波在饱和多孔介质与弹性固体介质交界面上的界面效应

本文利用Ｂｉｏｔ饱和多孔介质动力学理论及饱和多孔介质和固体介质交界面的连续条件，推导了平面P_1波以任意角从饱和多孔介质向弹性固体介质入射时，反射快P_1波、慢Ｐ_Ⅱ波和ＳＶ波和透射Ｐ波、ＳＶ波系数的计算公式，并给出一算例。本文不考虑饱和多孔介质中液体渗流的能量耗散。

描述岩石粘弹性固体性质的开尔文模型

大多数固体材料都具有弹性,但真实的固体却极少严格遵从弹性的虎克定律。这些固体材料的变形往往有对时间的依赖性,这种性质是流变学研究的内容。岩石是自然界最普遍的固体,它的力学性质在通常条件下可用虎克定律作精确的描述,而在漫长的地质过程中,岩石的流变特征就逐渐显现出来。地质作用越缓慢,岩石对变形时间的依赖性越明显。为精确描述岩石在地质过程的力学性质,流变学方法被引入地质学。笔者已经介绍过描述"牛顿流体"的马克斯威尔流变模型,文中介绍描述粘弹性固体的开尔文流变模型。和马克斯威尔模型一样,开尔文模型也是流变学的基本模型,它是由一个弹性元件和一个阻尼元件并联而成。文中给出开尔文模型的本构关系和地质应用的简介。

液滴与弹性固体表面撞击过程的研究

在工业生产及航空航天领域,经常出现由于液固撞击而造成固体材料侵蚀的现象,为了防止固体材料侵蚀破坏,就必须准确全面地了解液固撞击过程、推导了可用于研究液体——弹性体撞击问题的非线性耦合波动模型,并将其应用于不同粒径、不同撞击速度的液滴与弹性固体撞击过程的模拟。大量的数值模拟发现,量纲一化以后,不同粒径的液固撞击过程是相似的。此外,还对不同撞击速度的液固撞击过程进行了研究,给出了最大量纲一压力,最大量纲一等效应力以及最大等效应力点位置随时间的变化。最后在大量计算结果的基础上总结出了量纲一峰值等效应力随撞击马赫数的变化规律,为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了有力的基础。

横观各向同性电磁弹性固体耦合方程的一般解

横观各向同性电磁弹性固体的耦合特征由5个关于弹性位移、电位和磁位的二阶偏微分方程控制· 基于势函数理论,耦合的方程组被简化为5个非耦合的关于势函数的广义Laplace方程· 弹性场和电磁场由势函数表示。

平面电磁弹性固体的辛对偶体系

从电磁弹性固体广义变分原理出发,将平面电磁弹性固体问题导入Hamilton体系.于是在由原变量———位移、电势和磁势以及它们的对偶变量———纵向应力、电位移和磁感应强度组成的辛几何空间,形成有效的分离变量及辛本征函数向量展开解法.求解出辛本征问题中特殊的零本征值所有本征解及其Jordan型本征解,并给出其具体的物理意义.最后求出在矩形域的两侧作用均布载荷、常电位移和常磁感应强度时的非齐次特解.

电磁弹性固体三维问题的广义变分原理

提出了以电磁弹性固体所有变量应力、应变、位移、电位移、电场强度、电势、磁感应强度、磁场强度和磁势为自变量的电磁弹性固体三维问题最一般形式的广义变分原理。它们涵盖了电磁弹性固体问题所有的基本方程和边界条件。在此基础上还可以进一步给出部分变量为自变量的其它形式广义变分原理。

对带有微结构的弹性固体理论的再研究

对现有的带有微结构的弹性固体理论进行了再研究 ,并指出由于引进许多记号而使诸基本方程的推导过程复杂化的原因· 针对该理论中存在的问题 ,提出更为普遍的功率能率原理 ,并借助此原理和广义Piola定理即可自然地推导出局部和非局部理论的运动方程、能率和能量的均衡方程。

非局部非对称弹性固体理论

本文基于非局部连续统场论和非线性连续体力学理论,建立了非局部非对称弹性固体的非线性理论.它完善和发展了Eringen等人所建立的非局部弹性场论.将文献[1]中所建立的非局部非对称弹性力学的线性理论推广到有限变形.证明了在非局部弹性固体中存在着非局部体力矩.非局部体力矩引起应力的非对称性,而非局部体力矩则由原子晶格相互作用形成的共价键所产生的.并应用本文建立的理论合理地解释了平面横波和纵波色散系关的不相似性.

液滴撞击弹性固体过程的SPH方法仿真研究

液滴撞击固体问题是自然界和工业生产中常见的现象,撞击过程中液滴的流动特性和固体结构的微变形情况较为复杂。为了研究液滴撞击固体结构的动力学特性,分析撞击过程中固液两相之间的相互影响,依据光滑粒子动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法的基本原理和理论,采用连续介质力学的守恒控制方程,提出固液边界的耦合改进算法及密度修正,对牛顿液滴撞击弹性固体结构问题进行了数值仿真。仿真结果表明,上述数值方法能够精细地描述出撞击过程中液滴的形态变化和弹性固体结构的微变形情况,并探讨了具有不同粘性系数的液滴在撞击过程中的流变行为及对弹性固体变形的影响。

一种工程实用的分数指数黏弹性固体模型

从热力学对模型的限制出发，提出了一种工程实用的、新固体流变模型──分数指数模型，它可与实验结果很好吻合，具有简单实用、计算速度快、自相谐调的优点。克服了目前固体模型收敛速度太慢、计算量太大的严重缺点，可以广泛应用于线性或非线性黏弹性实际问题的计算之中。

微极弹性固体的广义变分原理

本文应用变积方法推导出微极弹性固体的广义变分原理，所得到的结果与 Ｉｅｓａｎ用卷积方法所得到形式完全相同。

论最佳粘弹性固体流变模型

证明了目前最好的两个粘弹性固体模型的等价性 ;给出了热力学对我们提出的分数指数模型[1] 参数的限制 .计算表明 ,由于分数指数模型是包含适当多的参数的解析表达式 ,可与实验结果很好吻合 ,克服了上述模型收敛速度太慢的严重的缺点 ,具有简单实用、计算速度快、自相谐调的优点 .可以广泛应用于线性或非线性粘弹性工程实际问题的计算 .

含椭圆夹杂电磁弹性固体的反平面问题

用复变量方法研究了横观各向同性电磁弹性固体的反平面夹杂问题 ,得到了远场均匀应力和电磁场作用下夹杂内外弹性场和电磁场的解析表达式 ,结果表明夹杂内的应力。

关于液滴撞击弹性固体变形预测仿真

在液滴撞击弹性固体问题中,由于流固两相的动力学特性复杂且传统网格法求解困难,研究中通常将固体结构视为刚性壁面,不考虑固体在冲击下的变形情况及变形对液滴的影响,导致数值仿真精度较低。根据光滑粒子动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法的基本原理和理论,采用连续介质力学的控制方程,引入非牛顿流体和弹性固体所遵循的本构关系,分析流固两相的相互作用,提出一种流固边界的耦合处理算法,建立流固耦合动力学模型,对非牛顿液滴撞击弹性固体的动态过程进行数值仿真。仿真结果表明,上述数值方法能够精细地预测出撞击过程中非牛顿液滴的形态变化和弹性固体结构的微变形情况,并探讨了具有不同弹性模量的固体在液滴撞击下的可变形性及对液滴的影响。

弹性固体红外辐射特征的热力学影响因素分析

以实验结果为基础,从红外热像原理出发,探讨了固体材料弹性阶段的红外辐射特征及其热力学影响因素.对弹性固体材料红外辐射场进行的模拟计算和对比分析表明,实验结果与理论计算一致,说明红外辐射升温区和降温区对应于固体应变场的压应力区和拉应力区,从而初步揭示了固体材料载荷初期红外辐射特征的热力学影响因素和来源.

平面电磁弹性固体的虚边界元——最小二乘配点法

从电磁弹性固体平面问题的基本方程出发,依据弹性力学虚边界元法的基本思想,利用电磁弹性固体平面问题的基本解,提出了电磁弹性固体平面问题的虚边界元——最小二乘配点法。电磁弹性固体的虚边界元法在继承传统边界元法优点的同时,有效地避免了传统边界元法的边界积分奇异性的问题。由于仅在虚实边界选取配点,此方法不需要网格剖分,并且不用进行积分计算。最后给出了一些具体算例,并和已有的解析解进行了对比,结果表明提出的虚边界元方法有很高的精度。

超弹性固体混合物的等效本构方程

本文证明了超弹性固体混合物的本构等效均匀体也是超弹性固体,其等效比自由能等于各部分物体自由能的体积均值,用第一类 P-K 应力描写的等效比Gibbs 函数也等于各部分物体比 Gibbs 函数的体积均值.但用其他伪应力描写的等效比 Gibbs 函数具有较复杂的计算式,不等于其体积均值.

粘弹性固体的精细积分有限元算法

粘弹性固体本构方程的数学表达式分为微分型和积分型两种,其数值求解主要是时域上离散计算。文中从微分型表达式出发导出其状态空间方程的数学表达式,通过严格推导论证了它与微、积分型表达式的等价性;引入状态空间方程,从而利用精细积分格式来求解粘弹性固体本构方程;给出了粘弹性固体本构方程的精细积分有限元算法,为求解粘弹性固体本构方程的数值解提供了一个新的途径,具有计算简便,求解精度高等优点。

弹性固体表观密度的简易测量

介绍了一种具有弹性的可溶性固体表观密度的简易测量方法。

电磁弹性固体三维问题的虚边界元-等额配点法

依据弹性力学虚边界元法的基本思想和电磁弹性固体的基本解,提出了电磁弹性固体三维问题的虚边界元-等额配点法.该方法继承传统边界元法优点的同时,有效地避免了传统边界元法的边界积分奇异性的问题.算例表明该方法有很高的精度,是求解电磁弹性固体三维问题的一个有效的数值方法.