“破坏力学”教育部重点实验室1999年研究工作的若干进展

在１９９９年度,破坏力学教育部重点实验室（ＦＭＬ）承担科研项目５８项,到位科研经费３０１．２１万元,出版教材与学术专著３部,在国际学术期刊上发表论文３９篇,在国内期刊上发表论文８３篇,在国际会议上发表论文４６篇,在国内会议上发表论文１０篇,其中被ＳＣＩ收录的论文有３３篇．获得清华大学梅贻琦学术论文二等奖一项,获得莫比斯国际光盘评奖中国赛区“中国杯”奖三项．实验室在１９９９年度获得教育部批准的访问学者５人（其中国外学者１人）．１９９９年在教育部没有投入实验室开放课题基金的情况下,实验室克服困难自筹…     

考虑基体粘弹性与介电弛豫的铁电复合材料的本构模型*——Ⅰ.理论

基于细观力学方法和Laplace变换 ,将仅适用于基体为线弹性和线性介电性的铁电复合材料的本构模型推广至基体为粘弹性和介电弛豫情况 ,建立了考虑基体粘弹性和介电弛豫的铁电复合材料的本构模型 .     

考虑基体粘弹性和介电弛豫的铁电复合材料的本构模型*——Ⅱ.实验、计算和分析

对基体具有粘弹性和介电弛豫的铁电复合材料进行了实验分析 ,并用本文第一部分建立的本构模型对其进行了计算 .实验结果与计算值的比较表明 :建立的本构模型能够较好地反映这类铁电复合材料的力电耦合行为 ,基体的粘弹性和介电弛豫对铁电复合材料的影响是不能忽略的 .     

扫描隧道显微镜（STM）纳米云纹法及相移技术研究

本文提出了应用扫描隧道显微镜（STM）纳米云纹法的测量面内位移的原理。测量中，扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅，物质原子昌格栅结构作为试件栅，由这两组栅线干涉形成云纹进行纳米级变形测量。同时，利用PZT控制载物台使试件沿栅线的垂直方向转动，来实现从0到2π的四步相移。文中对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原理和测量方法以及相移技术进行了详尽的讨论。并运用该方法对高纯定向裂解石墨（HOPG）的纳米级变形虚应变进行了测量研究。     

金属基复合材料的强度与损伤分析

用细观计算力学的方法分析了金属基复合材料(MMC)多重损伤与强度的关系,采用唯象的内聚力模型模拟纤维/基体界面的脱粘和采用G-T模型描述韧性基体的损伤.并用上述模型分析了长纤维增强MMC在横向荷载作用下损伤演化的规律,讨论了不同界面性质与材料强度及损伤、破坏模式之间的关系.     

夹芯型雷达吸波结构的多目标优化

通过引入一个无量纲参数,将重量和雷达吸波性能两个优化目标结合于同一个目标函数中,提出了针对含有多孔材料芯层的夹芯型雷达吸波结构（RASS）的一种多目标优化设计方法．优化模型为承受均布载荷的悬臂夹芯板,考虑4种不同形式的芯层．由传输矩阵法和周期矩量法计算出镜面反射率的平均值,作为表征吸波性能的指标;而面板屈服、芯层剪切破坏和面板起皱则作为优化设计中的力学性能约束．优化结果表明,以填充超轻质海绵体的复合材料二维点阵为芯层的夹芯结构,比含有多孔泡沫或六角蜂窝芯层的夹芯结构更适合作为轻质夹芯型雷达吸波结构．Kagome二维点阵则表现出优于正方二维点阵的吸波性能．     

The temperature-dependent fracture strength model for ultra-high temperature ceramics

Breaking down the entire structure of a material implies severing all the bonds between its atoms either by applying work or by heat transfer. Because bond-breaking is indifferent to either means, there is a kind of equivalence between heat energy and strain energy. Based on this equivalence, we assume the existence of a constant maximum storage of energy that includes both the strain energy and the corresponding equivalent heat energy. A temperaturedependent fracture strength model is then developed for ultrahigh temperature ceramics （UHTCs）. Model predictions for UHTCs, HfB2, TiC and ZrB2, are presented and compared with the experimental results. These predictions are found to be largely consistent with experimental results.     

2010实验力学发展战略研讨会介绍

<正>随着能源技术、微纳米技术、生物技术、信息技术和先进制造技术等高科技领域的迅速发展,近年来力学的研究对象发生了很大变化,其载荷特点从力扩展到多场至多系统,其尺度空间从宏观分别扩展至巨观与纳观,其状态响应从静态分别扩展到时域与空域.随着研究对象越来越复杂,固体力学对实验提出了越来越多的新需     

基于相场方法的铁基合金高温氧化与生长应力分析

高温氧化性能是评价热防护材料的一项重要指标,然而由于氧化过程是一个含微结构演化的复杂过程,其定量计算分析一直是研究的难点．基于材料热力学理论,建立了能够考虑微结构演化的相场方法来模拟材料的高温氧化,从而解决了抗氧化性能与氧化生长应力定量计算分析的问题．采用所建立的相场方法,对Fe-Cr-Al-Y合金的高温扩散过程、氧化性能和生长应力演化进行了计算,数值计算结果与文献中的实验结果吻合良好,计算结果还揭示了最大生长应力和外界环境氧浓度之间的线性关系．所发展的相场方法为研究复杂环境下的高温氧化提供了一种有力的计算分析手段．     

轻质多层热防护结构的一体化优化设计研究

大面积防热结构在航天航空领域应用广泛, 其创新结构设计是关键技术之一. 航天飞行器的工作条件要求热防护材料与结构同时具备轻质、隔热、抗冲击的特点, 因此热防护材料与结构正在朝着一体化的方向发展. 基于这种发展趋势, 提出了一种轻质多层热防护结构设计方案. 以一体化多层防热结构在航天器再入过程中的传热为研究对象, 引入大面积防热结构的一维传热假设, 依照航天器再入大气层的温度条件, 建立了防热结构一维非稳态传热的物理模型和封闭的控制方程, 使用差分方法求解方程, 进行一维非稳态的传热分析, 并采用商业有限元软件ABAQUS的传热分析进行验证. 得到了航天器再入大气过程中多层防热结构的各层温度分布, 提出了在满足一定的热约束要求的条件下, 以轻质多层热防护结构的总重量为目标函数的优化设计方法, 得到了多层结构的最优几何参数, 并将优化后的结构进行了有限元承载分析.