大地构造分析中的一些力学问题

综述了应用固体力学连续介质理论分析大地构造运动的问题,讨论了它们和通常力学问题的差别。主要的不同在于这里是反演问题:从地表的大地构造表现模拟出内部过程,从当前的资料追索它们的历史。依靠地球科学家所收集到的资料来引导这些反演。在数值模拟中建立适当的本构关系和破坏准则是头等重要的环节。最后提出固体力学中有关的研究课题。      

Solid mechanics of discrete form and the variational principles of the discontinuous form

This paper discusses the fundamental assumptions,the differen-tial equations,and the variational principles of discontinuousform belonging to a new developing branch of science-the solidmechanics of discrete form.The solid mechanics of discrete formbelongs to the branch of science of discrete medium mechanicswhich is the developing direction of the mechanics for the pre-sent.Based on the solid system with discretization and sepa-rability,the unknown functions with discontinuity in definedregions and the defined regions with variable boundaries,themechanics systems to solve the solid displacements,strains andstresses in various cases are called the solid mechanics of dis-crete form.when the unknown functions are sufficiently smooth func-tions in the whole defined region and the effects of the vari-able boundaries are disregarded,the solid mechanics of discreteform will degenerate into the classical solid mechanics belong-ing to continuum.mechanics:Its variational principles will de-generate into the clas     

缺陷连续统理论及其在本构方程研究中的应用 Ⅰ.一般概述,运动学和变形几何学

缺陷连续统理论即缺陷场论是当代固体力学的一个重要分支,其主要任务是对物质的弹性和非弹性性质的宏、微观研究之间架起一座桥梁。它也被认为是由固体力学、近代物理和数学之间交互作用而发展起来的一门交缘学科。本文分三部分较系统地介绍了它的主要发展和最近结果。第Ⅰ部分讨论具有位错和旋错连续统的运动学和变形几何学,包括Nye,Kondo,Bilby和Krner等人的早期结果以及我们利用4维物质流形上Cartan结构方程推导出的非线性动力学方程的最近结果。第Ⅱ部分详细介绍了缺陷连续统的规范场理论,主要强调对该连续统动力学方程的发展。第Ⅲ部分研究缺陷场论对构造弹塑性物质本构关系的应用。      

填埋气体迁移气-热-力耦合动力学模型的研究

基于连续介质力学—势弹性力学原理，运用多场耦合理论建立了填理场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型，并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析，探讨了耦侵动力场中气压、温度和应力变化对可压缩气体迁移的影响，得出了垃圾气体迁移过程中的孔隙压力分布规律。结果表明，三场耦合作用与非耦合作用相对差别较大，耦合效应不能忽略。这为定量化研究垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据。     

统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变（Ⅱ）

材料的损伤和破坏是固体力学中一个十分复杂的基本问题，近年来在这方面的研究从不同的角度取得一系列新的进展。本文较系统地介绍了统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变理论，这是把力学与统计物理学及非线性科学结合起来研究材料损伤和破坏问题的一种探索。     

统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变（Ⅱ）

材料的损伤和破坏是固体力学中一个十分复杂的基本问题，近年来在这方面的研究从不同的角度取得一系列新的进展。本文较系统地介绍了统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变理论，这是把力学与统计物理学及非线性科学结合起来研究材料损伤和破坏问题的一种探索。     

统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变

材料的损伤和破坏是固体力学中一个十分复杂的基本问题,近年来在这方面的研究从不同的角度取得一系列新的进展。本文较系统地介绍了统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变理论,这是把力学与统计物理学及非线性科学结合起来研究材料损伤和破坏问题的一种探索。      

统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变

材料的损伤和破坏是固体力学中一个十分复杂的基本问题，近年来在这方面的研究从不同的角度取得一系列新的进展。本文较系统地介绍了统计细观损伤力学和损伤演化诱致突变理论，这是把力学与统计物理学及非线性科学结合起来研究材料损伤和破坏问题的一种探索。     

双模态振幅调制原子力显微术对比度反转研究

双模态振幅调制原子力显微术广泛应用于微纳米力学成像,然而成像过程中可能存在的对比度反转问题会造成成像结果的难以理解和解释。将有限差分法和同相正交法相结合,采用数值方法研究了不同力常数探针、样品组分力学性能以及成像参数设置对双模态振幅调制原子力显微术二阶模态振幅和相位对比度反转的影响。研究结果显示,对于硬探针,不同粘度系数组分上二阶模态振幅和相位对比度随弹性模量增加无反转产生。探针在不同弹性模量组分上二阶模态振幅对比度随粘度系数增加会产生反转,而二阶模态相位对比度则无反转产生。对于软探针,组分弹性模量或粘度系数增加会造成相互作用区转变,使探针响应产生跳变。软探针在组分弹性模量较高时二阶模态相位对不同粘度系数的对比度以及在粘度系数较小时对不同弹性模量组分的对比度均较硬探针更低。两种探针在不同弹性模量组分上二阶模态振幅对比度随着二阶模态自由振幅的增加会发生反转,而不同粘度系数下的对比度则未出现反转。此外,二阶模态自由振幅越小,则二阶模态相位对不同弹性模量或粘度系数组分的对比度越高。二阶模态振幅或相位对比度在不同相互作用区可能会发生反转,成像时应使相互作用区处于排斥区,可提高对比度。     

从国家自然科学基金的申请与资助看固体力学的发展

固体力学是整个力学学科中研究规模最大的分支学科,一直得到国家自然科学基金长期稳定的支持。本文对2001-2009年度力学科学处面上项目、青年科学基金和地区科学基金项目的申请和资助情况进行介绍,重点分析了固体力学学科基金申请和资助状况,展示了我国固体力学学科的发展现状,提出了促进固体力学学科发展的建议和措施。     

叶轮机械非定常流动研究进展

本文就叶片排进出口流场畸变型动力响应、压缩系统气动稳定性、叶轮机械非定常气动问题的数值模拟以及失速颤振轴流压气机系列转子实验等４个方面问题,从非定常气动力学角度作一概述和展望      

波纹管式液固混合介质隔振器的动力学特性

波纹管式液固混合介质隔振器是一种主要用于低频重载动力机械隔振的新型隔振器, 主要由波纹管弹性单元体和多层波纹管容器组成. 首先建立了弹性单元体的弹性板壳模型, 在考虑波纹管结构几何非线性及内部气体耦合的前提下, 利用参数摄动法推导了单元体在外部油压和内部气压共同作用下的非线性轴向刚度. 在此基础上, 推导了隔振器的轴向刚度, 发现刚度具有分段线性-非线性的特点, 并且与弹性单元体和波纹管容器的各参数密切相关. 进而建立了等效的分段双线性隔振系统的动力学方程, 利用平均法与数值仿真分析了隔振系统的非线性频响特性, 结果表明系统具有软弹簧特性, 而主共振稳态幅值关于频率的分岔会导致幅值跳跃现象的出现.      

固体力学与材料科学交缘的几个新课题

固体力学与材料科学的交缘是当今力学学科发展的一种新趋势．先进材料的研制与发展,引发了固体力学家对丰富多采的材料的微结构变形与损伤过程进行定量力学描述的浓厚兴趣．本文综述了下列三个固体力学与材料科学交缘的新课题:①微电子材料与组件力学;②材料强韧化力学,③多相介质的界面力学．并对这一交缘学科的发展趋势进行了简要的评介与展望．      

心肌细胞大变形黏弹性模型及在实验中的应用

在衡量单个细胞力学行为的研究中,越来越多地采用结合实验的数值模拟方法. 在连续介质力学框架下,发展了一种新的心肌细胞本构模型,并与微管吮吸实验结合,探讨了心肌细胞的力学特性. 本构模型是对普遍使用的仅能用于小变形分析的标准线性固体模型的一种扩展,它将超弹性性能引入到黏弹性模型中,用以描述细胞的大变形黏弹性效应. 基于改进的本构模型,对心肌细胞微管吮吸实验过程进行了有限元模拟,并将计算结果与实验结果以及经典理论解进行了对比. 结果显示发展的本构模型适合细胞大变形问题的有限元数值模拟.      

Effective and efficient characterization of lubrication flow over soft coatings

This work models the fluid-structure interactions associated with separating a solid from a soft elastic film in a liquid environment. One side of the soft film is permanently attached to a rigid substrate. The ensuing liquid flow and elastic deformations are derived by considering a system of partial differential equations, that govern the mechanics of the separation process. A finite element based computational scheme is developed to solve the governing equations and predict the resultant forces acting on the solid. It is shown that the resulting forces are influenced by the elasticity of the film for an initial duration and by the viscosity of the liquid at larger times. The proposed model is utilized to shed insights into the mechanics of the separation process in constrained-surface stereolithography process.

     

弹塑性变形油藏中多相渗流的数值模拟

基于流固耦合力学理论,建立了弹性变形油藏中多相渗流的数学模型,该模型考虑了渗流与变形的耦合作用,以及注采交变载荷作下油藏多孔介质的弹性变形特征,给出了耦合数值模拟方法和算例。     

Thermodynamic approach to generalized continua

Governing equations of dissipative generalized solid mechanics are derived by thermodynamic methods in the Piola–Kirchhoff framework using the Liu procedure. The isotropic small-strain case is investigated in more detail. The connection to the Ginzburg–Landau type evolution, dual internal variables, and a thermodynamic generalization of the standard linear solid model of rheology is demonstrated. Specific examples are chosen to emphasize experimental confirmations and predictions beyond less general approaches.     

Theoretical and experimental study of the isothermal mechanical behaviour of alloys in the semi-solid state

An isothermal constitutive model for semi-solid alloys based on the concepts of mechanics of continuous media and the theory of mixtures is presented. The model is applicable to semi-solid states obtained either by solidification from liquid state or partial remelting from solid state in which each of the solid and the liquid phases is contiguous. During deformation their behaviours are coupled: the densification of the solid matrix considered as a porous viscoplastic medium saturated with a liquid drives the fluid flow behaviour, and the resulting pressure distribution in the liquid affects in turn the stresses and the densification of the solid. The identification procedure of the model uses two types of mechanical tests: uniaxial compression and drained die pressing (filtration) carried out with A356 alloy. The identification results are then validated using drained triaxial compression.     

织物力学研究的新进展

简要地回顾了织物力学的发展历史,重点介绍近10几年来,在服装CAD核心------"试衣系统"的技术需求的刺激下,在织物悬垂、屈曲方面研究的进展.特别是关于织物屈曲研究的开展,涉及到了织物本构理论这个织物力学中最基础的问题,织物细观本构理论的建立和对织物一系列屈曲现象的成功的解析分析是织物力学研究的最新进展,构成了近代织物力学的主要内容.最后,对今后织物力学研究的方向进行了展望.