非圆Tokamak载流线圈的磁弹性分析

基于曲梁理论和Ｂｉｏｔ－Ｓａｖａｒｔ定律描述超导载流线圈全部形变的理论模型，采用边值问题的齐次微分方程封闭形式解析通解和非齐次微分方程数值特解相叠加的半解析半数值方法，对非圆Ｄ型Ｔｏｋａｍａｋ载流线圈弯曲，失稳的磁弹性相互作用进行了研究；并且就线圈初始扰动位移对失稳临界电流的影响也进行了定量分析．数值模拟结果表明：线圈失稳的临界电流随线圈曲率半径的增大而增大，随线圈非完全对称排列这一初始缺陷的增大而减小．

铁磁形状记忆合金Ni2MnGa多晶的磁-力学特性

对外加磁场、应力场共同作用下的铁磁形状记忆合金多晶的磁-力学特性进行了实验测试与研究,分别获得了两种组分Ni_(52)Mn_(27)Ga_(21)和Ni_(54)Mn_(25)Ga_(21)多晶样品在不同磁场倾角下、不同预加应力下的磁化曲线和磁滞回线;以及不同外加磁场及磁场倾角下的应力-应变曲线和磁致应变曲线等磁-力学特性曲线。结果表明铁磁形状记忆合金多晶沿样品轴向所测的饱和磁化强度随磁场倾角的增大而减小,施加预应力并不显著影响样品的磁化曲线和磁滞回线;各种角度时不同磁场对两种多晶样品的应力-应变关系影响均很小。

铁磁梁式板磁弹性初始后屈曲及缺陷敏感性分析

从铁磁板的磁弹性广义变分原理出发,通过对铁磁板内外的磁场和板变形场的摄动技术以及采用经典 Koiter理论,对横向磁场中铁磁恳臂、简支、固支梁式薄板磁弹性稳定性的初始后屈曲行为及缺陷敏感性进行了定性研究．解析地给出了悬臂板对初始缺陷敏感,简支和固支板对初始缺陷不敏感等结果,对悬臂梁式板理论预测的临界磁场值往往大于实验观测结果的现象从定性上给予了合理解释．

弹性力学问题复变函数解法的应用与发展

对利用复变函数法求解弹性力学问题在过去100年中的发展进行了简要综述,介绍了自1909年Kolosov提出复应力函数法以来的弹性力学复变函数解法相关的几本具有影响的经典专著或教科书、复变函数方法在弹性问题壳体和空间问题的拓展,以及近些年来在解决更多力学问题上的新发展和新应用等.

铁磁梁式板磁热弹性屈曲分析

利用铁磁介质体的磁热弹性广义变分原理和模型,以及磁弹性线性化方法和摄动技术,对铁磁 梁式薄板在磁场、温度场共同作用下的多场耦合的力学行为进行了研究,解析地分析了铁磁梁式板的 磁热弹性屈曲失稳,并给出了铁磁梁式板随外加磁场、温度场变化下的多场耦合稳定性特征.

斜磁场中矩形铁磁薄板的几何非线性磁弹性行为分析

基于复杂磁场中铁磁介质磁弹性广义变分原理,给出了包含磁场、铁磁薄板几何非线性的一组基本方程,并对斜磁场中铁磁薄板的磁弹性弯曲问题进行了分析.根据铁磁板内磁场分布特点定性分析了铁磁薄板所受磁力的特征,建立了考虑铁磁板磁场端部效应以及耦合非线性、几何非线性的磁弹性有限元模型,数值模拟了铁磁薄板的磁弹性耦合弯曲特性并给出铁磁悬臂、简支薄板随磁场倾角变化的磁弹性弯曲变形特征等,数值结果与定性分析结果吻合良好.

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型.分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力.采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析.结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大.理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象.

计算力学课程体系建设与思考——基于调查问卷分析

通过对部分力学专业本科生和研究生的问卷调查,了解学生对计算力学相关方法与知识的掌握与使用情况,并结合对学生相关调查现状分析的基础上,探讨了计算力学课程的内容与模式.结合计算力学系列课程的开设与实践,阐述了计算力学课程体系建设与改革的一些思想和做法.

悬臂铁磁板磁弹性耦合作用的力学分析

对有限板宽的悬臂铁磁板在外磁场中的磁弹性相互耦合作用的力学行为，建立了描述板弯曲和稳定性的理论模型及有限元定量分析程序。

基于均匀化理论分析磁流变弹性体(MR)磁致剪切模量

本文考虑了磁流变弹性体(MR弹性体)内颗粒与基体间磁场的相互影响,基于均匀化理论计算磁流变弹性体的磁致剪切模量,并与已有磁偶极子理论的解进行对比分析。结果表明,铁磁颗粒磁导率的变化对磁致剪切模量的影响不大;当颗粒体积分数为30%时,基于均匀化理论获得的磁致剪切模量呈现最大值,其整体变化规律与实验数据基本吻合,可预测磁致剪切模量最大时的颗粒体积分数;而基于磁偶极子理论的计算结果与实验数据有一定差距。

矩形铁磁板的磁弹性弯曲与稳定性

本文对于在外加磁场中的矩形软铁磁弹性板的磁弹性弯曲现象进行了定量模拟；建立了能反映磁弹性相互耦合作用的数值计算程序；揭示了铁磁板弯曲变形与磁（场）力的非线性特征关系，并据此讨论了磁弹性失稳临界磁场随倾斜角变化的规律·

基于均匀化方法的磁流变弹性体磁致剪切行为

基于均匀化方法,分析磁流变弹性体颗粒间磁场的相互作用和基体磁场对颗粒的影响,进而研究磁流变弹性体的磁致剪切行为及磁致剪切模量.结果表明,颗粒磁导率的变化对磁流变弹性体磁致剪切行为与磁致剪切模量的影响不大;当颗粒体积分数为30%时,磁致剪切模量取得最大值,其整体变化规律与实验数据基本吻合,可预测磁流变弹性体磁致剪切行为的最佳颗粒体积分数.

兰州大学力学专业发展的历史沿革

兰州大学力学专业是在原兰州大学数力系力学教研室基础上组建的,经过半个世纪的发展,已从原来单一的固体力学硕士点、博士点发展到今天的力学一级硕士点和固体力学与工程力学两个二级博士点及拥有力学一级博士后科研流动站等较为齐全的力学学科格局;以及拥有西部灾害与环境力学教育部重点实验室科研平台和理论与应用力学甘肃省科学研究与人才培养基地等.科学研究已从20世纪50～80年代的板壳非线性力学领域研究发展到今天的电磁固体力学、智能结构与动力控制、多场耦合与风沙环境力学等多学科交叉的特色研究领域与研究方向.

羰基铁粉/硅橡胶磁性复合软材料的制备及力学性能研究

在无外磁场条件下以硅橡胶为基体,夹杂不同体积分数的微米级磁性羰基铁粉颗粒,经过室温硫化等过程,制备了羰基铁粉/硅橡胶磁性复合薄片材料,并对其在无外磁场以及磁场加载下开展了拉伸力学性能的测试与分析。结果表明,外加磁场增强了该类磁性复合软材料的力学性能;其拉伸强度、拉伸模量随夹杂体积分数的增大显著增强,断裂伸长率随羰基铁粉颗粒夹杂体积分数的增加出现先增大后减小的特征与趋势。通过对无外场与磁场下磁性颗粒复合软材料的实验测试与对比分析发现,羰基铁粉/硅橡胶磁性复合软材料的力学行为仍表现为与单一高分子聚合物基体材料类似的超弹性行为,含有较少参数的修正Mooney-Rivlin超弹性模型能够较好地描述其应力-应变关系,为该类磁性智能复合软材料的工程应用、力学性能与行为表征研究提供了可能的便捷分析途径与方法。

具有核壳结构球形微粒的电磁波散射与吸收

基于核壳双层结构球形微粒的电磁波散射与吸收理论,对空心核壳、实心核壳的电磁波散射、吸收特性进行分析,讨论了电磁波波长与微粒粒径不同比例下的核壳结构几何参数、物理参数对入射电磁波散射和吸收的影响．

磁流变弹性体中铁磁颗粒尺寸大小随机分布下的磁致剪切模量的分析

考虑到磁流变弹性体内铁磁颗粒尺寸大小存在随机分布的现象,对磁流变弹性体的偶极子进行了修正,分析了不同尺寸铁磁颗粒混合的磁流变弹性体磁致剪切模量。该铁磁颗粒尺寸大小随机分布的修正模型不仅能够在单一粒径时退化为传统的偶极子模型,还可以对用不同尺寸的铁磁颗粒混合制备的磁流变弹性体磁致剪切模量的不均性予以预测,并对磁致剪切模量随夹杂铁磁颗粒的体积分数呈非线性变化予以了预测,相关结果与实验吻合较好。

旋转薄圆盘的行波动力学特性分析

旋转圆盘是广泛应用于旋转机械装置中的基本结构元件,圆盘在高速旋转状态下会表现出与低速或非旋转状态下迥异的力学性能。本文对高速旋转薄圆盘横向振动的行波动力学特性进行了分析,建立了考虑离心力引起的薄膜内力影响下的动力学控制方程以及相应的边界条件。采用伽辽金法数值模拟了旋转圆盘前、后行波振动频率和动力屈曲失稳临界转速随着圆盘几何参数如半径比、厚度的变化规律,以及材料参数对于振动频率和临界转速的影响等。本文的数值计算可以同时给出圆盘旋转的前、后行波频率,并且结果与实验结果吻合良好。

具有倾斜链结构的磁流变弹性体的磁致剪切模量模型与分析

针对斜磁场环境中固化形成的一类磁性颗粒夹杂磁流变复合弹性体,建立了一种分析其磁致剪切模量的倾斜链分布模型。首先,根据颗粒在材料内部的空间分布形式与颗粒间磁相互作用能,得到材料内部的磁能密度,继而分析出材料在准静态剪切时链倾斜角度对磁致力学行为的影响。该考虑磁性颗粒链几何分布特征的模型不仅能够退化为已有单链模型与平面模型,还可以对链具有任意倾斜角分布的三维情形予以预测与分析。通过对三维情形下具有倾斜分布磁流变弹性体的仿真分析表明,随着磁性颗粒链倾斜角度在0°~90°间增加,名义磁致模量呈现先减小后增大的趋势。此外,在外加磁场与磁性颗粒链形成特定夹角时,磁流变复合弹性体将表现出负磁致模量的特征与现象。

旋转层合圆板的行波动力学特性分析

基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理,建立了旋转层合圆板动力学运动方程和相应的边界条件。运用伽辽金法对旋转层合圆板横向振动的行波动力学特性进行了模拟,给出了其前行波、后行波振动频率随层合圆板铺层几何特征、材料参数、旋转速度等的变化规律,并对旋转层合圆板几何和材料参数对其动力失稳临界转速的影响进行了讨论。

核壳椭球微粒的吸波特性分析

基于离散偶极子近似方法，分析了核壳椭球微粒的电磁波吸收特性，给出了在电磁波波长与微粒粒径不同比例情形下，核壳椭球结构微粒的外壳厚度的变化对电磁波散射和吸收特性的影响，并讨论了椭球微粒形状变化（趋于针形）对吸波效果的影响。