全国塑性力学教师讨论班

为了进一步提高塑性力学教师水平,交流国内外关于本构关系方面研究的现状和发展动态以及塑性力学在各方面的应用,交流塑性力学教学经验,教育部委托北京大学力学系于1985年2月26日至3月7日举办了全国塑性力学教师讨论班。讨论班由北京大学王仁教授、中国科技大学朱兆祥教授、清华大学黄克智教授主持。参加讨论班的有来自全国各地高等学校及部份科研单位共35个单位的教师、研究人员和研究生共93人。其中教授 ...     

拓扑互锁结构冲击防护研究及优化设计

拓扑互锁结构是一种通过具有特殊形状的元素（块）彼此啮合拼接组成的整体结构,具有很好的增韧和抗冲击特性．目前对拓扑互锁结构的静荷载分析研究逐渐成熟,而对冲击条件下结构的强度、稳定性等性能分析以及对结构吸能性能的定量分析尚有发展空间;另外,对影响拓扑互锁结构力学性能的因素、结构设计优化等研究也有待完善．本文选择四面体元素拓扑互锁结构,通过ABAQUS有限元仿真软件对其进行冲击试验仿真,得出拓扑互锁结构在冲击作用下的变形机制,探索了元素互锁角度、元素间摩擦对冲击性能的影响;指出结构被冲穿的决定因素为冲击能量而非冲击速度;最后研究了局部榫卯对结构力学性能的影响．结果验证了拓扑互锁结构较好的缓冲吸能特性,同时表明拓扑互锁结构的力学性能是各个因素综合作用的结果,实际应用中可以根据使用场景和功能需求等对拓扑互锁元素进行调整优化．     

能量吸收研究60年——来自何处？走向何方？

本文论述能量吸收这个研究领域的诞生背景、简要历史和发展方向。第二次世界大战之后,以防护结构和运载工具的耐撞性为工程背景,加上塑性力学和结构冲击动力学学科发展的内生动力,结构和材料的能量吸收作为一个新兴研究领域在1960年代初萌生,到1970年代已经基本成形。在期刊和会议平台的支持下,这个新领域的研究在1980年代迎来了第一波热潮,聚焦于薄壁管件塑性大变形时的能量吸收机理。随着蜂窝、泡沫、格栅等多胞材料的兴起,研究和开发它们在能量吸收领域的应用,激发起2000年后的第二波热潮。其间不但揭示出了各种多胞材料的能量吸收机理,而且迅速地同电动车的电池组和新型防护结构等场景的应用结合起来。受生物启发的概念成为设计和开发新型超材料的灵感的源泉。增材制造、结构智能化,以及环保节能的概念,正在深度融入能量吸收系统的原理、设计和优化之中。

     

端头带有质量块的悬臂梁在冲击载荷下的剪切失效

以飞射物撞击构件引起破坏为工程背景,研究端头带有质量块的悬臂梁受到冲击载荷作用后发生剪切失效的可能性。分析表明:在初始速度间断面上是否发生失效取决于无量纲初始动能和质量块尺寸与梁厚之比,而与梁的长度无关;质量块的转动惯量对于剪切失效具有不可忽略的影响。     

结构刚塑性动力解的弹性补偿

近年来,我国学者以膜力因子法和饱和分析方法相结合为理论工具,对梁、板等结构件在脉冲载荷作用下的塑性大变形行为作了全面深入的研究,为脉冲加载下结构的最终挠度提供了优于历史上各种刚塑性近似解的最佳刚塑性预测公式。然而,由于实际工程应用中金属结构弹塑性动力响应的复杂性和数值模拟的局限性,与考虑材料弹性效应的结果相比,刚塑性解对脉冲加载下结构所预测的最终挠度的误差有多大,是一个亟待解决的关键问题。对这个问题的首阶段研究成果厘清了材料弹性对脉冲加载下结构塑性动态大变形的影响,定量评估了由最佳刚塑性理论解与弹塑性数值模拟得到的最终挠度预测结果之间的差异。在此基础上,提出了补偿弹性效应的策略和方法,即：在已有的最佳刚塑性解预测的挠度基础上添加一个补偿项,将补偿项表达为脉冲载荷强度的效应与结构自身刚度的效应分离的变量函数,并尽量减少待定系数/指数的数量,以求表达式的简洁;根据这些原则在金属结构的主要工程应用领域内选定结构刚度和外载参数的变化范围,对固支梁和固支方板的案例实施拟合与补偿,最后得到了对梁和板增添补偿项后的简单而实用的最终挠度预测公式,其相对误差在3%的范围之内,很适合工程设计应用。文末列表...     

maDR方法及其应用

本文以动力松弛法为基础,提出效率更高的求解非线性问题的修正的自适应动力松弛方法(modified adaptive Dynamic Relaxation method:简称:maDR方法)本文将该方法用于分析圆薄板的大挠度弹塑性弯曲以及塑性分叉问题,均取得了良好效果,本文的研究表明,maDR方法具有广阔的应用前景。     

结构塑性动力响应当前的研究进展和重点

本文从结构塑性动力响应的工程背景和研究特点出发,简要介绍了此学科当前的研究进展和重点。主要评述了国内外学者所关注的一些基本理论问题和研究方法。同时也提出了数值分析和近似方法中尚待解决的问题。     

Numerical analysis of theoretical model of the RF MEMS switches

An improved electromechanical model of the RF MEMS (radio frequency microelectromechanical systems) switches is introduced, in which the effects of intrinsic residual stress from fabrication processes, axial stress due to stretching of beam， and fringing field are taken into account. Four dimensionless numbers are derived from the governing equation of the developed model. A semianalytical method is developed to calculate the behavior of the RF MEMS switches. Subsequently the influence of the material and geometry parameters on the behavior of the structure is analyzed and compared, and the corresponding analysis with the dimensionless numbers is conducted too. The quantitative relationship between the presented parameters and the critical pull-in voltage is obtained, and the relative importance of those parameters is given.     

悬臂梁在倾斜载荷作用下的弹塑性大挠度分析

作为Plastica理论[12]的应用,本文分析了理想弹塑性矩形截面梁在自由端承受倾斜集中力作用时塑性区扩展阶段的大挠度变形.着重讨论了集中力的倾角对弯曲形状、载荷—挠度关系及塑性区长度的影响.结果用解析解和数值解同时给出.