论拉氏乘子法及其唯一性问题

本文指出文[13](1985)对于拉氏乘子法的最近论点仍旧是先验的,并不是国际上大家所公认而又证实了的“古老的数学概念”(1983),该文所赖以立论的三个实例,都不成立。所说明的,不是象文中所称的那样,“在力学问题中正确应用拉氏乘子法的要点”,恰好相反,文[13]很不正确地应用了拉氏乘子法,从而达到了错误结论,甚至只能求助于所谓“猜谜语“的方法。 本文也指出拉氏乘于是可以根据拉氏乘子法唯一地识別的,文[10]、文[16]说拉氏乘子的不唯一性应是对拉氏乘子法的误解所引起的。 本文讨论的弹性力学问题是非线性弹性体的一般弹性力学问题,其应力应变关系是非线性的,当应变很小可以略去其非线性项时,其结果可以还原为线性弹性体的各种广义变分原理。因此,不论Hellinger-Reissner 原理或胡-鹫原理都是本文所讨论的非线性弹性体的广义变分原理的近似特例。     

一种孔隙介质力学模型及在水泥基材料的应用

基于细观力学和断裂力学的基本理论提出一个新的分析模型, 对孔隙介质的力学性能进行了分析. 依据孔隙介质内部孔隙的几何描述和状态参数,如孔隙率、形状、尺度及分布等,通过等效夹杂理论获得孔隙介质的等效本构方程,其最终变量为应力、应变和孔隙的形态参数. 根据断裂理论中材料承受载荷作用下破坏增长过程中的能量守恒,对孔隙介质变形过程中机械能、弹性应变能和载荷提供的势能进行分析, 根据能量守恒定律建立能量守恒方程,其最终变量也为应力、应变和孔隙的形态参数. 根据等效本构方程和能量守恒方程,获得孔隙介质承受载荷作用下的应力应变关系. 最后将该力学模型应用于水泥基材料,计算水泥基材料的力学性能并与文献中的结果进行对比分析,结果显示模型的计算结果准确有效.      

高温弹塑性的三维有限元分析

1.基本公式建立高温弹塑性的非线性本构方程,是以文献[1],[2]为理论基础;认为应力依赖于温度,而温度不受应力变化的影响。在热载荷和机械载荷的作用下,材料的总应变将包括弹性、塑性和温度应变,即     

耗散系统的虚功变分不等式及其应用

对于保守系统,能量变分原理为推导力学系统控制方程提供了简洁的途径.对于耗散系统,控制方程的建立往往需要引入经验的或理性的假定,增大了建模的难度.针对耗散系统,引入系统局部稳定的概念,并在此基础上,提出一类虚功变分不等式.这一不等式事实上揭示了耗散系统的一类虚功不等原理.该原理的物理含义为:使系统状态稳定的必要条件是,在该状态附近所有可能的虚拟路径上系统释放的势能不大于系统耗散的能量.研究表明:仅需结合虚功不等原理和能量守恒原理,即可导出准静态系统力学状态量的全部控制方程.作为应用,文章重新讨论了塑性力学,结合虚功不等原理与能量守恒原理,导出经典塑性力学的全部控制方程,并证明了经典的最大塑性耗散原理可以作为虚功不等原理的推论导出;同时,以Mohr-Coulomb强度准则为例,讨论了虚功不等原理在强度理论中的应用,说明基于应力的强度准则可以是基于能量的稳定性准则的推论.上述例子说明了虚功不等原理的广泛适用性和在建立耗散系统控制方程中的有效性.     

答“关于极限分析的变分原理中的某些问题”

在上一期力学学报中薛大为同志的讨论文“关于极限分析的变分原理中的某些问题对于文[1]作了否定.其实薛大为的基本观点在他1975年的文[4]中已经提出过了.由于当时的历史条件,我们没有答辩.现在文[3]又一次提出问题,这就提供了进行一次学术讨论的机会.     

关于弹性平面问题协调方程的讨论

关于弹性力学平面问题的协调方程几乎所有的弹性力学书都有所讨论,但没有一本书把平面问题的协调方程与空间问题联系起来讨论,因为任何实际问题都是空间问题,所谓平面问题只是空间问题的一种简化。专著[1]似乎想从空间同题的协调方程讨论平面阃题的协调方程。但是我们认为专著[1]关于平面应力问题协调方程的讨论尚有不妥之处,下面提出我们 ...     

极性材料的热弹性力学

本文在文献[1]、[2]、[3]、[5]、[7]的基础上,讨论了线性耦合下,极性材料三维热弹性力学的能量方程、熵生成定律、耗散函数、Fourier热传导方程和它的变分原理。     

动载荷教学中桥梁基础和支座的案例分析

将力学概念与实际相结合,引入工程案例来讲解有关知识点,可提升学生的学习兴趣,并提高学生理论与实践相结合的能力。简介了桥梁、桥梁支座与基础,对桥墩受竖向冲击与水平冲击时的力学模型分别进行了简化。针对简化的桥墩模型,对比分析在动载荷作用下桥墩未加与施加橡胶隔震支座、未加与施加防撞墩前后的变形、动荷系数,据能量守恒原理分析讨论相关问题,提高学生对相关力学概念的理解能力。     

非保守场守恒定理及某类连续介质力学的守恒律

本文通过微分变分原理导出非保守场守恒定理及给出某类连续介质力学的守恒定律。从某种角度看是对文献[1]的推广和补充,同时也对文献[1]的某些结果作了商榷。     

CASE STUDY OF FOUNDATIONS AND BEARINGS OF BRIDGES FOR TEACHING DYNAMIC LOADS IN MECHANICS

将力学概念与实际相结合,引入工程案例来讲解有关知识点,可提升学生的学习兴趣,并提高学生理论与实践相结合的能力。简介了桥梁、桥梁支座与基础,对桥墩受竖向冲击与水平冲击时的力学模型分别进行了简化。针对简化的桥墩模型,对比分析在动载荷作用下桥墩未加与施加橡胶隔震支座、未加与施加防撞墩前后的变形、动荷系数,据能量守恒原理分析讨论相关问题,提高学生对相关力学概念的理解能力。     

圆柱壳撞水时的弹塑性动力屈曲研究

本文研究圆柱壳在流固中冲击载荷下的弹塑性动力曲问题。建立了液体－气体－固体三相的数学模型。其中结构部分控制方程由弹塑性力学中关于加速度的最小原理获得，本构关系采用增量理论，液体假设为不可压缩，空气层认为最等熵压缩。分别讨论了不同冲击高度时压力变化规律，屈曲对载荷的影响。屈曲沿壳长的分布及发展规律等。     

考虑体积力时应力函数的求法

求解弹性力学平面问题时,常常引用应力函数解法.但在一般弹性力学教材中,对如何寻求应力函数论述不多.文献[1]、[2]采用了用边界上应力函数φ及其导数的力学意义来确定应力函数.这是一种行之有效的方法,它适用范围较大,力学意义明确,可为寻求应力函数指明方向.但[1]、[2]中有关公式只适于无体力的情况,这无疑地使其应用受到一定限制.本...     

关于弹塑性混合体的变分原理及其应用

关于彈性及塑性体力学的变分原理已有不少学者研究过(参看文献[1])。胡海昌在他的論文[1]中曾賦与了这些变分原理以相当廣泛的形式。但是研究彈塑性混合体的变分原理并把它们应用于具体問題的工作,就作者所知,还为数不多。由于在彈塑性混合体的力学問题中,彈塑性区域的分界事先是不知道的,因而用嚴格的方法求解这类問题遭遇到了巨大的数学困难。考虑到变分原理在彈性力学中应用时所获得的巨大成     

对“计入横向剪切变形平板弯曲的边界元素法”一文的讨论

文[1]基于书[2]中介绍的三个广义位移的板弯曲理论,提出了一种边界单元法。虽然文[1]中的两个数字例题与精确解符合较好,但从基本概念上说,文[1]对书[2]有重要的误解。首先是在计及横向剪切变形的梁、板理论中,由切向力形成的力矩m_x,m_y,是否可     

刚塑性结构在冲击载荷作用下最大残余变形的近似解

本文给出一个利用一般变分原理来求刚塑性结构在冲击载荷作用下最大残余变形的近似方法.证明了泛函J的一次变分为零相当于满足刚塑性体动力学的全部方程.在特殊情况下,新的一般变分原理将与已有的两个极值原理~[2,3]相重合.通过简支梁受均布矩形冲击载荷作用来作为实例应用,说明本法与已有的刚塑性动力学的上限~[4]与下限~[5]定理相比,更接近于完全解的结果.     

零曲率闭口壳的渐近解法

本文在文献[1]所得结果的基础上,建立了零曲率闭口壳当载荷沿壳表面及沿边界变化不过于急剧时,在各种边界条件下的二次近似渐近解法.将壳中的应力状态分为三种基本类型:薄膜应力状态(包括薄膜静力平衡方程的特解与齐次解)、纯弯应力状态及简单边界效应应力状态.按面向约束是否“完全”,即能否保证中心面为“不可变”的两种不同情况讨论了求解步骤.当中心面为“不可变”时,可以先解出薄膜及纯弯应力状态,然后求解简单边界效应应力状态.文中给出了在各种边界条件下各基本应力状态的相对量级关系.当中心面“可变”时,只在当载荷满足一定条件的特殊情况下才能按上述步骤求解,而在一般载荷情况下上述步骤不再适用,必须将各应力状态联立求解.     

华氏(E_2)类复方程与正交各向异性平面弹性力学的几个问题

本文从位移函数满足的二阶平衡方程组出发,用复方法研究平面均匀正交各向异性弹性力学的几个基本问题:讨论应力边界条件,研究一般公式,解决多连域上经典的第二基本问题[1]及一类新的第二基本问题[8]。     

自由落体下的滚动轴承冲击载荷

首先分析了滚动轴承的弹性接触变形能,根据能量守恒原理,提出了轴承变形能与自由落体势能守恒的关联方程,并完成了对轴承冲击动载荷的数值求解. 对于实践中常见的缓冲弹簧-轴承系统,根据弹簧和轴承的刚度比来确定它们各自分担的冲击能量,在此基础上对轴承的动载荷系数进行了计算,文中给出的具体算例与工程实际较为符合. 本文提出的方法可以作为确定轴承冲击载荷的参考依据.     

基于能量法的矿柱稳定性分析

能量法因可以避免研究采场结构失稳破坏的中间复杂受力过程,所以受到研究者的青睐. 人工矿柱是地下矿山一种重要的采场结构,由于其失稳破坏过程的应力、应变较复杂,因此从能量守恒的角度对其承载上覆岩体的稳定性进行综合评判和研究. 通过对人工矿柱的受力特性和破坏模式进行分析,建立其力学模型,根据能量守恒原理得出考虑外载荷做功、自重势能和应变能条件下的人工矿柱总能量方程,推导出了人工矿柱势能函数表达式. 基于突变理论知识,构建了在考虑弹性模量、高宽比等参数条件下的人工矿柱能量极限状态方程,根据势函数的稳定判据得出外载荷的临界应力函数关系式,系统讨论和分析了外载荷变化过程对人工矿柱稳定性的影响,定量评判了人工矿柱受外界载荷的影响程度. 最后将所建立的临界应力函数关系式对焦冲金矿人工矿柱尺寸进行优化设计,经现场实测人工矿柱承受载荷约为其理论设计临界载荷的十分之一,达到安全支护规范要求;经过多年的金属矿山现场生产实践,人工矿柱及覆岩都较稳定,能够满足矿山安全生产的需要. 研究结果表明所建立的人工矿柱能量极限状态方程,可为地下金属矿山人工矿柱的合理设计提供理论依据.      

最小二乘边界配点法解二维问题探讨

1.引言薄板弯曲问题和弹性力学平面问题的边界配点法,通常都是选用双调和方程的各类特解序列来构造试函数。在弹性力学教本中出现过的三类特解序列都可用来构造试函数。文献[2]以多项式级数为试函数,使用混合法分析过薄板强度。文[3]在边界配点法中使用了两种试函数——多项式级数和双曲三角函数。文[4]提出了一种产生双调和多项式的方法。文[5,6]使用的是双曲三角函数。文[7]综合了极坐标系中各种