液滴冲击侵蚀问题的力学理论研究

本文分析了液滴冲击固体表面的流体动力学过程，建立了适用于高速撞击条件的非线性激波理论模型。模型可以计算所有撞击参数，并能够考虑固体的可压缩性。模型采用无量纲形式，为工程计算提供了简明的方法，具有很大的通用性和实用价值。     

大型渡槽动力建模研究

根据渡槽系薄壁杆件结构的特点,提出了渡槽薄壁结构空间动力分析模型。采用空间梁段单元进行离散,考虑渡槽横向、竖向、纵向、自由扭转和约束扭转变形,由能量原理推导给出了渡槽槽身结构的单元刚度矩阵、质量矩阵的显示表达式;渡槽支架采用空间梁单元模拟;渡槽支架与槽身联贯的盆式橡胶支认采用弹性元件单元模拟。文中具体计算了某大型渡槽的模态,计算结果表明：该模型计算渡槽结构的固有频率与理论解和用大型结构分析程序SAP计算的结果良好接近。本文模型计算简单,使用方便,是大型渡槽动力分析的实用模型。     

高频脉冲管制冷机的蓄冷器源汇模型、流动模拟和参数优化

蓄冷器是脉冲管制冷机的一个关键部件,其工作性能将直接影响整机性能.针对工质在蓄冷器内交变流动的特性,提出了一个新的源/汇项模型来模拟蓄冷器内的流动与换热,同时模型也考虑了气固间的非热平衡.对于蓄冷器和换热器内的固体填料,在一些假定条件的基础上推导得到了固体物质的温度分布的解析解.该模型不需要建立固体的能量方程,减小了计算的工作量,避免了达西定律在高频下不适用的限制条件,并针对交变流动情况下对流换热系数的取值提出了解决方法.新模型的计算结果与实验结果符合良好,验证了模型的可靠性.进一步应用此模型分析了蓄冷器内部的热交换和制冷机理,并进行了蓄冷器的优化设计,对于不同目数,不同丝径,不同材料的丝网,进行了各种情况下蓄冷器的换热性能优化分析.     

有效势方法及其在两个FK模型中的应用

本文从实用的角度分析有效势的具体算法，定义了转数ω和圈数Ω，给出了原子链的恢复方法及ω的计算方法，作为数值计算实例，研究出两个推广的ＦＫ模型的基态。     

岩体原位流变荷载试验的力学参数与模型反演

根据现场岩体原位测试的60m和70m处两试验点的流变变形曲线,首先通过曲线特征筛选出了能够描述其变形特性的流变模型(三参量固体模型,Burgers模型),基于粘弹性分析理论及两步反分析法思路,建立了荷载试验的三参量固体模型、Burgers模型的位移优化反演格式,利用分级加载所获得的瞬时弹性位移,反算出了两试验点处的岩体弹性体积模量K、剪切模量G0和变形模量E0,并由优化反演方法获得了两模型的所有流变参数G1,η1,η2和E1以及长期弹性模量E∞。利用所获得的粘弹性参数分别计算出了在不同载荷下两种模型的理论解析曲线,并与实测曲线进行了分析对比,最终获得了能够较真实地描述试验区域岩体流变变形特性的最佳模型,即三参量固体模型。通过对比分析验证了所用思路及方法的正确性和实用性,文中方法虽然应用于流变荷载实验情况,但其具有一定的普遍意义,可应用于不同状况的流变实验的参数确定和模型反演。     

液滴与可变形固面撞击的二维非线性激波模型

在传统的关于液固撞击的激波理论模型中，引入矢量分析的方法，考虑到高速度撞击时，液体运动的迁移性和非线性效应，以及固体的可变形性，提出了一个适用于高撞击马赫数的无量纲激波理论模型。该模型能够计算出所有撞击参数，计算结果与实验数据吻合良好。模型所导出的计算方法物理意义明确，简明准确，适用范围宽广，且便于工程上制成图表查用。     

动力模型总体修正的近似解析解

本文针对土木工程中理论计算的要求和特点，基于逆特征值理论给出了一种适合有限元动力模型总体修正的广义逆特征值方法，该方法在给出修正解的表达式基础上，要求修正解满足动力模型的力学特征，且仅需要少量试验数据，是一种简单、实用的有限元模型修正方法．     

计算有机粘结固体润滑涂层配方的计算机程序——Ⅰ.计算粘结剂与固体润滑剂比例的程序

作者介绍了填料在粘结涂层中随机紧密填充的物理模型及数学模型,并且根据这一模型、固体润滑剂的粒度分布、油吸附体积和粘结剂与固体润滑剂的密度,编制了计算粘结固体润滑涂层内有机粘结剂与固体润滑剂最佳配比的计算机程序。文章对这些程序及使用和计算结果作了简明的介绍,同时还对固体润滑剂在涂层中的分布及其对涂层摩擦磨损的影响进行了讨论。     

可扩展的冲击—接触并行计算研究

冲击—接触计算模型在汽车碰撞、金属成型等的模拟计算中有着广泛的应用，鉴于冲击—接触计算过程复杂和计算量大，本文在分布式可扩展的并行计算平台上，设计并实现了冲击—接触的并行计算。算例证明，计算平台稳定可靠，算法简单实用，且具有较好的并行效率和可扩展性。     

复合材料层板分级模型的研究与展望

本文着重介绍变量机动有限元与有限元网格叠加技术相结合而发展的复合材料层板的分级模型，并对贯穿宏观到细微观多重几何尺度，耦合电、磁、热、力等多种力学物理现象的当代计算固体力学难题之研究发表了一管之见     

单边自由的固支岩板黏弹性行为分析及其应用

利用黏弹性理论对单边自由的固支岩板的黏弹性力学行为进行了分析研究，重新导出了相空间中黏弹性参数的变换关系式，并利用此式建立了单边自由的固支岩板的广义Kelvin黏弹性分析格式，将其应用于某层状岩体洞室顶板的变形特性分析．计算表明，其与实际勘察结果比较接近，可供工程实际应用参考．     

Generalized variational principles of the viscoelastic body with voids and their applications

From the Boltzmann‘ s constitutive law of viscoelastic materials and the linear theory of elastic materials with voids, a constitutive model of generalized force fields for viscoelastic solids with voids was given. By using the variational integral method, the convolution-type functional was given and the corresponding generalized variational principles and potential energy principle of viscoelastic solids with voids were presented. It can be shown that the variational principles correspond to the differential equations and theinitial and boundary conditions of viscoelastic body with voids. As an application, a generalized variational principle of viscoelastic Timoshenko beams with damage was obtained which corresponds to the differential equations of generalized motion and the initial and boundary conditions of beams. The variational principles provide a way for solving problems of viscoelastic solids with voids.     

在有限变形条件下损伤粘弹性梁的动力学行为

本文在有限变形条件下，根据损伤粘弹性材料的一种卷积型本构关系和温克列假设，建立了粘弹性基础上损伤粘弹性Timoshenko梁的控制方程。这是一组非线性积分——偏微分方程。为了便于分析，首先利用Galerkin方法对该方程组进行简化，得到一组非线性积分一常微分方程。然后应用非线性动力学中的数值方法，分析了粘弹性地基上损伤粘弹性Timoshenko梁的非线性动力学行为，得到了简化系统的相平面图、Poincare截面和分叉图等。考察了材料参数和载荷参数等对梁的动力学行为的影响。特别，考察了基础和损伤对粘弹性梁的动力学行为的影响。     

Discussion of the published manuscript lazopoulos K.A., karaoulanis D., lazopoulos Α.Κ. (2016) «on fractional modelling of viscoelastic mechanical systems», mechanics research communications, 78, pp. 1–5

The paper [20] attempts to solve a one dimensional model of the Zener type viscoelastic model (see Fig. 1 of the paper) replacing the classical time derivatives with a new fractional time derivative that was presented earlier by two of the authors (see ref. [1], [9] and [10] cited in the work). In addition, the authors present the classical solution of what is called in the paper “conventional viscoelastic model” and the solution due to Caputo fractional derivative, which is the solution of what the authors call “existing fractional order derivative viscoelastic models”. The paper seems to have several problems, typos and mistakes that will be discussed as follows     

Modeling and simulation of three‐dimensional extrusion swelling of viscoelastic fluids with PTT,Giesekus and FENE‐P constitutive models

The investigation of the extrusion swelling mechanism of viscoelastic fluids has both scientific and industrial interest. However, it has been traditionally difficult to afford theoretical and experimental researches to this problem. The numerical methodology based on the penalty finite element method with a decoupled algorithm is presented in the study to simulate three‐dimensional extrusion swelling of viscoelastic fluids flowing through out of a circular die. The rheological responses of viscoelastic fluids are described by using three kinds of differential constitutive models including the Phan‐Thien Tanner model, the Giesekus model, and the finite extensible nonlinear elastic dumbbell with a Peterlin closure approximation model. A streamface‐streamline method is introduced to adjust the swelling free surface. The calculation stability is improved by using the discrete elastic‐viscous split stress algorithm with the inconsistent streamline‐upwind scheme. The essential flow characteristics of viscoelastic fluids are predicted by using the proposed numerical method, and the mechanism of swelling phenomenon is further discussed.Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

黏弹性材料等效分数阶微观结构标准线性固体模型

从黏弹性材料微观链结构出发,以橡胶基黏弹性材料超弹性理论分子网链高斯(Gauss)统计模型和黏滞流动理论为基础,研究黏弹性材料的微观结构、填料等对黏弹性性能的影响.用温频等效原理描述温度对黏弹性材料力学性能的影响,建立了可以有效描述黏弹性材料耗能特性的等效分数阶微观结构标准线性固体模型.采用动态热机械分析仪(DMA)对高聚物黏弹性材料力学性能、耗能能力进行测试.试验表明:在低温区域,储能模量较大,随着温度的升高,储能模量下降显著;能量损耗因子在高温和低温区域数值较小,在玻璃化转变温度附近数值较高.根据测试数据对所提等效分数阶微观结构标准线性固体模型进行验证,该力学模型能够较好地描述黏弹性材料储能模量和能量损耗因子随温度的变化趋势.用9050A和ZN22黏弹性材料对模型的有效性进一步验证,结果表明:9050A和ZN22黏弹性材料具有较好的耗能能力,所提出的等效分数阶微观结构标准线性固体模型能够准确地描述微观结构和填料对黏弹性材料宏观性能的影响,能够准确地描述黏弹性材料在不同温度和频率下的动态力学性能.     

Time-dependent Viscoelastic Behavior of an LDPE Melt

Two differential constitutive equations, i.e. Giesekus model and Johnson–Segalman model were employed here to predict the time-dependent viscoelastic behavior of an LDPE melt in thixotropy-loop experiments and step shear rate experiment. Multiple relaxation modes were adopted, and the parameters used to describe the nonlinear viscoelasticity in the two models were obtained by fitting the shear-thinning viscosity. The predictions on those transient shear characteristics by the two models are found in qualitative agreement with our previous experiments. Johnson– Segalman model predicts oscillation behavior in the thixotropy-loop and step shear rate experiments, whereas Giesekus model does not. Both models predict higher shear stresses than the experimental data in the case of long time shearing, implying that both models are not able to completely characterize the time-dependent shear stress of the melt at high shear rate.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (10402024, 50335010).The English text was polished by Yunming Chen.     

多孔介质内黏弹性流体的热对流稳定性研究

基于修正的Darcy模型, 介绍了多孔介质内黏弹性流体热对流稳定性研究的现状和主要进展. 通过线性稳定性理论, 分析计算多孔介质几何形状(水平多孔介质层、多孔圆柱以及多孔方腔)、热边界条件(底部等温加热、底部等热流加热、底部对流换热以及顶部自由开口边界)、黏弹性流体的流动模型(Darcy-Jeffrey, Darcy-Brinkman-Oldroyd以及Darcy-Brinkman -Maxwell模型)、局部热非平衡效应以及旋转效应对黏弹性流体热对流失稳的临界Rayleigh数的影响. 利用弱非线性分析方法, 揭示失稳临界点附近热对流流动的分叉情况, 以及失稳临界点附近黏弹性流体换热Nusselt数的解析表达式. 采用数值模拟方法, 研究高Rayleigh数下黏弹性流体换热Nusselt数和流场的演化规律,分析各参数对黏弹性流体热对流失稳和对流换热速率的影响.主要结果:(1)流体的黏弹性能够促进振荡对流的发生;(2)旋转效应、流体与多孔介质间的传热能够抑制黏弹性流体的热对流失稳;(3)在临界Rayleigh数附近,静态对流分叉解是超临界稳定的, 而振荡对流分叉可能是超临界或者亚临界的,主要取决于流体的黏弹性参数、Prandtl数以及Darcy数;(4)随着Rayleigh数的增加,热对流的流场从单个涡胞逐渐演化为多个不规则单元涡胞, 最后发展为混沌状态.      

A THREE-DIMENSIONAL SOLUTION FOR LAMINATED ORTHOTROPIC RECTANGULAR PLATES WITH VISCOELASTIC INTERFACES

When a body consists completely or even partly of viscoelastic materials, its response under static loading will be time-dependent. The adhesives used to glue together single plies in laminates usually exhibit a certain viscoelastic characteristic in a high temperature environment. In this paper, a laminated orthotropic rectangular plate with viscoelastic interfaces, described by the Kelvin-Voigt model, is considered. A power series expansion technique is adopted to approximate the time-variation of various field quantities. Results indicate that the response of the laminated plate with viscoelastic interfaces changes remarkably with time, and is much different from that of a plate with spring-like or viscous interfaces.     

黏弹夹芯板的有限元建模及实验研究

从有限元分析和数值模拟及实验验证的角度研究了黏弹夹芯板的频率依赖振动特性。夹芯板中间层为黏弹性材料，其刚度和阻尼的频率依赖性行为直接影响系统的模态频率和阻尼，并导致振动模式求解的复杂化。采用三阶七参数Biot模型描述黏弹性材料频率相关的黏弹性行为。开发了三层四节点28自由度的夹芯板单元，基于经典板理论和哈密顿原理建立了黏弹夹芯板的有限元动力学方程。通过引入辅助耗散坐标，将Biot模型和黏弹夹芯板的有限元动力学模型结合起来，并将其转化为常规二阶线性系统形式，极大简化了求解非线性振动特性的过程。对一边固定、另三边自由的黏弹夹芯板进行了前三阶固有频率和损耗因子的预测，并与实验结果对比。数值模拟结果和实验结果吻合良好，说明所提有限元方法是正确有效的。