连续介质有限变形力学几何场论

连续介质力学有限变形非线性场论是近代力学重点问题之一.本文不同于Truesdell与Noll的极化分解定理,采用Helmholtz-Weyl的原则将连续介质空间运动的微分线性变换分解为正交与对称子变换之和.结果证明,正交变换对应于用Euler参数表示的有限转动;而对称变换对应于Cauchy应变张量定义在拖带系(co-moving system)内有限变形的自然推广.理论的一阶近似是古典的微小变形理论,二阶近似与Blot的结果等价.新结果改进了Truesdell与Noll理论所存在的缺点,提高了实用价值.作为应用举例,文中最后求出粘弹性液体Weissenberg效应爬升曲线的第一次近似解.     

浅谈“现代连续介质力学”

“现代连续介质力学”(即理性连续介质力学)是最近几十年发展起来的一门新学科。本文力求用简洁的语言综述这一新学科的概貌及发展情况、学科特点、学科体系和基本内容。以使读者对这一新学科的大概情况有所了解,引起对这一新学科的重视。     

迅速发展的非线性连续介质力学研究

迅速发展的非线性连续介质力学研究白以龙中国科学院力学研究所,北京１０００８０关键词非线性连续介质力学;牛顿力学;混沌;复杂性２０世纪中、后期以来,自然科学观正在经历一个重大的转变,即从确定论,还原论的看法又向前跃进了一步,如周光召在１９９５年全国科学...      

连续介质力学的发展方向和问题

我这里谈谈现代力学发展的基本特点,它的一些新方向和最迫切的问题。一、现代力学的特点在我们时代,力学的第一个特点是它跟物理学及其他自然科学日益增长的深刻联系。可以说,物理学和力学在原则基础方面是一个不可分的整体,它们的许多差异只是在术语上。这牵涉到两门科学的内容、理论研究方法和实验研究方法。      

连续介质损伤力学 Ⅰ.一般概念

连续介质损伤力学(CDM)自从Kachanov和Rabotnov的早期工作以来有了不断的发展。它为在宏观连续介质层次上考察材料和结构的各种损伤过程建立了一种有效手段。本文的第Ⅰ部分考察CDM的基本要点及现有能力,包括损伤的定义和测量,并把它纳入热力学一般框架中。本文的第Ⅱ部分将综述实际的损伤扩展方程。      

连续介质力学中的ЛЯПУНОВ-МОВЧАН理论

本文介绍理论~[1]在连续介质稳定性问题中的应用。用此理论导出了简支圆柱薄壳在随动力——水静压力下的弹性静力稳定性的必要和充分条件。先建立壳体的微扰动方程,即以无矩平衡状态为中心的被扰运动方程,然后提出了一个泛函,从而导出了稳定性条件。     

断裂损伤与细观力学

本文从力学发展的角度,对断裂力学、损伤力学与细观力学的主要内容及其发展,作了简要的介绍和评述.指出:固体力学与其它学科的交缘汇合,并深入到细观结构的层次进行研究,这一研究发展的势头已是很明显的了.细观力学、损伤力学与断裂力学构成了从细观尺度直至宏观尺度以描述材料与结构的破坏过程的破环理论的主要内容.它使得作为固体材料的力学的基本内容之一的破坏理论,面临一个新的发展阶段.     

非线性连续介质力学中的“主轴法”

国际力学界不久前庆贺了Rodney Hill的六十寿辰。他二十八岁那年发表的举世闻名专著《塑性数学理论》,至今仍被认为是这领域不可取代的经典文献。其后的三十余年里,他和他的学生们在固体力学的更一般的自成一派的基础研究中,引进了许多新鲜思想,并且取得了重要结果。这些基础性结果是对理性力学发展的贡献。他的别具一格的方法使他成功地取得一系列别的方法难以达到的结果。这种称为“主轴法”的要点在于同时采用Lagrange标架和Euler标架作为基,把转动隐蔽起来,从而使推导简化。他的论文主要发表在他主编的《固体力学和物理(J.Mech.Phys.Solids)》(因此在参考文献中就不一一列举了)。他“为专门家”而写的文章总是很简练。他的独特方法,符号,以至术语,     

一种化学-力学耦合连续介质理论与数值格式

对化学驱动的连续介质化学-力学耦合系统进行研究,从热力学定律和化学势角度出发,推导了等温过程的化学-力学耦合本构关系和控制方程,利用变分方法建立了化学-力学耦合系统的能量泛函,得到化学-力学耦合控制方程的等效积分形式和相应的有限元列式. 结合算例,对连续介质的化学-力学耦合行为进行了数值计算,数值结果反映了化学与力学系统的相互耦合作用,即浓度变化能引起介质的变形,同样力学作用也能引起浓度重分布. 从全新的角度建立了描述连续介质的化学-力学耦合行为的基本理论和数值方法,能够较好地反映一类连续介质的化学-力学耦合行为.      

不连续介质力学分析的块体-夹层模型

基于岩体等不连续介质的实际结构特征，利用约束变分原理，建立了可同时用于不连续介质和连续介质力学分析的块体 夹层模型．该方法利用拉格朗日乘子法和罚函数法把单元间的连续条件作为约束条件引入泛函中，把不连续介质问题和连续介质问题统一处理，既能方便地求解连续介质力学问题，更重要的是能方便地处理不连续介质力学问题，如岩体结构．由块体 夹层模型可导出刚性有限元和弹性有限元（常应变元）的列式，而且块体的形状可以是任意多边形     

纳米尺度下切削过程的准连续介质力学模拟

采用准连续介质力学方法模拟了镍单晶体刀具在单晶铜工件上的切削过程,深入分析了切削过程中的能量演化?应力场变化和原子位移情况等因素.结合切削过程中位错滑移等塑性行为和原子径向分布理论,揭示了切屑产生的机理,证实了切削过程中已加工表面和体相晶体结构的非晶态变化是切屑产生的主要原因.通过对纳米切削过程不同阶段的模拟表明:刀具的耕犁作用下剪切带的形成和扩展是切屑形成的初始阶段;变质层的产生是纳米切削的中间阶段并构成了加工表面组织;储存在变形晶格中的变形能超过一定值时,晶格被打破,形成非晶态结构是切屑形成的最终阶段.     

连续介质力学中变形梯度张量客观性表述的分歧

张量的客观性是连续介质力学中一个重要的概念,但现有文献对张量客观性的定义不一致导致有关变形梯度张量客观性的表述存在分歧.本文主要基于张量的逆及功共轭角度分析了不同客观性定义的差别,旨在加深对张量客观性,特别是对变形梯度等两点张量客观性的认识.     

复合材料层合板低速冲击损伤分析的连续介质损伤力学模型

针对复合材料层合板低速冲击损伤问题,提出了一种各向异性材料连续介质损伤力学模型,模型涵盖损伤表征、损伤起始判定和损伤演化法则3 个方面. 通过材料断裂面坐标下的损伤状态变量矩阵完成损伤表征,并考虑断裂面角度的影响,建立了主轴坐标系下的材料损伤本构关系. 损伤起始由卜克(Puck) 失效准则预测,损伤演化由断裂面上的等效应变控制,服从基于材料应变能释放的线性软化行为. 模型区分了纤维损伤和基体损伤,并根据冲击载荷下层内产生多条基体裂纹继而扩展至界面形成层间裂纹(分层) 的试验观察,引入基体裂纹饱和密度参数表征层间分层. 以[0₃/45/-45]_S 和[45/0/-45/90]_4S 两种铺层的复合材料层合板为例,预测了不同冲击能量下复合材料层合板的低速冲击损伤响应参数,试验结果证明了连续介质损伤力学模型的有效性.模型在不同网格密度下的计算结果表明单元特征长度的引入可以在一定程度上降低损伤演化阶段对网格密度的依赖性.      

某类连续介质力学一些基本问题的一种实用统一理论

建议一个能模拟很广泛程度背景的某类连续介质力学的实用性的统一基本模型并由此得到部分的统一结果:驻值原理,互易定理,算子自伴性。     

Ляпунов关于运动稳定性的某些定理在连续介质力学中的推广

本文对稳定性理论向连续介质力学的推广作了尝试.第一节结合不可压缩流体在两平行平面间的层流运动稳定性问题,给出了某些定理的推广.第二节利用所建议的方法,考虑了矩形平板的稳定性,以作为一个应用的例子.     

非保守场守恒定理及某类连续介质力学的守恒律

本文通过微分变分原理导出非保守场守恒定理及给出某类连续介质力学的守恒定律。从某种角度看是对文献[1]的推广和补充,同时也对文献[1]的某些结果作了商榷。     

理论力学研究性教学新探索——变质量系统动力学与连续介质Reynolds输运定理

本文探讨理论力学中变质量系统动力学与连续介质Reynolds输运定理的联系。Reynolds输运定理是连续介质(例如流体)质量/动量/能量输运规律的共同基础,因而具有基本的理论重要性。本文通过详细对比分析说明：在理论力学中,基于一般质点系模型的变质量系统动力学与连续介质力学的输运规律,本质上具有相同的理论框架和分析工具。如果在任意质点系模型的基础上引入质点空间连续分布的假设,则可以将变质量离散体系的力学结论拓展至连续介质的基本输运规律(包括质量/动量/能量)。     

混凝土断裂过程的力学模型与数值模拟

混凝土是一种典型的非均匀准脆性材料,其断裂过程是非常复杂的.评述了混凝土断裂以及断裂过程研究的进展状况,主要总结了一些研究混凝土断裂的宏观力学方法和模型,介绍了从混凝土的细观层次出发模拟其断裂过程的数值模型.最后,简单介绍了作者用细观数值方法模拟混凝土宏观断裂过程的研究成果.      

岩体力学中流变与断裂的耦合作用

本文首先分析含Ｉ型裂纹岩石的流变断裂特性，提出了Ⅰ型裂纹流变断裂初度的三个阈值；然后应用断裂力学和粘塑性理论。得出了具有屈服、蠕变和Ⅱ型裂纹扩展等物理力学特性的岩体隧洞的衬砌与围岩应力的解析表达式。