微极连续统的耦合场理论的再研究(I)——微极热弹性理论

在传统的微极连续统理论框架下微极热弹性理论问题已被某些学者提出并做过讨论。这篇文章对现有的微极热弹性理论进行了再研究,找出了该理论局限于线性情形的原因。建立了微极热弹性理论的更为普遍的虚功原理和新的内力虚功表达式以及Hamilton原理。从这个新的Hamilton原理不仅可以得到运动方程、熵均衡方程、应力和偶应力以及热量边界条件,而且还可同时推导出位移和微转动以及温度边界条件。     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅴ)——极性热力连续统

在对传统的微极热弹性理论和热压电弹性理论已进行过再研究的基础上重建极性热力连续统的较为完整的基本均衡方程和边界条件.从较为完整的虚功率原理推导出微极热弹性理论的运动方程和局部能率均衡方程.从较为完整的Hamilton原理通过全变分自然地推导出运动方程,熵均衡方程以及所有边界条件.给出的新的动量均衡方程和局部能率均衡方程与现有理论的结果存在本质的差异.通过过渡和归结可从微极热弹性理论分别得到微态热弹性理论的和偶应力热弹性动力学的结果.最后,按照上述思路直接给出微极热压电弹性理论的结果.     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅰ)——微极连续统

在对现有微极连续统理论已进行过再研究的基础上重新建立较为完整的微极连续统理论的基本均衡定律和方程体系。在此重建的新体系中不但考虑了由于动量引起的附加动量矩、面力引起的附加面矩和体力引起的附加体矩,而且还考虑了微角速度引起的附加速度,从而可以建立起耦合型的动量、动量矩和能量的均衡定律。从这些新的基本均衡定律可以很自然地推导出相应的局部和非局部均衡方程。通过对比可以清楚地看到这些新结果较之现有的结果都完整。     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅱ)——微态连续统理论和偶应力理论

重建微态连续统理论和偶应力理论的动量和动量矩均衡定律以及能量守恒定律,并由这些定律自然地推导出相应的局部和非局部均衡方程。这些结果可由耦合型微极连续统理论过渡和归结而得到。把推导出的结果和传统的质量和微惯性守恒定律以及熵不等式结合在一起就构成微态连续统理论和偶应力理论的基本均衡定律和方程体系。还弄清了以前的各种连续统理论的不完整性层次。最后,给出了几种特殊情形。     

微极热弹性无限板的轴对称自由振动

研究了在应力自由和刚性固定边界条件下,无能量耗散的均匀、各向同性微极热弹性无限板的轴对称自由振动波的传播,导出了相应的对称和斜对称模态波传播的闭合式特征方程和不同区域的特征方程.对短波的情况,应力自由热绝缘和等温板中对称和斜对称模态波传播的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.根据导出的特征方程得到了热弹性、微极弹性和弹性板的结果.在对称和斜对称运动中计算了板的位移分量幅值、微转动幅值和温度分布,给出了对称和斜对称模式的频散曲线,并示出了位移分量和微转动幅值和温度分布的曲线.能够发现理论分析和数值结论是非常一致的.     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅸ)——热力学

对现有的微极连续统场论的基本定律进行了再研究,并指出了它们的不完整性．建立起新的微极连续统热静力学和热动力学的第一和第二基本定律．从这些定律可以很自然地和同时推导出热静力学的所有平衡方程和熵不等式以及热动力学的所有均衡方程和熵率不等式．随时对这里得到的新结果与现有微极连续力学专著和教科书中的相应结果进行了比较．着重指出的是,为什么从现有的微极连续统热动力学基本定律不能推导出局部能量均衡方程和局部熵不等式问题已经得到阐明．     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅺ)——兼容性问题

对现有连续统场论中存在若干有关兼容性问题进行了简略的评论．根据重建的极性的连续统基本定律阐述三类兼容性问题．第一类是讨论各基本定律间的兼容性问题．第二类是讨论微极连续统基本定律兼容一般连续统基本定律的问题．第三类是讨论微极连续统基本定律兼容刚体动力学基本方程的问题．推导出的结果有助于深刻理解各种连续统理论的基本定律体系的结构和它们之间的联系．明确地指出,在传统的连续统场论的基本均衡定律的框架下,相容性问题是不可能自然地得到解决．     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅳ)——表面守恒定律

从普遍均衡定律的平移和转动的不变性出发来重新建立较为完整的微极热力连续统的表面守恒定律,提出了广义的能量动量和能量动量矩张量.给出了Piola型、Cauchy型和Kirchhoff型微极热力连续统的表面守恒定律的具体形式.现有的结果都可以当做是特殊情形从该结果自然地推导出来,并可从归结过程中清楚地看出现有理论的不完整性程度.非局部微极热力连续统的表面守恒定律可通过局部化得到.     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅷ)——全功能原理

进一步阐明了现有极性连续统力学的能量守恒定律在理论上的不完整性．为能使之完整起见,提出了全功能原理及增率型全功能原理．通过对它们的全变分,即可分别得到虚位移-微转动和虚应力-偶应力原理及虚速度-角速度和虚应力率-偶应力率原理．从这些原理可以同时而且很自然推导出微极连续统力学的所有均衡方程和边界条件．所得到非传统结果与现有能量守恒定律问题存在的本质性差异作了说明．     

黏性流体与热弹性微极蜂窝结构介质界面上受倾斜荷载作用时的弹性动力分析

研究倾斜荷载作用在黏性流体与热弹性微极蜂窝结构固体界面上时,荷载倾斜角的影响.假设倾斜荷载是法向荷载和切向荷载的线性组合.为求解该问题,对时间变量进行Laplace变换,对空间变量进行Fourier变换.通过引入势函数,获得了变换域中应力、温度分布和压力的表达式.利用数值逆变换技术,求得问题的物理解.同时,得到了频域中的表达式,以及变量适当变化时稳态情况下的表达式.用图形显示不同荷载源和荷载倾角变化时的响应.并且讨论了一些特殊情况.     

热传导的微极固体和流体介质界面上波的传播

研究微极广义热弹性固体半空间和热传导微极流体半空间界面上波的传播.讨论微极广义热弹性固体半空间和热传导微极流体半空间之间平面界面上,斜向入射平面波的反射和透射现象.假设入射波穿过微极广义热弹性固体,射向平面界面后传播.得到了封闭形式的、不同反射和透射波的波幅比,它们是入射角、频率的函数,并为介质的弹性性质所影响.对一些特定的类型,显示出微极和热松弛对波幅比的影响.还从本文的研究中推演出一些早期工作的结果.     

非线性耦合热弹性动力学的非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想, 通过作者早已提出的一条简单而统一的新途径, 系统地建立了几何非线性耦合热弹性动力学的各类非传统Hamilton型变分原理. 这种新的非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征. 文中给出一个重要的积分关系式，可以认为，在力学上它是几何非线性耦合热动力学的广义虚功原理的表式. 从该式出发, 不仅能得到几何非线性耦合热动力学的虚功原理, 而且通过所给出的一系列广义Legendre变换, 还能系统地成对导出8类变量、6类变量、4类变量和2类变量非传统Hamilton型变分原理的互补泛函. 同时, 通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系.     

弹性和电-微拉伸广义热弹性固体中的平面波在不完全边界上的传播

讨论了平面波入射在弹性固体(介质(M))和电-微拉伸广义热弹性固体(介质M)的界面上时,波的反射和透射问题.介质M中存在5种反射波(纵向位移(LD)波、热(T)波、纵向微拉伸(LM)波和2种横向耦合位移和微转动波(CD(Ⅰ)和CD(Ⅱ)波));介质(M)中存在2种透射波(纵(P)波和横(SV)波).得到不完全边界上不同反射波和透射波的振幅比,并导出法向力刚度、切向力刚度和完全粘接时的振幅比.对LD波和CD(Ⅰ)波,图示出振幅比随不同入射角的变化.显示出反射波和透射波的振幅比受到介质的刚度、电场、拉伸和热特性的影响.推演出一些有价值的特例.     

考虑记忆效应及尺寸效应窄长薄板的磁-热弹性耦合动态响应

引入记忆依赖微分的双相滞后热弹性理论能较完善地描述非Fourier导热现象,然而迄今尚未发现该理论综合考虑微尺度效应和磁、热、弹等多场耦合效应对材料力学行为的影响.通过考虑记忆依赖效应和非局部效应修正了双相滞后广义热弹性理论,基于改进后的理论研究了受周期性变化热源作用时窄长薄板的磁-热弹性耦合问题.首先建立问题的控制方程;然后结合边界条件与初值条件,利用Laplace变换和反变换技术对该问题进行求解;最后分别考察了磁场、相位滞后、时间延迟因子、核函数、非局部效应、时间对各无量纲量的影响,为微尺度材料的动态响应提供了有力参考依据.     

关于非局部场论的几个新观点及其在断裂力学中的应用(Ⅱ)——重论非线性非局部热弹性本构方程

按照理性力学的本构公理系统严格推导了非线性非局部热弹性体的本构方程,修正、补充和完善了以前的工作,所得的结果表明,非局部热弹性体的本构响应是与其物质空间的曲率及其高阶梯度相关联的,且存在满足零平均条件的反对称应力;文中给出了反对称应力与局部化残余的表达式,导出了热传递方向与温度降方向一致的结论,简要论述了局部化残余以及非局部能量守恒定律的客观性。     

重建极性连续统理论的基本定律和原理(Ⅶ)——增率型

目的是建立微极连续统增率型的较为完整的运动方程,边界条件和能率方程.为此,先给出较为完整的变形梯度及其逆的定义.接着推导出各种应力率和偶应力率间的新关系式.最后,作为一种特殊情形得到连续统力学的耦合的增率型运动方程、边界条件和能率方程.     

反冲塞效应的热弹性理论分析（Ⅱ）——反鼓包运动

本文对我们新近发现的长脉冲激光束对金属薄片材料的一种新的破坏方式──“反冲塞”效成（ＲＰＥ）的反鼓包运动进行了热弹性理论分忻．在不考虑膜力和弯矩相互耦合的小变形热弹性板理论情形下，将挠度ω分解为准静态部分ωｓ和动态部分ωｄ，得到了挠度ω的精确解．同时还分析了等效热载荷以及对早期运动状态进行了无量纲分析．这些分析能较好地定性解释反冲塞效应的早期运动状态即反鼓包运动特征．     

非自治半线性热黏弹性问题的一致吸引子的维数(英文)

In this paper, we prove the existence of a uniform attractor for the process associated with a non-antonomous semilinear thermoelastic problem. And under the certain parameter, we obtain an upper bound for the Hausdorff dimension of the uniform attractor.     

关于非局部场论的几个新观点及其在断裂力学中的应用(Ⅲ)——重论线性非局部弹性理论

证明了在线性非局部弹性力学中能量平衡方程是动量平衡方程的首次积分,论证了在非局部场论中局部化体力残余恒为零。详细推导了线性非局部弹性理论的本构方程,得到了反对称应力存在的新结果。     

弹性圆板在一侧受均载而四周固定的条件下不用Kirchhoff-Love假设的一级近似理论(Ⅱ)

本文在前文[1]所得的微分方程和有关边界条件的基础上,求得了这些方程在有关边界条件下的解析解.当然,为了节省计算工作量,我们进一步简化了一级近似理论,使它在保持合理的基础上,更加简单化了.