横观各向同性板的弹性理论和弹性改进理论及一种新的厚板理论

本文从横观各向同性体弹性力学位移形式的基本方程出发,考虑板面承受横向荷载,建立了横观各向同性板弯曲的弹性理论.并由此建立了一个在板的每边能满足三个边界条件的弹性改进理论和一种新的厚板理论.文中求得了周边简支多边形板的弹性改进理论解,数值结果与三维弹性理论精确解的结果非常接近.新的厚板理论和以往的中厚板理论的系统比较表明,我们提出的厚板理论最靠近弹性理论的结果.     

横观各向同性电磁弹性固体耦合方程的一般解

横观各向同性电磁弹性固体的耦合特征由5个关于弹性位移、电位和磁位的二阶偏微分方程控制.基于势函数理论,耦合的方程组被简化为5个非耦合的关于势函数的广义Laplace方程.弹性场和电磁场由势函数表示,这构成了横观各向同性电磁弹性固体的一般解.     

热冲击荷载作用下的含球形空腔的广义热弹性功能梯度球形各向同性体

在带两个松弛时间参数的广义热弹性线性理论(Green和Lindsay理论)意义上,研究含一个球形空腔的功能梯度球形各向同性无限大弹性介质中,热弹性位移、应力和温度的求解方法.空腔表面无应力,但承受一个随时间变化的热冲击荷载作用.在Laplace变换域中,给出了一组矢量-矩阵微分方程形式的基本方程,并用特征值方法求解.应用Bellman方法进行数值逆变换.计算了位移、应力和温度,并给出相应的图形.结果表明,材料热物理性质的变化,对荷载响应的影响非常强烈.并与对应的均匀材料进行了比较和分析.     

含椭圆形夹杂的压电体平面应变问题

利用复变函数理论,对在无限远处均匀应力和电位移载荷作用下的含有椭圆形弹性夹杂的横观各向同性压电材料,作了力电分析．在该文有限元结果和前人相关理论解的基础上,提了出一个可接受的认为弹性夹杂体内的应力场为常应力场的假设．在采用了不导通电边界条件之后,获得了以复势形式表示的压电基体的和弹性夹杂体内部的应力场解．     

非局部微极线性弹性介质理论中的各种互易定理和变分原理

在本文的第一部份中.我们扩展了经典的卷积和I.Hlavácěk给出的“卷积数积”的概念,提出了“卷积向量”和“卷积向量点积”的概念.从而可使我们把具有算子系数的方程的初值问题和初值——边值问题推广到具有算子系数的方程组的相应问题中去.在本文的第二部份中,以卷积向量和卷积向量点积的概念为基础导出了非均匀的各向异性固体的非局部微极线性弹性动力学的两种基本型式的互易定理.在本文的第三部份中,利用一和二中卷积向量和卷积向量点积的概念和结论及由钱伟长提出的Lagrange乘子法给出了非局部微极线性弹性动力学的四种主要型式的广义变分原理.它们是与经典弹性理论中的胡海昌-鹫津久一郎型的、Hellinger-Reissner型的和Gurtin型的以及局部微极弹性理论和非局部弹性理论中的Hlavácěk型的和Iesan型的广义变分原理相应的各种变分原理.最后还指出了这里提出的后两种主要型式的广义变分原理是等价的.     

横观各向同性广义热弹性扩散Rayleigh波在自由表面上的传播

基于广义热弹性扩散理论，边界无应力作用、绝热／恒温和化学势边界条件作用下，研究均匀、横观各向同性、热弹性扩散半空间Rayleigh波的传播．采用Green和kndsay（GL）理论，热扩散和热扩散．力学松弛条件采用4个不同的时间常数加以控制．导出了所研究介质中表面波传播的久期方程．为了说明和比较分析结果，用图形示出了各向异性和扩散对相速度、衰减系数的影响．同时，还推导了某些特殊情况下的频率方程．     

不可压缩均匀各向同性湍流的统计理论

本文根据均匀各向同性湍流的涡旋结构理论,从Navier-Stokes方程出发,引进了准相似性条件,认为均匀各向同性湍流场在衰变过程中具有相似性,相似性尺度由表征湍流强弱的湍流脉动速度均方差q以及与特征涡旋尺度具有密切关系的湍流广义Taylor微尺度λ所决定,在对均匀各向同性湍流场计算中,假定湍流脉动在空间呈周期性,周期性尺度正比于λ。 本文对脉动速度等物理量用Fourier级数展开,将在物理空间上的计算转化到谱空间上,利用快速Fourier变换,采用前差格式和Leap-frog格式,对不同Reynolds数的均匀各向同性湍流场从衰变后期到前期进行了计算,得出了与实验较符合的结果。     

光测弹性理论中耦联系统的变分原理

本文提出一能量原理,即光测弹性理论中耦联系统的零差功原理,并据此原理导出了光测弹性理论中耦联系统的势能、余能,广义势能和广义余能变分原理。所谓耦联系统是指形状、尺寸、载荷和边界条件全同且都处于真实状态但材料不同的两个变形体。光测弹性理论中的原型体和模型体实质上是耦联系统,因而上述原理就成为确定柏松比v对冻结应力法精度影响的理论基础。     

弹性动力学的通解

本文从分析含时矢量的Stokes-Helmholtz分解着手,给出了均匀各向同性介质中弹性动力学Lamé方程的通解.     

一类积—微分算子的谱

本文较系统地研究了一类具广义边界条件、各向同性、连续能量、非均匀介质的迁移算子的谱。论证了离散本征值的存在性。     

松弛时间对热弹性扩散板中环形峰波的影响

在不同热弹性扩散理论的框架中,无应力作用、恒温/绝热、化学势条件下,研究了均匀、横观各向同性无穷板中热弹性扩散环形峰波的传播．得到了热弹性扩散Lamb型波的色散方程．同时推演出色散方程的一些特例．     

初始应力作用下的横向各向同性梁

本文从Novozhilov的非线性弹性理论基本方程出发,经适当的简化,用沿梁横截面积分的方法导出任意非均匀初始应力场作用下的横向各向同性梁的运动方程.当初始应力不存在时,方程退化为经典的Timoshenk。梁方程,作为例子,本文用所得的方程,研究了在初始轴向力、初始弯矩作用下的横向各向同性梁的屈曲及振动特性。     

带扩散的广义热弹性固体中移动荷载引起的二维相互作用

当一个移动荷载沿着一个坐标轴作用在介质边界上时,研究了该具有广义热弹性扩散的均匀各向同性介质中的扰动.应用特征值逼近方法,研究了Laplace-Fourier变换域中的二维扰动问题.在Fourier扩展技术的基础上,利用Laplace数值逆变换技术,求解了位移分量、应力、温度场、浓度和化学势的解析表达式.数值计算了铜类材料的这些表达式,并给出有关图形.作为特殊情况,给出了广义热弹性介质和弹性介质中,扩散和热效应的理论结果和数值结果.     

一类不可压广义neo-Hookean球体的空穴分岔问题的定性研究

研究了一类不可压的广义neo-Hookean材料组成的球体的空穴分岔问题,该类材料可以看作是带有径向摄动的均匀各向同性不可压的neo-Hookean材料,得到了球体内部空穴生成的条件．与均匀各向同性的neo-Hookean球体的情况相比,证明了当摄动参数属于某些区域时,从平凡解局部向左分岔的空穴分岔解上存在一个二次转向分岔点,空穴生成时的临界载荷会比无摄动的材料的临界载荷小．用奇点理论证明了,空穴分岔方程在临界点附近等价于具有单边约束条件的正规形．用最小势能原理分别讨论了空穴分岔解的稳定性和实际稳定的平衡状态．     

分数阶热弹理论下重力场对二维纤维增强介质的影响

基于Sherief等提出的分数阶广义热弹性耦合理论，研究了在热冲击作用下二维纤维增强弹性体的热弹性问题.考虑了重力对二维纤维增强线性热弹性各向同性介质的影响，建立了控制方程.运用正则模态法，经过数值计算，对控制方程进行求解，得到了不同分数阶参数和不同重力场下无量纲温度、位移和应力分量的表达式，以图形的方式展示了变量的分布规律并对结果展开了讨论.研究结果为:重力场和分数阶参数对纤维增强介质的位移及应力有着重要的影响，但对温度的影响有限.     

横观各向同性体滑移线场理论

本文系统推演了横观各向同性体滑移线场理论.为解决地球动力学与岩土力学问题,考虑到成层地质体横观各向同性与非均匀温度场作用,本文选择了Gol'denblat-Kopnov破坏准则.并使物性参数随温度变化,建立了复杂介质的强度准则.通过关联流动法则,导出了塑性流动基本方程.应用特征线理论,导出了滑移线斜率公式、应力沿滑移线微分公式和速度沿滑移线微分公式.应用本文理论计算了基础承压问题.本文理论将许多着名的经典理论如Mises理论,Hill理论、Coulomb理论概括为特例.这一综合理论可应用于岩土工程、地质构造、石油、采矿等许多领域.     

非线性弹性理论的混合能量形式广义变分原理

本文首先对弹性材料的应变能函数∑(E_ij)和余应能函数∑C(S_ij)的部分“对应”变量作Legendre变换,引进“对应”的混合余应变能函数∑_klC和混合应变能函数∑_kl。进而,给出非线性弹性理论的各种“对应”的混合能量形式广义变分原理。线性弹性理论也有相应结果,它是本文结果的特殊情况。     

非局部非对称弹性固体理论

本文基于非局部连续统场论和非线性连续体力学理论,建立了非局部非对称弹性固体的非线性理论.它完善和发展了Eringen等人所建立的非局部弹性场论.将文献[1]中所建立的非局部非对称弹性力学的线性理论推广到有限变形.证明了在非局部弹性固体中存在着非局部体力矩.非局部体力矩引起应力的非对称性,而非局部体力矩则由原子晶格相互作用形成的共价键所产生的.并应用本文建立的理论合理地解释了平面横波和纵波色散系关的不相似性.     

弹性电介质复合材料的多极材料力学

本文根据物质材料的多极概念研究了弹性电介质复合材料的宏观力学和电的性质.特别是:运用多极物质材料的统计连续体理论,可以得到不均匀颗粒间的电弹性相互作用和微结构(尺寸、形状、取向…)对复合材料的宏观性质的影响.本文首先给出了在某一无限的弹性电介质体中具有电极化的椭球的弹性不均匀性的基本解,这个解是由于电弹性相互作用而对Eshelby的经典弹性解的修正.其次,本文导出了电弹性相互作用的弹性电介质复合材料的宏观本构关系和宏观材料参量,最后对稀释的复合材料的具有统计的异向性的、形状效应的、以及电弹相互作用的一些问题进行了定量计算.     

复合材料弹性平面的周期接触问题

对于平面弹性理论的经典接触问题,即弹性体(作为占有下半平面)上压着有限个压头的情况,曾应用复变函数理论,得到了一些有效的解答。对于平面弹性理论的周期接触问题,即弹性体上压着无限个按周期排列的压头,在所指弹性体为各向同性体的情况,路见可和蔡海涛同样应用复变函数理论,得到了一些有效解答。