固体的统计细观力学—连接多个耦合的时空尺度

从固体力学所面临的新的挑战——多物理、多尺度耦合及其现状的描述开始,以层裂过程为例,说明了这些多尺度非平衡问题的基本困难在于,在固体中不同尺度上有不同的微结构层次及不同的演化物理和速率．接下来,概述了一些针对这一困难的独特的思路及其成果．第3部分强调了一些统计平均方法的范式,以及处理包含多个时间和空间尺度的问题的新思路,特别是非平衡损伤演化导致宏观失效的问题．在第4部分,简要评述了一些连接多个空间和时间尺度的细观力学框架,如位错理论,物理细观力学,Weibull理论,随机理论等,并且阐述了其中蕴含的跨尺度耦合的机理．然后,在第5部分,回到了描述损伤演化过程的框架,也就是统计细观损伤力学以及它的跨尺度封闭近似．基于这些跨尺度框架,在第6部分,对控制跨尺度耦合的可能机理进行了评述和比较．由于对失效时灾变的洞察与跨尺度强耦合紧密相关,一些非平衡和强相互作用的新概念在第7部分进行了讨论．最后, 以一个简短的总结和一些建议结束．

固体中微裂纹系统统计演化的基本描述

本文建议了一种在外界载荷作用下,在固体中产生的微损伤的统计演化的理论描述方法。特别是,作为一个例子,讨论了理想微裂纹系统,以便了解在微裂纹成核和扩展过程中,损伤演化的基本行为。本文也简单讨论了有关的平均损伤函数。

从“哥伦比亚”号悲剧看多尺度力学问题

航空航天安全蕴含着大量的涉及多个物理层次的多尺度力学问题.多尺度力学问题对现有的力学概念和理论是一个巨大的挑战.以铝合金层裂和岩石脆性破坏为典型案例,讨论了多尺度力学问题的特点、难点以及可能的处理方法,说明合理表征和处理多尺度问题的跨尺度耦合及跨尺度敏感性是解决多尺度问题的关键.

迎接新世纪挑战的力学──力学学科21世纪初发展战略的建议

着重对２１世纪力学将呈现的新特点，新世纪的到来向力学提出的挑战问题和力学研究基地建设等问题提出建议。

工程结构损伤的两个重要科学问题——分布式损伤和尺度效应

工程结构的失效起始于底层 ,即从材料中的孤立的空洞成核开始 ,形成微裂纹 ,发展为宏观裂纹 ,直至整个结构破坏 ,因此分布式损伤和尺度效应在工程结构损伤问题中显得十分重要 .本文简要介绍了一种处理分布式损伤 (微损伤 )的方法———“统计细观损伤力学” ,以及基于该方法讨论了分布式损伤的演化规律 .对于跨尺度失效问题的尺寸效应 ,通过分析应力波引起的损伤问题 (存在 2个反映尺度效应的Deborah数 ) 。

固体损伤的演化诱致灾变和预测

为了研究复杂固体材料的失效,采用非线性演化模型对其损伤行为进行研究。在描述断裂集束间相互关系的非局域平均场模型中,损伤演化至失效往往是由一些细微的干扰所致,而不能根据初始损伤分数和相应载荷确定,这就是所谓的演化诱致灾变(EIC)。宏观来讲,相空间中存在一个整体稳定模式和演化诱致灾变模式共存的过渡区域。并对样本个性行为进行了评述,即相同条件下各样本具有不同的演化模式,这是因为在细观和宏观表象之间存在跨尺度敏感性。因此,在相空间中的GS模和EIC模边界附近存在一个敏感区,损伤中一些非常细微的随机增量将能导致演化由GS模向EIC模的激变。这种不同于GS模中的应力涨落的突跳可以认为是演化诱发灾变的前兆。

航天器损伤评估和安全管理中的多尺度力学问题

文章指出航天器的安全性涉及到材料、元件、器件、子系统、系统和整机6个层次。虽然预测和防止失效的任务是在整机层次,但是损伤却是起源于材料的微损伤这一最底层。损伤从原子层次到整机层次的在多个尺度层次上的演化诱致了整体的破坏。由此引入多尺度力学,即研究各种不同长度尺度和时间尺度相互耦合现象的科学。文章试图将力学的宏观运动方程和微结构转变的动力学方程组成统一的方程组,从而得到宏观标量损伤D与微损伤数密度n的关系。文章还指出对于航天器的抗辐射加固问题,微损伤成核和发展的特征时间,与宏观特征空间尺度,以及外加载荷的特征时间之间的耦合关系,即德博拉(Deborah)数,是判断这类损伤演化诱致失效问题的一个关键。

迅速发展的非线性连续介质力学研究

迅速发展的非线性连续介质力学研究白以龙中国科学院力学研究所，北京１０００８０关键词非线性连续介质力学；牛顿力学；混沌；复杂性２０世纪中、后期以来，自然科学观正在经历一个重大的转变，即从确定论，还原论的看法又向前跃进了一步，如周光召在１９９５年全国科学...

国际理论和应用力学联合会全代会(IUTAM General Assembly)会议简介

1国际理论和应用力学联合会全代会的介绍 国际理论和应用力学联合会(IUTAM)全代会(Gen-eral Assembly)是全世界力学界的最高组织IUTAM的最高权力机构.全代会按照IUTAM诸参加国的等级(分5等)来划分代表名额.只有美国、日本等国由于交纳最高等级的会费而拥有5个代表名额,而我国在代表大会中有4位代表(郑哲敏,何友声,白以龙和杨卫).此外。

《力学进展》四十年

《力学进展》自1971年9月创刊以来至今已经历40年． 在20世纪十年文革动乱期间，虽然条件困难，但一些有识之士凭着他们对社会发展的深刻洞察和对国家和民族的强烈的社会责任感，依然为中国科学的未来发展进行了认真的谋划和准备．当时在中国科学院力学研究所情报室的董务民等人，决心要干点实事来迎接未来力学的发展，于是他们于1971年9月在力学所创办了内部刊物《科技情报》（后于1972年下半年改名为《力学情报》），向我国力学界介绍国内外力学发展的状况．

非线性力学及其应用

1939年底,冯·卡门在美国科学促进协会(American Association for the Advancement of Science)和美国数学学会(American Mathematical Society)做了题为“工程师与非线性问题拼搏”的讲演(The Engineer Grapples with Nonlinear Problems)。该文于次年发表于美国数学学会会报上。文中,他写道:“在许多情况下,工程师靠简化假设。

高瞻远瞩引领力学发展--纪念王仁先生诞辰百年

很高兴参加王仁先生百年诞辰纪念会,和大家共同缅怀王仁先生。我讲两点。第一点是根据我个人的研究经历。1960年我还在大学里念书,要学的课程是材料动态力学性质,那个时候,唯一可以找到的一本参考书就是王仁先生组织北大的几位老师翻译的,考尔斯基刚刚出版的《固体中的应力波》,而且这本书也是国际上这个专业当时新出的为数不多的书,我们那个时候就是靠这本书进入到固体动力学这样一个全新领域的,可见王仁先生的眼光和前瞻性有多高。

21世纪初的力学发展趋势

回顾力学发展史，阐明在科技发展过程中力学对于认识自然规律和解决工程技术问题中的地位和作用；提出在固体力学、流体力学、一般力学以及有关力学的若干交叉学科领域中的一些重要研究课题；展望２１世纪（特别是２１世纪前期）的力学发展趋势。

MEMS材料力学性能的测试技术

微电子机械系统（MEMS）技术的迅速崛起,推动了所用材料微尺度力学性能测试技术的发展.首先按作用方式将实验分成压痕/划痕、弯曲、拉伸、扭转四大类,系统介绍检测MEMS材料微尺度力学性能的微型试样、测试方法及其实验结果.测试材料主要有硅、氧化硅、氮化硅和一些金属.实验结果主要包括基本的力学性能参数如弹性模量、残余应力、屈服强度、断裂强度和疲劳强度等.最后,简要分析了未来的发展需求.

Monel合金高速塑性剪切变形与动态再结晶

采用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ杆加载技术和帽状试样，研究Ｍｏｎｅｌ合金在εｓ≈４．３×１０５ｓ－１的高应变速率条件下的应力－应变关系及塑性变形行为．实验及计算结果表明，塑性区（简称剪切带）内温度随剪切应变增加呈线性升高．透射电镜证实剪切带组织发生了动态再结晶，再结晶晶粒约为１７０ｎｍ．分析了剪切带中组织结构的演变过程。

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。

钢中剪切变形局部化的形成与发展

对低碳２０号钢经正火，淬火和回火处理后在高速扭转过程中变形局部化的发生，发展演化过程以及最后形成的剪切带的微结构特征进行了观察。结果表明，变形局部化敏感于材料的强度，强度越高，越容易出现变形局部化。局部化的产生与发展涉及到一系列相继发生的晶体学和非晶体学的变形现象：析出相－基体间界面发射位错形成六角网络，位错胞形成并沿剪切带方向拉长；由于高速率大应变导致剪切带内局部区域产生亚结构；微裂纹的长大与聚合最终导致沿剪切带方向的断裂。

钛合金(Ti—17)的动态力学性能和损伤特性

利用分离式Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆冲击加载装置，采用圆柱和锥台两种试样，在高应变速率加载条件下研究Ｔｉ－１７合金的应力应变响应和动态损伤特征实验结果表明，动态屈服应力和断裂应力比静态相应值高宏观损伤对应变速率敏感，而对应力不敏感，出现宏观损伤的临界应变速率．试样微观解剖显示绝热剪切带是材料宏观损伤的先兆，试样主要沿剪切带发生破坏、在垂直加载轴的横截面上，绝热剪切带呈圆弧形，平行加载轴剖面上绝热剪切带沿最大剪切应力方向．