43 (3): 360-368 [
摘要
] (
137
)
HTML
(1 KB)
PDF
(0 KB) (
107
)
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
版权所有 © 《》编辑部
本系统由
北京玛格泰克科技发展有限公司
设计开发 技术支持：
support@magtech.com.cn
