Lode角对应力张量的导数的基本性质

为计及岩土类材料塑性力学行为的中主应力影响或应力路径相关性,通常将应力张量Lode角/Lode数引入屈服函数与塑性势函数。由此在计算塑性应变增量时必然涉及Lode角/Lode数对应力的导数张量（记为 ）。然而,应力张量主值有重根时 的计算存在困难。本文给出了 的主值计算方法及谱分解表达式并详细讨论了张量 的基本性质。     

自引力旋转球壳的弹性力学解

考虑旋转对自引力球壳的影响,借助MATHEMATICA符号计算软件求解了Navier方程,得到了自引力旋转球壳的弹性力学解析解,给出了应变和应力张量的解析表达式,并分析了应变和应力张量的性质,得到了在球壳或球体内主应力最大的位置,即在极角θ≈49°和θ≈131°处,或在纬度41°S和41°N处。     

基于微面有效应力矢量的各向异性屈服准则

基于微面模型,定义损伤变量为微面上有效承载面积的减少. 将Kachanov的一维有效 应力概念推广到三维,提出微面有效应力矢量的概念. 根据微面的有效应力矢量,将无损材 料的宏观应力张量及不变量与微面应力矢量的积分关系拓展到有损材料,得到了有损材料的 宏观有效应力张量及其不变量与宏观名义应力张量、微面面积损伤组构张量之间的关系. 将 无损材料的以应力张量不变量表示的Drucker-Prager准则推广到有损材料,建立了含缺陷 材料的各向异性屈服准则. 对有损材料,宏观有效应力张量与Murakami的有效应力张量具 有相同的形式,各向异性强度准则与Liu等提出的扩展Hill准则有相同的形式,当不考虑 静水应力对屈服的影响时,它与Hill准则具有相同的形式.     

自旋张量的绝对表示及其在有限变形理论中的应用

基于对一类线性张量方程的一般解法,导出了任一对称张量所对应的自旋张量的绝对表示。该结果可以很自然地用于研究左和右伸长张量的自旋并研讨在连续介质力学中常见到的各种转动率张量间的关系。一个重要的公式,即Hill意义下广义应变的共轭应力和Cauchy应力之间的关系,从功共轭原理建立了起来。尤其是详细讨论了对数应变的时间变率及相应的共轭应力。无疑,上述结果对有限变形条件下本构理论的研究是颇为重要的。     

基于绝对节点坐标的多柔体系统动力学高效计算方法

绝对节点坐标法已经被广泛应用于柔性多体系统的动力学研究之中, 但是其计算效率问题尚未得到很好的解决. 基于绝对节点坐标方法计算弹性力及其对广义坐标的偏导数矩阵(Jacobi矩阵), 通常是基于第二类Piola-Kirchhoff应力张量来完成, 计算效率不高.根据虚功原理并采用第一类Piola-Kirchhoff应力张量的方法直接推导得到了弹性力及其Jacobi矩阵的解析表达式. 基于不同方法所得的数值算例结果对比研究表明, 该方法可使计算效率大大提高.      

不同应力分量下广义开尔文模型粘性系数探讨

对不同应力分量下的广义开尔文模型应力应变关系进行了研究,推导了在不同应力分量下的广义开尔文模型的粘性应变增量计算式;通过对这些粘性应变增量计算式的比较分析,得到结论:对于线性粘弹性模型,当应力张量引起粘性变形的规律与应力偏量和球应力分别引起粘性变形的规律相同时,它们的系数满足关系式Ek/ηk=Gsk/ηsk=Kmk/ηmk;否则,这个关系式不成立.现有文献采用应力张量表示的粘性变形有限元计算式隐含假定了球应力与应力偏量产生的粘性变形规律相同.对于复杂的工程材料而言,这种假定并不总是合适的.这在工程问题粘性分析时值得注意.     

正装结构非线性应力应变累加规律研究

基于有限位移理论的正装结构非线性分析理论对解决超大跨度、柔性结构的非线性计算有重大意义.文中探讨了正装结构非线性的分析特点,研究了其应变场与应力场的Kirchhoff应力张量与Lagrange应变张量的适用性,提出了正装结构非线性分析中应力场与应交场的累加规律,导出了拖动坐标法的虚功增量方程,以此对杆系结构非线性分析常用的CR法和UL列式进行了精度比较分析.文中研究成果可为正装结构的非线性分析提供理论指导.     

变形梯度张量极分解中转动张量的直接表示及其应用

本文通过变分途径建立了变形梯度张量的极分解和加法分解之间的联系.采用工程界通常采用的变形梯度张量的加法分解形式,得到了三维空间中极分解的转动张量和伸长张量的直接表示,即实现了转动和变形的分离.由这些直接表示,可以得到各种有用的近似表示.     

极分解的一类近似计算与比较

基于级数展开给出了极分解中右伸长张量 的级数表示,通过对级数的项的选取得到右伸长张量的不同近似表达式。针对不同级数展开表示,得到表达式最小误差的级数展开形式。进而结合一些简单实例,验证误差了近似公式的有效性。最后与黄模佳等关于计算右伸长张量 和转动张量 的近似表达式进行了比较,本文的级数展开方式得到的右伸长张量 和转动张量 的近似表达式不但简洁,而且计算精度更高、适用范围更广。     

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．     

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．     

立方晶粒任意集合下的格林函数和有效弹性刚度张量

为了推导多晶体材料的有效弹性刚度张量,给出立方晶粒任意集合的格林函数封闭但近似的表达式,该格林函数表达式包含三个单晶弹性常数和多晶体材料五个织构系数,它考虑取向分布函数的影响直至织构系数的线性项,它适用于弱织构多晶体材料或具有弱各向异性晶粒的多晶体材料(如金属铝),它与Nishioka格林函数近似式的比较通过三个算例给出;Synge的格林函数积分式则直接通过数值计算完成,它可作为问题的精确解供参考．该文还简单介绍了多晶体材料有效弹性刚度张量的推导过程,并把所得结果和有限元计算结果进行比较。     

伸缩张量率的抽象表示

本文用“主轴内蕴法”给出右-左伸缩张量 U 和 V 的时间导数 U 和 V 的抽象表示。文中引进所谓“分离技巧”,使能有效地应用张量函数的标准表示。V 的表达式是新的。还给出U 和 V 的两个新关系式。     

四元数乘法的结构张量与四元数矩阵的张量表示

阐述了四元数的张量概念，并利用四元数乘法的结构张量建立了各种四元数分量矩阵与四元数张量的关系。从而使四元数运算归结为一般的张量运算．     

横观各向同性砂土的破坏准则

对砂土类材料,各向异性状态参数定义为材料微观结构张量与标准化偏应力张量之间的联合不变量。通过在Lade破坏准则内耦合各向异性状态参数,建立了横观各向同性砂土类材料的破坏准则,并分别结合中密和密实的Santa Monica河滩砂的扭剪和真三轴实验资料进行了验证工作。研究结果表明：局部剪切带、加荷方向与材料主轴方向间的相对方位是影响砂土内摩擦角的主要因素;与扭剪实验和真三轴实验进行验证时均发现,当中主应力比 b 在0.18~0.85范围内时,由于砂样易出现局部的剪切带,这使砂样在达到其真正的峰值强度前破坏,从而使预测出的砂土内摩擦角均大于其实测值;但当0.18b≤和0.85b≥时,砂样始终呈现无剪切带的均匀变形破坏,因此预测出的砂土内摩擦角基本等于其实测值。这些研究结果说明了该横观各向同性砂土的破坏准则是合理的。     

关于几种新的极分解计算方法

对变形梯度极分解的计算方法进行了分析,给出极分解计算的四种新方法：（１）增量叠加法;（２）基于伸长张量不变量（近似）计算法;（３）确定主转动轴计算法;（４）坐标变换法．增量叠加极分解计算方法将为建立以伸长张量为应变度量的大变形大转动有限元分析方法提供基础．本文还给出了伸长张量物质时间导数的简洁表达式     

剪切湍流的涡黏张量模式

对剪切湍流提出了涡黏系数为四阶张量的涡黏张量模式。引入近代数学中Ｍｏｏｒｅ－Ｐｅｎｒｏｓｅ广义逆矩阵的研究结果，给出了构造涡黏张量各分量的计算公式。用平面后台阶流动验算了剪切湍流的涡黏张量模式，比ＲＳＭ和ｋ－ε模式更接近实验结果。提出了剪切湍流涡黏张量模式的应用设想。     

基于正则结构的各向异性损伤演化律

在Rice的正则结构框架下，推导出基于共轭力的各向异性损伤演化律。其中损伤变量采用二阶裂隙张量，它是固体内微裂纹的一个宏观测度。推导过程不涉及自由能的具体形式，主要结果包括损伤势函数及演化方程的解析表达式。在唯象的损伤力学模型里，损伤演化方程经常以唯象方程的形式出现。研究了唯象方程成立的条件及损伤特征张量的解析表达式。引入了广义裂隙张量及脆性指数的概念，并介绍了它们的作用和意义。     

角速度张量及其应用

本文用旋转张量表示绕定点转动的刚体的角速度。给出计算刚体绕体轴系列、固定轴系列或体轴与固定轴交叉出现的一系列转动时其合成运动的角速度的统一公式。     

基于Oda裂隙结构张量的流纹岩各向异性试验研究

岩石内天然存在长度、倾角和形态不同的裂隙,造成岩石的各向异性特征。为揭示岩石内天然随机裂隙发育特征对岩石物理力学特性的影响规律,以泥巴山隧址区采集裂隙性流纹岩为研究对象,首先对试样裂隙进行素描统计分析;然后基于Oda裂隙结构张量,获得天然随机分布裂隙的几何统计参数;最后对裂隙性流纹岩试样分别进行单轴和常规三轴压缩试验,得到不同应力路径下流纹岩的应力-应变曲线及物理力学参数。分析Oda裂隙结构张量定义的各向异性参数与试验获得的力学参数之间的规律,研究结果表明:(1)Oda裂隙结构张量适用于天然随机分布裂隙的几何统计分析,各向异性参数A(F)越大,裂隙优势方向越明显;(2)单轴压缩下,随着各向异性参数I1和A(F)的增大,流纹岩各向异性程度增大,弹性模量减小,泊松比增大;(3)常规三轴压缩下,流纹岩弹性模量和泊松比随各向异性参数改变的规律较不明显,Oda裂隙结构张量不再适用。