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.     

考虑损伤时带微孔粘弹性体的应力分布

本文根据粘弹性理论和带空沿材料的线性理论，利用Laplace变换及其逆变换，给出了粘弹性损伤材料的一种本构模型。应用这种本构关系。讨论了带损伤的圆环形板或圆筒体在内外压力作用下的平面问题，得到了圆孔边缘附近的应力场和损伤增量场的分布情况，同时根据Laplace变换的终值定理，得到圆环或圆筒的终态应力和损伤增量的分布，并分析了工程中的一个典型的例子。得到了最终损伤的一种近似分布。可为工程设计提供一定的参考。     

弹塑性屈曲问题的一种新的分析方法

本文利用内时本构模型提出了分析计算弹塑性压杆屈曲问题的一种新方法,建立了适应于整个长细比范围内的稳定屈曲统一公式.文中方法适应性强,分析计算过程明了.对铅合金柱的分析计算表明,利用文中分析方法可以得到有效合理的较为精确的屈曲结果.     

APPLICATION OF NONLOCAL FRICTION IN SEVERAL KINDS OF PLASTIC FORMING PROBLEMS

Introduction Frictionaffectsformingforce,energy,toollifeandtheproductquality(surfacefinish,internalstructure,productlife,etc)inplasticformingprocesses.Thefrictionphenomenon iscomplexformanyparametersinteractwitheachanotherandaffecttheformingprocess.Fricti…     

铝基体上定向碳纳米棒阵列膜的制备

采用两步阳极氧化法在铝基体上制备多孔阳极氧化铝(AAO)薄膜,然后在其上有序纳米孔中电化学沉积过渡金属Co作为催化剂,通过催化化学气相沉积(CCVD)法制备出高度有序的定向碳纳米棒阵列。利用场发射SEM、Raman光谱仪、XRD及高分辨率TEM等方法表征及分析定向碳纳米棒阵列膜的表面形貌和微观结构。实验结果表明:铝基体上AAO薄膜的孔洞为六边形蜂窝状结构且大小均匀,孔径约为85nm,孔洞密度为1.16×1010/cm2;制备出的定向碳纳米棒排列高度有序,直径与模板上的孔洞基本一致,且主要呈现非晶态结构。     

螺旋上升对自激发锯齿型双壁碳纳米管振荡行为的影响

运用分子动力学方法模拟了锯齿型双壁碳纳米管体系的振荡行为,其中旋转的内管施加了不同大小的螺旋上升长度.不同于以前关于扶手椅型碳纳米管的工作(Zeng Y H,et al.2016 Nanotechnology 27 95705),锯齿型的内管在施加了不同大小的螺旋上升长度之后,其管壁结构会产生畸变或缺陷.模拟过程中,锯齿型内管在施加一定的旋转速度以后保持自由,而固定的外管为无任何缺陷的理想锯齿型碳纳米管.分子动力学模拟结果显示锯齿型内管的轴向振荡行为与内管施加的螺旋上升长度密切相关.内管的振荡频率随着内管螺旋上升长度的增加而增加.但当内管的螺旋上升长度较大时,由于螺旋上升所引起的内管缺陷结构造成整个内管的破裂,从而导致其无法进行稳定的轴向振荡.模拟结果还显示,对于无螺旋上升的理想锯齿型碳管,虽然其轴向振荡效果非常微弱,但却可以作为一种具有恒定旋转频率的旋转致动器.此外,对螺旋上升长度为0.5 nm的内管在不同温度下的振荡性能进行了模拟分析,结果表明内管振荡的幅度随温度的升高而相应地增加,但当温度超过一定的临界值后,内管不能保持稳定的振荡.     

中厚圆柱壳在局部荷载下有限变形与屈曲分析

在柱壳的有限元计算中，采用Mindlin八结点杂交壳单元和增量荷载法，基于选择积分，缩减积分及完全积分三种积分模式编制了分层计算各种厚度板壳的有限元程序FEAM，并对中厚圆柱壳在局部法向均布荷载作用下的弹塑性有限变形和屈曲问题进行了分析和计算，算例表明，利用FEAM可对壳体屈曲的临界荷载及屈曲后结构的承载与形状改变作定性与定量的分析.     

卸荷裂隙岩体线弹性阶段的广义变分问题

阐述了卸荷裂隙岩体线弹性阶段本构关系及弹性问题的基本方程,运用弹性问题基本方程中的控制方程和边界条件构造卸荷裂隙岩体线弹性阶段的变分问题.构造卸荷裂隙岩体线弹性阶段的变分问题事先构造了一个适当的最小位能泛函,在最小位能泛函中引入两个待定的拉氏乘子λij和λi,把变分约束条件吸收到泛函中去,从而建立卸荷裂隙岩体线弹性阶段的新泛函.然后将新泛函中的εij、μi、λij、λi作为独立变量,同时考虑新泛函的变分驻值条件识别待定拉氏乘子λij、λz,最后证明卸荷裂隙岩体线弹性阶段双变量的广义变分原理.     

楔形模宽条料超塑性挤压非局部摩擦分析

为了考虑金属材料表面微凸结构对模具与工件接触区域上的非局部摩擦效应,在楔形模宽条料超塑性挤压加工问题中,首次采用Oden等提出的非局部摩擦定律代替经典的库仑摩擦定律,利用主应力法或工程法建立了相应问题的积微分形式的力平衡方程.在简化的情况下,采用摄动法求得所论问题的近似解,并分析了影响应力的非局部效应的相关因素.     

Lagrange型有限变形弹塑性本构理论

Casey和Naghdi（1992）指出，塑性本构理论中引入的量如塑性应变和背应力张量等至少在理论上必须有明确的定义。从而使理论可进行实验验证。根据Dafalias（1988）和Chen（1999）背应力张量和塑性应变张量的定义，在Naghdi等的理论框架下建立了Lagrange型的有限变形弹塑性本构理论。讨论了Ilyushin公设导致的正交流动法则和对弹性响应泛函的限制条件。进一步讨论了由于使用上述背应力张量的定义对屈服函数形式的限制。