无穷远受载的各向同性基体中球向均匀各向异性夹杂的特殊性质(英文)

研究了无穷大各向同性基体中完善粘结的球向各向异性球夹杂,发现当基体在无穷远受均匀荷载时,球夹杂同样具有类似的显著性质。结果表明,当0<κ<1,球夹杂中心将出现无穷大应力。而且,在无穷远拉荷载作用下,当0<κ<1/3,将出现空蚀现象;在无穷远压荷载作用下,当0<κ<1,将出现黑洞现象。

关于以应力表示的弹性力学问题的通解

将应力协调方程的解带入到平衡方程 ,给出了应力函数通解的另外一种证明。其方法与Bлох的将已有的平衡方程通解带入到应力协调方程的方法恰好相反 ,得到的通解形式和Bлох的结果完全一致。

构造极坐标中Airy应力函数的观察法

通过引入Airy应力函数,平面问题可以归结为在给定的边界条件下求解一个双调和方程.因此对双调和函数性质的研究将有利于平面问题的求解.首先给出一个有关双调和函数的引理,并分别从复变和微分两种角度提供该引理的证明.借助这个引理,提出了一种构造极坐标中Airy应力函数的观察法.最后,举例说明了该观察法在几个经典平面问题中的应用.这些例子说明,利用本文的观察法可以将某些平面问题应力函数构造的过程简单化.

Domain size and charge defects affecting the polarization switching of antiferroelectric domains

The switching behavior of antiferroelectric domain structures under the applied electric field is not fully understood.In this work,by using the phase field simulation,we have studied the polarization switching property of antiferroelectric domains.Our results indicate that the ferroelectric domains nucleate preferably at the boundaries of the antiferroelectric domains,and antiferroelectrics with larger initial domain sizes possess a higher coercive electric field as demonstrated by hysteresis loops.Moreover,we introduce charge defects into the sample and numerically investigate their influence.It is also shown that charge defects can induce local ferroelectric domains,which could suppress the saturation polarization and narrow the enclosed area of the hysteresis loop.Our results give insights into understanding the antiferroelectric phase transformation and optimizing the energy storage property in experiments.

增材制造微结构演化及疲劳分散性计算

为了预测增材制造中工艺参数-微结构-力学性能之间的关联规律,提出了集成离散元、相场模拟、晶体塑性有限元和极值概率理论的计算方法,揭示了激光扫描速度对微结构演化、屈服应力和疲劳分散性的影响.首先,采用离散元实现了重力作用下粉床在已凝固层表面上的逐层铺设;其次,通过热-熔体-微结构耦合的非等温相场模拟,获得了熔体、气孔、晶界、晶粒取向等的时空演化以及最终形成的多晶微结构;然后,应用晶体塑性有限元计算了增材制造多晶微结构的宏观力学响应,并得到表征疲劳裂纹萌生驱动力的疲劳指示参数(FIP);最后,采用极值概率理论分析了增材制造多晶微结构的FIP极值分布规律及疲劳分散性.以316L不锈钢选区激光熔化增材制造为例的计算结果表明:增材制造微结构的宏观屈服强度随激光扫描速度的增加而降低,且呈各向异性;FIP极值符合Gumbel极值分布规律,激光扫描速度增加可降低增材制造微结构疲劳分散性,但会导致FIP极值升高,使得疲劳裂纹萌生驱动力增加,疲劳寿命降低.

粉末增材制造微结构的非等温相场模拟

为了预测粉末增材制造过程中微结构特点及其演化过程,考虑增材制造中局部温度的剧烈变化和极大的温度梯度,改进热-熔体-微结构耦合的非等温相场模型。在该相场模型中,微结构演化由传质、传热、熔体流动、固液相变和晶体生长的耦合动力学所描述。采用有限元方法对该模型进行数值求解,并将其应用于粉末的非等温烧结以及选区烧结(selective sintering,SS)和选区熔化(selective melting,SM)增材制造的模拟。研究结果表明:温度梯度将产生额外的热毛细和热泳传质,以及固/液界面移动和晶界迁移的额外驱动力,进而显著影响微结构演化;该模型可预测高能集中热束功率P和扫描速度v对孔隙率、表面形貌、温度分布、晶粒形状及取向、致密度等微观结构特征的影响规律;当P-0.15v-23>0(SS)和P-0.25v-100>0(SM)时,可获得大于90%的致密度。