声波在无限大多层板上的反射和透射的准确解

1、基于三维弹性理论的准确解本文中我们仅考虑这样的多层板,板内任何一点,都有一个与板面平行的材料特性对称面(z=常数)。(1).各向异性介质中波的传播利用文[1]中记号,弹性力学波动方程(无体力)为     

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     

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。     

预估结构中的塑性破坏或蠕变疲劳破坏的损伤模型

本文采用卡恰诺夫(Kachanov)的有效应力,从热力学概念发展了损伤的力学理论.对于各向同性的三维损伤,引入当量标量应力,该应力是平均应力和八面体剪应力的线性组合.从而建立了塑性、蠕变和疲劳损伤现象的本构方程.本文阐述了对各类材料验证这三种模型所必要的试验和方法,并且将损伤度量与弹性、塑性或粘塑性效应相联系.本文还给出解预估局部破坏的损伤方程的一些方法上的启示.     

从刚体力学引出结构稳定性的几个基本概念

在材料力学、结构力学等课程的教学中,由于弹性力学理论本身过于复杂,压杆或结构的稳定性主要概念难以全面引入.本文通过刚体力学模型和能量法,引入了临界力、平衡路径分叉、非线性后屈曲平衡路径稳定性、临界点稳定性、缺陷结构稳定性等重要概念,由于模型简单导致了所有概念都可解析讨论,力学概念清晰,易于理解,供相关人员参考.     

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...     

横观各向同性板的弹性精化理论

本文从横观各向同性体三维弹性力学的胡海昌解出发,推导出横观各向同性板弯曲的基本方程,由此建立了板的弹性精化理论.基本方程由一个双调和方程和一个剪切方程组成;前者对应于修正的经典板理论,而后者则表征了横向剪切变形的影响。推导过程中,没有引入板理论所采用的种种假定。所得到的板的基本方程同三维弹性力学方程相协调;即满足板方程的介一定满足三维的弹性力学的所有方程.因此,相对于三维弹性力学,本文建立的板精化理论的近似性仅在于其边界条件是由应力合力(或中面位移)描述的。     

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.     

铸铁压缩破坏的宏观分析及其他

文献[1]发表后,我们写了《对〈铸铁单向压缩破坏的最大剪应力理论之否定〉一文的讨论》,于1985年11月投寄《力学与实践》.今又看到文献[2]和[3],想再谈几点看法.1.文献[1]是从宏观分析来否定最大剪应力理论的.虽然结论中有"被现有宏观理论所否定的最大拉应力"一句,但人们只是在文献[3]发表后才知道作者的结论是从细观得出的.鉴于文献[3]亦未给出这个问题的细观分析,所以这里仍限于从宏观来讨论问题.2.对于最大拉应变理论,文献[3]不再象文献[1] ...     

答《"圆筒内壁裂纹面上所受内压的效应估计"一文的种种疑点浅析——与薛大为同志商榷》

周勇同志对拙文提出了商榷意见,笔者甚表欢迎。现按文[1]中提出的商榷意见的顺序逐条答复如下以供指正。 1.关于使用HRR理论的根据问题 文[1]提出:"HRR理论中的诸方程是根据J积分的守恒性和幂强化材料的应力应变关系式推出的, ...     

有机玻璃在高应变率下的损伤型非线性粘弹性本构关系及破坏准则

对两种有机玻璃高应变率下的大变形和破坏行为进行了实验研究,通过改进文献[2]本构关系的非线性弹性项并引入损伤参量,建立了一个适用于更大变形范围、能描述应力平台及本构失稳的损伤型非线性粘弹性本构方程。相应地,从临界损伤量概念出发,提出以应变和应变率为控制变量的破坏准则。不论是本构关系还是破坏准则,理论计算均与试验结果吻合良好。     

具有固支边的强厚度叠层板的精确解

抛弃任何有关位移或应力模式的人为假设,在文献[1]、[2]的基础上,引入δ-函数,对具有固支边的强厚度叠层矩形板在任意荷载作用下建立其状态方程。给出静力、动力和稳定问题的精确解,其解满足弹性力学所有方程,并计及了所有弹性常数。     

弹性Cosserat壳体的边值问题及变分原理

1.概述经典的板壳理论由于采用了较多的假设,使得它的结果与三维弹性力学的结果有一定的差异,这种差异随着壳体的厚度增加而增加.即使是自身相容的Reissner理论,它所允许的壳体内的应力、应变随厚度方向的变化也是有很大限制的.Naghdi在文献[2]根据E.和F.Cosserat兄弟俩的定向介质理论系统地讨论了二维Cosserat面上     

功能梯度材料的黏弹性断裂问题

功能梯度材料(FGM)是一种不同于传统复合材料的新型工程复合材料 [1], 国内外关于FGM的断裂力学方面的研究发展非常迅速. 关于FGM静态裂纹问题,学者们研究了不同类型裂纹尖端场的应力强度因子 [2-5], 探讨了有限长裂纹在不用载荷作用下的传播等问题. 而关于动态裂纹问题,也已经取得很大成就 [6-9]. FGM一个很重要的应用是高温结构材料,在强大的热环境中,很多材料都呈现出黏弹性. 因此,研究FGM的黏弹性断裂力学非常具有实际价值.对此,众多研究 [10-14]提出不同的分析模型,并在不同受载条件,通过理论计算,分析了黏弹性裂纹尖端场的力学 行为.本文考查了功能梯度材料板条中界面裂纹垂直于梯度方向时的黏弹性断裂问题,首先利用有限元法求解线弹性功能梯度材料板条的裂纹尖端场,然后根据黏弹性的对应性原理,求解出黏弹性功能梯度材料板条裂纹问题的应力场强度因子.      

船壳内力分析的一种实用弹性壳体理论的建议

大约是作者首次应用实用弹性壳体理论[2]于船壳计算[1],之后,按实际背景需要,又建立了一种变断面的改进的理论[3].根据实测数据[4]及有限元计算结果[5],结合船壳内力计算的经典方法,本文进一步在文[3]的基础上,计及纵向弯、扭和横压,建立了一种再经改进的理论.     

用反演变换坐标系求解一些二维弹性力学问题

本文推导建立了反演变换坐标系中的二维弹性力学相容方程及应力分量表达式。运用这些公式分析了几个实际问题。 1.相容方程 在弹性力学中,最早由J.H.Michell引入反演变换(Inversion),文献[2—5]等都讨论过这个问题,但都着重于建立与极坐标系之间的关系。 若将反演变换作为一种正交曲线坐标系,并相应地建立起相容方程及应力分量表达式,则在解决一些由切于一点的不同心圆围成的二维弹性力学问题时,可以带来较大的方便。 引入下列保角变换:     

倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料的细观力学模型

利用平均化方法提出了倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料弹性性能分析的三维细观力学模型,对材料的弹性性能进行了预测。这个力学模型考虑了倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料经向纤维束的弯曲和纬向纤维束的平直,纤维束的横截面形状尺寸和相邻纤维束之间的孔洞以及材料制造过程中碳纤维性能下降对弹性性能的影响。基于层合板理论,提出两种单胞应变状态假设分别对材料的九个弹性常数进行了推导计算,结果表明两种方法理论的预测值非常接近。计算结果与实验值比较吻合,表明所提出的细观力学模型是合理的,可以为纺织陶瓷基复合材料的优化设计提供有价值的参考。     

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     

疲劳损伤问题中有效应力的一种定义

有效应力是损伤力学中的一个重要概念,这个概念的提出为用无损状态下的本构方程描述有损伤材料的行为提供了有效手段.本文探讨损伤力学中有效应力的定义,通过对损伤演化规律的分析,指出有效应力的一般定义不适用于疲劳损伤问题.本文认为,疲劳问题中的有效应力应该以等效寿命为基础,并根据剩余寿命的概念引入了疲劳损伤问题中有效应力的一种定义.     

复合材料层合板低速冲击损伤分析的连续介质损伤力学模型

针对复合材料层合板低速冲击损伤问题,提出了一种各向异性材料连续介质损伤力学模型,模型涵盖损伤表征、损伤起始判定和损伤演化法则3 个方面. 通过材料断裂面坐标下的损伤状态变量矩阵完成损伤表征,并考虑断裂面角度的影响,建立了主轴坐标系下的材料损伤本构关系. 损伤起始由卜克(Puck) 失效准则预测,损伤演化由断裂面上的等效应变控制,服从基于材料应变能释放的线性软化行为. 模型区分了纤维损伤和基体损伤,并根据冲击载荷下层内产生多条基体裂纹继而扩展至界面形成层间裂纹(分层) 的试验观察,引入基体裂纹饱和密度参数表征层间分层. 以[0₃/45/-45]_S 和[45/0/-45/90]_4S 两种铺层的复合材料层合板为例,预测了不同冲击能量下复合材料层合板的低速冲击损伤响应参数,试验结果证明了连续介质损伤力学模型的有效性.模型在不同网格密度下的计算结果表明单元特征长度的引入可以在一定程度上降低损伤演化阶段对网格密度的依赖性.