线弹性微孔材料广义变分原理的构造函数理论

本文应用构造函数理论得到线弹性微孔材料的广义变分原理,得到构造函数与广义变分原理之间的对应关系.     

基于Cosserat连续体理论的粉末高温合金弹塑性损伤分析

回顾了航空发动机涡轮盘粉末高温合金材料的发展及研究方法,基于Cosserat连续体理论,建立了粉末高温合金材料的弹塑性损伤模型,可通过特征长度考虑材料的微结构特征,并在模拟软化问题时消除局部化带的网格依赖性.在软化问题中,经典弹塑性理论在计算时需要较多迭代,有时甚至不能收敛.该文基于参变量变分原理,把原非线性问题转化为互补问题来求解,可大大提高求解效率和收敛性.最后通过数值算例验证了本文提出方法的有效性.     

损伤粘弹性力学的广义变分原理及应用

从粘弹性材料的Boltzmann迭加原理和带空洞材料的线弹性本构关系出发,提出了一种损伤粘弹性材料具有广义力场的本构模型．应用变积方法得到了以卷积形式表示的泛函,并建立了损伤粘弹性固体的广义变分原理和广义势能原理．把它们应用于带损伤的粘弹性Timoshenko梁,得到了Timoshenko梁的统一的运动微分方程、初始条件和边界条件． 这些广义变分原理为近似求解带损伤的粘弹性问题提供了一条途径．     

大应变固结理论的分区变分原理及其广义变分原理

土体材料本构特性的差异问题与大变形问题是分析岩土材料变形特性的基本问题．根据有限变形的描述方法构筑土体结构大变形固结方程,证明了大变形固结的变分原理A·D2应用分区子结构的连续条件,推导固结理论的分区变分原理．引用Lagrange乘子法构筑并证明了大变形固结问题在无约束状态下的广义分区变分原理．     

凑合反推法和弹性理论中的多变量广义变分原理

详细介绍了如何应用凑合反推法(semi-inverse method)构造弹性理论中的两类独立变量的广义变分原理(包括熟知的Hellinger-Reissner变分原理,Hu-Washizu变分原理)及三类独立变量的广义变分原理(钱伟长广义变分原理) 。应用凑合反推法还可以清楚地看出各变量之间的约束关系,从而再一次证明了Hu-Washizu变分原理实际上是两类独立变量的广义变分原理。     

厚壳理论及其在圆柱壳中的应用

本文从Hellinger-Reissner广义变分原理出发,以位移和应力的假设为基础,建立了厚壳理论.文中把壳体的位移展开为其厚度方向的幂级数,对平行和垂直于中面的位移分别保留其级数的前四项和前三项.并假定壳体的法向挤压和横向剪切应力沿壳厚为三次曲线,使其满足上下壳面上的应力条件,利用变分原理推导出分析厚壳所需的物理方程,平衡方程和边界条件.文中对圆柱壳的情况作了实例计算,并作了光弹性实验,结果表明理论和实验符合良好.     

固体力学的不等式问题

本文全面讨论了固体力学中的不等式问题,内容包括变分原理与变分不等式中平稳型的和发展型的,确定性的和随机性的一些问题的主要概念、方法和结果.     

纤维增韧材料的损伤理论

本文研究了单向纤维增强材料的损伤理论。我们考虑了基体中预先存在的微裂纹的张开、扩展及其附近双位移区的力学机制,即纤维脱胶、摩擦滑动等,建立了裂纹面上由纤维承受的应力所满足的积分方程。把双相区的厚度和裂纹尺寸作为两类不同的损伤变量,分别建立了演化方程。对基本积分方程给出了近似解,其结果与由Hankel变换给出的精确解吻合很好。在近似解的基础上给出了复合材料的有效应力强度因子和基体裂纹扩展条件,并给出了考虑损伤过程的完整应力应变关系。     

大变形对称弹性理论的广义变分原理

本文以陈至达提出的变形几何非线性理论￣［１］为基础，应用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法，对大变形对称弹性力学问题进行了研究，给出了相应的位能广义变分原理、余能广义变分原理，以及动力学问题的广义变分原理；同时，文中还证明了位能广义变分原理和余能广义变分原理的等价性。     

压电热弹性动力学的Gurtin型分区变分原理

建立有关压电热弹性动力学的各种Gurtin型分区变分原理,由此变分原理可以得到压电热弹性动力学所有方程式、关系式和边界条件,并且可以直接得到各相邻区域交界面上的连续条件。Gurtin型分区变分原理是压电热弹性动力学的重要组成部分,并能反映压电热弹性动力学初值-边值问题的全部特征。     

弹性力学求解体系的研究

证明了弹性力学求解体系的微分形式与积分形式的等价关系,建立了统一求解体系构架.新体系包括微分形式、积分形式及混合形式.利用微分形式与积分形式的等价关系,导出了各种变分原理.提出了广义虚功方程和广义虚函数的概念.     

岩土材料弹塑性正交异性损伤耦合本构理论

在不可逆热力学框架内建立了岩土材料的正交异性损伤塑性耦合宏观唯象本构理论。主要结果有：1）给出了耦合的塑性和损伤的演化律;2）从对含裂纹单元的细观分析入手,通过均匀化（Homogenization）处理,将损伤引入到Mohr-Coulomb条件下,模型同时考虑了损伤对剪切强度及摩擦角的影响,扩容现象则通过损伤应变来计算。     

多层简化应变梯度Timoshenko梁的变分原理分析

材料特征尺寸与其内禀尺寸相当时,材料表现出明显的尺寸效应.基于简化的应变梯度理论,通过半逆法,本文给出多层简化应变梯度Timoshenko梁的变分原理,通过最小总势能原理导出系统的边界条件并对其低阶和高阶边界条件进行讨论,随后给出简支梁系统屈曲载荷和振动频率的Rayleigh(瑞利)解.通过双层梁系统的振动分析算例得到内禀尺寸、长径比等因素对梁系统振动频率的影响.该文构造的Rayleigh解有望对其他数值方法,如有限元法、传递矩阵法等,提供一定的参考和对比.     

考虑损伤的修正梯度弹性理论

梯度弹性理论在描述材料微结构起主导作用的力学行为时具有显著优势,将其与损伤理论相结合,可在材料破坏研究中考虑微结构的影响.基于修正梯度弹性理论,将应变张量、应变梯度张量和损伤变量作为Helmholtz自由能函数的状态变量,并在自然状态附近对自由能函数作Taylor展开,进而由热力学基本定律,推导出修正梯度弹性损伤理论本构方程的一般形式.编制有限元程序,模拟土样损伤局部化带的发展演化过程.结果表明,修正梯度弹性损伤理论消除了网格依赖性;损伤局部化带不是与损伤同时发生,而是在损伤发展到一定程度后再逐渐显现出来.     

非线性自然弯扭闭口薄壁复合梁的广义变分原理

对复合材料自然弯扭闭口薄壁细长梁在小应变、大位移和大转动的情况作了研究,建立了两端边界均为完全约束的该梁大变形弹性理论的非完全广义变分原理的泛函。由泛函驻值条件可以导出所给问题的平衡方程及全部边界条件。上述方法可方便地推广到其它各种不完全约束边界的情况。此外,利用上述结果还可以得到该梁在小位移理论中的基本方程和有关公式。     

General Ekeland's Variational Principle for Set-Valued Mappings

In this paper, we introduce the concept of approximate solutions for set-valued optimization problems. A sufficient condition for the existence of approximate solutions is obtained. A general Ekeland's variational principle for set-valued mappings in complete ordered metric spaces and complete metric spaces are derived. These results are generalizations of results for vector-valued functions in Refs. 1–4.     

Variational principles of second, first and intermediate kinds for non-holonomic mechanics

The differential variational principles of second kind for non-holonomic mechanics are given, from which a number of integral variational principles of second kind are set up. From the latter, the general relation of δq′-δq and the general form of integral variational principles of the first kind and intermediate kinds are derived. Thus not only all previous relations of δq′-δq and integral variational principles are unified but also the existance of the variational principles of intermediate kinds are pointed out. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 19272064).     

弹塑性损伤结构耦合分析的虚功原理和线性互补解法

从弹塑性损伤力学的瞬态边值问题的虚位移原理出发,利用有限元技术,导出了弹塑性损伤结构分析的线性互补方程,并给出了有限元算法.这一方法适用于解决硬化、软化及非关联流动等非线性材料的损伤结构分析.