Contact vibration analysis of the functionally graded material coated half-space under a rigid spherical punch

This paper studies the contact vibration problem of an elastic half-space coated with functionally graded materials (FGMs) subject to a rigid spherical punch. A static force superimposing a dynamic time-harmonic force acts on the rigid spherical punch. Firstly, we give the static contact problem of FGMs by a least-square fitting approach. Next, the dynamic contact pressure is solved by employing the perturbation method. Lastly, the dynamic contact stiffness with different dynamic contact displacement conditions is derived for the FGM coated half-space. The effects of the gradient index, coating thickness, internal friction, and punch radius on the dynamic contact stiffness factor are discussed in detail.     

磁电弹复合材料和刚性导电导磁圆柱压头的二维微动接触分析

论文求解平面应变状态下磁电弹复合材料半平面和刚性导电导磁圆柱压头的二维微动接触问题.假设压头具有良好的导电导磁性,且表面电势和磁势是常数.微动接触依赖载荷的加载历史,所以首先求解单独的法向加载问题,然后在法向加载问题的基础上求解循环变化的切向加载问题.整个接触区可以分为内部的中心粘着区和两个外部的滑移区,其中滑移区满足Coulomb摩擦法则.利用Fourier积分变换,磁电弹半平面的微动接触问题将简化为耦合的Cauchy奇异积分方程组,然后数值离散为线性代数方程组,利用迭代法求解未知的粘着/滑移区尺寸、电荷分布、磁感应强度、法向接触压力和切向接触力.数值算例给出了摩擦系数、总电荷和总磁感应强度对各加载阶段的表面接触应力、电位移和磁感应强度的影响.     

The size-dependent elastohydrodynamic lubrication contact of a coated half-plane with non-Newtonian fluid

Based on the couple-stress theory, the elastohydrodynamic lubrication(EHL)contact is analyzed with a consideration of the size effect. The lubricant between the contact surface of a homogeneous coated half-plane and a rigid punch is supposed to be the non-Newtonian fluid. The density and viscosity of the lubricant are dependent on fluid pressure. Distributions of film thickness, in-plane stress, and fluid pressure are calculated by solving the nonlinear fluid-solid coupled equations with an iterative method. The effects of the punch radius, size parameter, coating thickness, slide/roll ratio, entraining velocity, resultant normal load, and stiffness ratio on lubricant film thickness, in-plane stress, and fluid pressure are investigated. The results demonstrate that fluid pressure and film thickness are obviously dependent on the size parameter, stiffness ratio, and coating thickness.     

基于尺寸效应的FG-SMA微梁非线性自由振动特性研究

形状记忆合金具有相变温度低、输出应力高、能耗小、驱动电压低、可恢复应变大、生物相容性好等特性.随着形状记忆合金制备技术的进一步发展,有学者提出将功能梯度形状记忆合金材料用于微机电系统等智能微结构,将使其具有更优良的特性.因此开展机电多场耦合功能梯度形状记忆合金微结构的非线性自由振动特性研究具有重要研究价值.论文基于冯卡门几何非线性理论,综合考虑静电力和分子间作用力的影响,考虑尺寸效应,基于修正偶应力理论,建立两端固定的功能梯度形状记忆合金微梁模型,对功能梯度形状记忆合金微梁相变前后的机电耦合非线性自由振动问题进行深入研究,分析了尺寸效应参数、几何结构参数和相变参数等对功能梯度形状记忆合金微梁自由振动特性的影响.     

中国力学大会——2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会简介

值此钱学森诞辰100周年和明年即将在北京举办第23届“世界力学家大会”（ICTAM-2012）之际,由中国力学学会和哈尔滨工业大学主办,哈尔滨工业大学和中国力学学会办公室承办,中国科学院力学研究所、清华大学、北京大学等63家单位协办的“中国力学大会-2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会”于2011年8月22～24日在哈尔滨召开。大会主席由中国力学学会理事长胡海岩院士担任,学术委员会主席由北京大学佘振苏教授担任,副主席有洪友士、韩杰才、刘人怀、龙勉、卢天健、杨卫、张洪武、郑泉水和周哲玮。“中国力学大会”始于2005年,此后隔年召开,前三届名为“中国力学学会学术大会”。今年初,中国力学学会常务理事会决定,将这个系列会议更名为“中国力学大会”。      

高密度封装倒装焊的新简化模型及疲劳寿命分析

高密度封装结构中存在大量焊球,在进行有限元建模时,考虑到焊球数量多且尺寸小的特点,需简化焊球层模型．本文针对高密度封装结构中倒装焊及底填胶,提出了一种新的简化模型,采用非重点部位简化和材料均匀化相结合的方法,将内部焊球层和底填胶简化为均匀层,只保留外圈几层焊球．通过建立代表性体积单元,计算得到均匀化层的材料参数．讨论了外层焊球圈数对焊球层危险点应力的影响,发现保留外圈两层焊球就能得到非常精确的结果．利用新简化模型计算了高密度封装结构的疲劳寿命,所获得的结果与未均匀化模型结果误差在0.3%以内．