CAVITY FORMATION AT THE CENTER OF A SPHERE COMPOSED OF TWO COMPRESSIBLE HYPER-ELASTIC MATERIALS

IntroductionHorgan[1] reviewedthecavitatedbifurcationproblemforhyper_elasticmaterials,includinginhomogeneousandanisotropicmaterialsaswellashomogeneousandisotropicmaterials .Forincompressiblematerials,HorganandPence[2 ,3 ] examinedtheeffectofmaterialinhomogeneityontheformationandgrowthofvoidandobtainedananalyticsolutionofthecavitatedbifurcationproblemforasolidspherecomposedoftwoneo_Hookeanmaterials.Thebifurcationmayoccurnotonlytotherightbutalsototheleftforthecomposedsphere .Thestabilitiesofth…     

变温下橡胶材料力学性能的实验分析

利用Zwick020材料试验机研究了天然橡胶材料在不同温度条件下单向拉伸的大变形力学行为。得到了不同温度和不同加载速率条件下材料的应力-应变关系曲线和材料的破坏条件,由此分析了高温和低温的温度变化条件及加载速率对材料力学性能的影响,得出天然橡胶材料在大变形条件下的温度和加载速率敏感特性。同时利用实验结果拟合出材料的应变能函数,并应用热超弹性模型对材料进行了理论分析。结果表明,理论分析结果与实验结果仅在一定温度范围内吻合得较好,因为材料软化或硬化,在很高或很低的温度情况下二者有一定差别。     

静脉壁的力学特性及负压失稳问题

应用一类超弹性应变能函数,通过非线性弹性理论,研究了静脉壁在跨壁压及轴向拉伸联合作用下的变形和应力分布等力学特性,并分析了静脉壁的负压失稳问题.首先利用超弹性材料薄壁圆筒模型,得到了静脉壁在跨壁压及轴向拉伸联合作用下的变形方程,给出了正常静脉压下静脉壁的变形曲线和应力分布曲线,讨论了静脉壁的变形和应力分布规律.然后给出了负跨壁压下静脉壁的变形曲线,并由能量比较讨论了静脉壁的负压失稳问题.     

生长对超弹性球壳变形和稳定性的影响

应用连续介质力学有限变形理论建立受内压作用不可压超弹性球壳大变形 问题的力学模型, 且运用基于变形梯度张量极分解的弹性体积生长理论分析生长对不可压 超弹性球壳变形和稳定性的影响. 通过对球壳变形与内压关系式的数值计算得到不同生长 条件下球壳的变形曲线和应力分布曲线及由生长引起的残余变形和残余应力分布. 计算结果 表明生长对球壳变形特性有明显的影响, 生长影响球壳可产生不稳定变形的临界壁厚和临界 内压, 且在某些情况下可改变球壳的稳定性. 生长在球壳中可产生一定的残余变形和残余应 力, 对球壳中的应力分布有一定的影响. 另外当生长的程度足够大时, 即便没有外力作用, 球壳仅在生长引起的残余应力作用下也可产生不稳定变形.     

人体动脉瘤生成与破裂的力学分析

在大变形超弹性理论框架下研究了内压、轴向拉伸和扭转联合作用下人体动脉壁的力学响应,应用结构不稳定性理论对动脉瘤生成的可能性进行了解释,应用材料强度理论对动脉瘤破裂的可能性进行了分析.考虑动脉壁中残余应力和平滑肌主动作用的影响,用纤维加强各向异性不可压超弹性复合材料两层厚壁圆筒模型来模拟动脉壁的力学特性.给出了正常和几种非正常状态下动脉壁的变形曲线和应力分布.变形和稳定性分析结果表明该文模型可以模拟正常状态下动脉壁的均匀变形,还可以模拟在动脉壁中弹性蛋白纤维和胶原蛋白纤维强度降低的非正常状态下动脉瘤生成的可能性及动脉瘤的增长.应力和强度分析结果表明该文模型可以模拟当动脉瘤中的最大应力超过管壁的强度时动脉瘤破裂的可能性.     

不可压超弹性材料中的空穴分叉

研究了一种不可压Valanis-Landel材料超弹性球体在表面死载荷作用下的球形空穴的分叉问题。给出了空穴分叉问题的解析解，讨论了空穴生成时的应力间断和应力集中问题。通过能量比较判断了解的稳定性，并分析了球体中预存微孔的增长情况。     

横观各向同性多孔超弹性矩形板的单向拉伸

利用横观各向同性超弹性材料的广义neo-Hookean应变能函数研究了含有多个微孔的超弹性矩形板在单向拉伸作用下的有限变形和受力分析．给出了含有某种对称性分布的多个微孔的矩形板的变形模式，通过求解该变形模式满足的微分方程，将它用两个参数表示出来．可应用最小势能原理导出变分近似解，从而得到矩形板的变形和应力分布的解析解．分析了板中微孔的增长及微孔边缘应力的分布情况，讨论了板的各向异性程度及微孔的大小和孔间距离的影响，得刭了单个、三个及五个微孔板中微孔的增长变形和孔边应力分布的一些基本规律规律，并进行了相互比较．     

热超弹性材料中空穴增长的分岔问题

研究了受外加均布拉伸死载荷作用的不可压热超弹性材料中空穴突然快速增长的分岔问题.不同于外载荷较小的情况,不可压热超弹性材料球体中的预存微空在外载荷足够大时可以发生突然的快速增长,可视为一类分岔问题.给出了不同温度场下,不同初始半径的微空的增长曲线.预存微空的增长曲线相应于初始半径的极限是实心球体中空穴突然生成的分岔曲线.讨论了均匀和非均匀,升高或降低的温度场对空穴增长问题的影响;给出了预存微空能够发生突然的快速增长的临界载荷,得到了临界载荷与实心球体中空穴突然生成时的临界载荷之间的关系及临界载荷与温度变化之间的关系.     

组合超弹性材料中的空穴生成与增长

本文研究了一种组合不可压超弹性材料圆柱体中空穴的生成与增长问题，得到了这种材料受表面均布拉伸死荷载和轴向拉压共同作用下空穴生成问题的解析解，得到了不同组合情况下圆柱体中空穴生成时的临界载荷及分叉曲线，发现组合材料可以发生右分叉，也可以发生左分叉；给出了空穴生成后的应力分布，并讨论了所存在的应力间断和应力集中问题；通过能量比较分析了解的稳定性，讨论了发生右分叉或左分叉的条件，并分析了材料中预存微孔的增长情况。     

TRANSVERSELY ISOTROPIC HYPER-ELASTIC MATERIAL RECTANGULAR PLATE WITH VOIDS UNDER A UNIAXIAL EXTENSION

IntroductionHyper_elasticmaterials ,suchasrubberandpolyurethane ,havemanyexcellentpropertiesandhavebeenusedwidelyinalmostallregionsofevery_daylifeandindustrialmanufacturing .Thevoidformationandgrowthinhyper_elasticmaterialsduetotheinstabilityofmaterialsplayafundamentalroleinthemechanismsofmaterialfractureandfailure.SotheproblemhasgotacertaindevelopmentinthepasttwentyyearsandtherecentreviewisthatofHorgan[1] .Chou_WangandHorgan[2 ] ,RenandCheng[3 ,4] studiedthegrowthofacentervoidinthecylindero…