Hamilton体系下弹性力学的两个守恒律

采用与前稍有不同的方法,将Ｈａｍｉｌｔｏｎ体系引入弹性力学中,并讨论了相应的Ｈａｍｉｌｔｏ函数的守恒性和动量守恒定律,从而丰富了弹性力学的Ｈａｍｉｌｔｏｎ求解体系。     

关于动量守恒律和动量矩守恒律 --理论力学札记之二

介绍质点系对任意动轴的动量守恒律和动量矩守恒律，并举例说明对完整和非完整系统的应用．     

热弹性通解完备性的一个新证明

关于线性各向同性热弹性问题,M.A.Biot提供了一个通解表达式,A.Verruijt证明了这个通解式的完备性。但是此证明十分冗长.本文提供一个完备性证明,这个证明比[2]的证明要简明得多.     

Hamilton系统的一类新型守恒律

研究Hamilton系统的Lie对称性与守恒律。根据微分方程在无限小群变换下的不变性理论，建立了Hamilton系统仅依赖于正则变量的无限小群变换的Lie对称变换，给出了Lie对称性的确定方程，并直接由系统的Lie对称性得到了系统的一类新型定恒律。文末，举例说明结果的应用。     

微孔压电弹性动力学的能量原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过作者早已提出一条简单而统一的新途径,系统地建立了微孔压电弹性动力学的能量原理,给出一个重要的以卷积表示的积分关系式,可以认为,在力学上它是广义虚功原理的表式,从该式出发,不仅能得到微孔压电弹性动力学的虚功原理和互等定理,而且通过作者所给出的一系列广义Legendre变换,能系统地导出成互补关系的11类变量、9类变量、6类变量和3类变量简化Gurtin型变分原理的泛函,同时,通过这条新途径,还能清楚地阐明这些原理之间的内在联系。     

关于经典约束力学系统的守恒律

概述寻求经典约束力学系统守恒律的3种方法：牛顿力学方法，分析力学方法，对称性方法以及相关的研究进展．     

双面理想完整约束系统的机械能守恒律

研究双面理想完整约束系统在约束不是定常且主动力不是有势时的机械能守恒律. 建立系统的能量变化方程,给出存在机械能守恒律的充分必要条件. 分析有机械能守恒律的12种情况. 最后给出说明性算例.     

一类可压缩超弹性柱体中微孔的径向增长

研究了一类可压缩超弹性材料组成的柱体在给定的径向拉伸作用下预存微孔的增长问题.利用能量变分原理将此类问题的数学模型归结为一个二阶非线性常微分方程的边值问题,并通过变数变换求得了方程的参数型解析解,得到了微孔的增长与给定的拉伸之间的精确关系.通过相应的数值算例,解释了材料参数和结构参数对微孔增长的影响,分析了柱体中应力的分布及径向位移的变化情况.     

求解双曲守恒律方程的熵相容格式

为了更好地求解流体动力学中的双曲守恒律方程,本文提出了一种熵相容格式.通过分析单元内跨越激波时熵的产生情况,得到熵产的显式表达式.在熵守恒通量中加入耗散项与熵增项获得熵相容格式的通量,并在此基础上加入限制器构造出高分辨率熵相容格式.在一维浅水波方程与一维相对论力学方程基础上对新格式进行检验,数值模拟结果表明:这种新的格...     

非线性双曲型守恒律的高精度MmB差分格式

构造了一维非线性双曲型守恒律方程的一个高精度、高分辨率的广义G odunov型差分格式。其构造思想是:首先将计算区间划分为若干个互不相交的小区间,再根据精度要求等分小区间,通过各细小区间上的单元平均状态变量,重构各等分小区间交界面上的状态变量,并加以校正;其次,利用近似R iem ann解算子求解细小区间交界面上的数值通量,并结合高阶R unge-K u tta TVD方法进行时间离散,得到了高精度的全离散方法。证明了该格式的Mm B特性。然后,将格式推广到一、二维双曲型守恒方程组情形。最后给出了一、二维Eu ler方程组的几个典型的数值算例,验证了格式的高效性。     

弹性常曲率扁壳通解的完备性和不唯一性

导出了弹性常曲率扁壳的一种新的通解，证明了它的完备性和不唯一性，著名的符拉索夫（Ｖｌａｓｏｖ）解是它的特殊情形之一．论证了符拉索夫解不适用于球形扁壳，并给出了球形扁壳的新的通解     

有孔隙的耦合热弹性体动力学的一些基本原理

根据对偶互补的基本思想，通过作者在文［１］中所提出的一条简单而统一的新途径，系统地建立了有孔隙的耦合热弹性体动力学的一些基本原理．文中首先给出一个重要的以卷积表示的积分关系式，可以认为，在力学上它是一个广义虚功原理的表式．然后从该式出发，不仅可以得到有孔隙的耦合热弹性体动力学的虚功原理和互等定理，而且能系统地导出成互补关系的１１类变量、９类交量、６类变量及３类变量简化Ｇｕｒｔｉｎ型变分原理．同时，通过这条新途径，还能清楚地阐明这些原理之间的内在联系．     

复合材料周期性线弹性微结构的拓扑优化设计

提出复合材料周期性线弹性微结构拓扑优化设计的模型.模型1设计具有极值弹性特性的复合材料,模型2设计多工况最刚微结构单胞.通过该模型和均匀化技术可以获得优化的微结构单胞,进而改善或者得到最优宏观特性的复合材料.为了便于制造和应用,用胞体材料而不是多相材料来得到复合材料的极值弹性特性和最大刚度.优化结果表明,该模型与数值方法相结合可以有效地实现微结构的拓扑优化设计.     

含柔性涂层的颗粒增强复合材料弹性模量估计

采用线弹簧型弱界面模型来模拟柔性涂层,研究柔性涂层对复合材料宏观弹性模量的影响.首先利用Mori-Tanaka方法和弱界面球形夹杂问题的弹性解,获得单夹杂内部的平均应力和平均应变,进而求得具有柔性涂层的复合材料的宏观弹性模量,并研究界面柔度对复合材料弹性模量的影响.     

一种计算复合材料等效弹性性能的有限元方法

在最小二乘意义下提出了一种计算复合材料等效弹性性能的有限元方法.这种方法由于考虑了等效弹性张量各分量之间的耦合关系,所求得的等效弹性常数比传统方法更可靠,可适用于求解含任意形状的夹杂和夹杂物问题.通过算例计算了在不同弹性模量对比度下两相复合材料的等效弹性性能,并与相关的理论及数值结果进行了比较,结果表明,利用该方法计算含夹杂复合材料等效弹性常数是可行的.     

NOETHER QUASI-SYMMETRY AND APPROXIMATE NOETHER CONSERVATION LAWS FOR WEAKLY NONLINEAR DYNAMICAL EQUATIONS 1)

自然界和工程技术领域存在大量的非线性问题,它们通常需要用非线性微分方程来描述. 守恒量在微分方程的求解、约化和定性分析方面发挥重要作用. 因此,研究非线性动力学方程的近似守恒量具有重要意义. 文章利用 Noether 对称性方法研究弱非线性动力学方程的近似守恒量. 首先,将弱非线性动力学方程化为一般完整系统的 Lagrange 方程,在 Lagrange 框架下建立 Noether 准对称性的定义和广义 Noether 等式,给出近似 Noether 守恒量. 其次,将弱非线性动力学方程化为相空间中一般完整系统的 Hamilton 方程,在 Hamilton 框架下建立 Noether 准对称性的定义和广义 Noether 等式,给出近似 Noether 守恒量. 再次,将弱非线性动力学方程化为广义 Birkhoff 方程,在 Birkhoff 框架下建立 Noether 准对称性的定义和广义 Noether 等式,给出近似 Noether 守恒量. 最后,以著名的 van der Pol 方程,Duffing 方程以及弱非线性耦合振子为例,分析三个不同框架下弱非线性系统的 Noether 准对称性与近似 Noether 守恒量的计算. 结果表明：同一弱非线性动力学方程可以化为不同的一般完整系统或不同的广义 Birkhoff 系统;Hamilton 框架下的结果是 Birkhoff 框架的特例,而 Lagrange 框架下的结果与 Hamilton 框架的等价. 利用 Noether 对称性方法寻找弱非线性动力学方程的近似守恒量不仅方便有效,而且具有较大的灵活性.     

一种新的橡胶材料弹性本构模型

橡胶类材料本构关系对于科学研究和工程应用具有重要意义,但已有的橡胶模型的拟合能力和可靠性需要进一步提高.为解决此问题,本文提出了一种新的橡胶材料的各向同性、不可压缩柯西弹性模型.研究了橡胶材料本构关系的模型形式,基于平面应力变形状态,提出了一种以较大的两个伸长率为自变量、适用于一般变形状态的橡胶材料弹性本构模型形式;研究了橡胶材料在侧面受约束条件下的变形规律,分析了橡胶材料本构关系需要满足的约束条件;在此基础上,结合一个可以通过实验确定的描述平面拉伸变形状态下的橡胶材料力学特性函数,提出一种将该函数拓展为平面应力状态一般模型的方法,并给出了一个具体的函数形式,形成了一个新的不可压缩、各向同性的橡胶材料弹性本构模型.使用5组包含3种类型实验的数据和一组较全面的双轴测试数据对该模型进行了参数拟合,结果表明:该模型具有很好的拟合精度和更高的可靠性,仅用一种类型实验数据,如单轴拉伸或者平面拉伸等,也能获得较好的拟合结果.      

非完整非保守系统的积分因子和守恒律

通过寻找积分因子来建立非完整非保守系统的守恒律，讨论了存在守恒定律的必要条件，并举例说明其应用。     

平面问题中弹性压电材料的本构关系及应用

本文在三维压电材料本构方程的基础上,推导出二维压电材料的机电耦合方程系统,并分析了受轴向力,弯矩作用时的位移和电势分布情况。