有限变形非线性弹性力学的倒易定理

建立了直角坐标系有限变形非线性弹性力学的倒易定理并给出了大挠度弯曲薄板的倒易定理。

非线性弹性力学讨论会简况

香港城市大学"Workshop on nonlinear elasticity"于2000年4月6～9日召开,该Workshop邀请了英、美、澳、俄等国在该领域活跃的学者,就各自的研究进行了交流。这次聚会规模不大,但水平很高。我在会议上宣读了题为"Buckling analysis of woven fabric un-der uniaxial tension"的论文。织物屈曲受学术界关注已久,实验很容易作出来,理论的分析则很困难。我的论文引起了与会学者的很大兴趣,这是我承担的国家自然科学基金项目。

一维非线性弹性力学方程组的Riemann问题

本文研究了一维非线性弹性力学方程组的Riemann问题.根据左右状态所处的相对位置,分情况构造了问题的唯一整体解.由于激波条件退化,系统的基本波除了稀疏波和激波还包含退化激波.

非线性弹性力学统—理论的矩阵表述

用适应各种共轭应力应变变量的统一应力应变列阵、位移梯度列阵和变形梯度列阵及其统一列阵函数，表述了非线性弹性理论的基本方程和变分原理．

非线性弹性力学广义变分原理

本文利用Legendre变换,给出了小变形非线弹性力学最小势能/余能原理的新提法;在最小势能/余能原理新提法的基础上,用线性Lagrange乘子法,解除应力—应变/应变—应力关系在内的全部约束条件,建立了新的三类变量广义势能/余能原理;推导了相应的线性弹性力学广义势能/余能原理及其广义杂交元模型,为工程应用提供了新的理论基础。

海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析—基本理论

将考虑到二阶的流场压力在浮体瞬时湿表面上积分 ,得到用于非线性水弹性理论分析的广义一阶流体作用力和广义二阶流体作用力。广义一阶流体作用力中的波浪激励力、辐射力和恢复力与线性水弹性理论中的广义流体力具有相同的形式 ,仅比线性水弹性理论多了一项 ,反映了由刚体的转动引起的对一阶流体恢复力的影响。广义二阶流体力由五部分组成 ,即 :与入射势和反射势有关的广义二阶波浪激励力、与辐射势有关的广义二阶辐射力、由辐射势与入射势及反射势的耦合引起的广义二阶力、由于湿表面的移动引起的一阶流场静态压力对广义二阶流体力的贡献、以及由于瞬时湿表面积的变化引起的广义二阶力。同时推导了不规则波中的广义一阶及二阶流体动力系数的表达形式。建立了在不规则波中航行浮体的线性和非线性水弹性运动方程 ,给出了求解方法。

非线性流体弹性力学研究进展

流体弹性力学理论是用来描述液体、气体的运动与弹性结构相互作用的学科.由于其交叉性质,涉及到人类日常生活中的方方面面,致使在许多学科和工程领域中都成了主要的研究内容,并得到了广泛地应用.本文在阐述研究流体与弹性体相互作用的非线性问题的重要意义及分类方法的基础上,介绍了非线性流体弹性力学的特征、研究现状和非线性问题的研究方法,如理论分析法、实验分析法、数值分析法和半解析法等的进展;介绍了描述介质相互作用的任意拉格朗日-欧拉(ALE)法、相容拉格朗日-欧拉(ULE)法、单一拉格朗日(SL)法和单一欧拉(SE)法之间的关系,并且对这些研究方法的优缺点进行了比较;介绍了非线性流体弹性力学研究的内容和在气动弹性力学、水弹性力学、环境流体弹性力学、微尺度流体弹性力学和涡激振动等领域中的应用;阐述了非线性流体弹性力学的发展前景和所面临的任务.

非线性弹性动力学Hamilton型变分原理的革新——非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过作者早已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了几何非线性弹性动力学的各类非传统Hamilton型变分原理。而这种非传统Hamilton型变分原理能反映几何非线性弹性动力学初值—边值问题的全部特征,因此它是对Hamilton变分原理的重要革新。文中给出一个重要的积分关系式,可以认为,在力学上它是几何非线性动力学的广义虚功原理的表式。从该式出发,不仅能得到几何非线性动力学的虚功原理,而且通过所给出的一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出几何非线性弹性动力学的5类变量、3类变量、2类变量和1类变量非传统Hamilton型变分原理的互补泛函,以及相空间非传统Hamilton型变分原理的泛函。同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理之间的内在联系。

非线性粘弹性平面问题的数学模型及其失记效应

本文以位移为基本未知量,利用非线性粘弹性力学中的Leaderman本构关系和线性几何假设,建立了非线性粘弹性平面问题的数学模型;在粘弹性泊松比为常数的情况下,利用Titchmarsh定理和Laplace变换法证明了非线性粘弹性平面问题与非线性弹性平面问题之间存在着某些对应关系。对应关系为粘弹性问题的求解提供了一种新的思路,利用这些关系可直接从相应弹性问题获得粘弹性平面问题的部分响应,与传统的时域有限差分法相比,计算时间明显缩短。另外,对应关系也揭示了粘弹性结构的失记效应,即结构的部分响应仅与外部输入的现时值有关,而与其历史无关。

热弹性马氏体相变连续介质热力学研究

介绍形状记忆合金热弹性马氏体相变连续介质热力学研究方法和最新进展,着重分析了在推广的非线性弹性力学的框架下,应用变分方法研究热弹性马氏体相变的理论和方法、存在的问题及发展趋势.首先介绍如何计算马氏体相变24种变体的变形梯度,然后拓展非线性弹性力学,引入描述相变的多阱非凸弹性势能,进而讨论了界面能和非局部能对相变微结构和相变过程的影响的相关研究理论方法和进展.

轨道结构的非线性有限元分析

实际轨道结构受载时的力学行为 ,属于典型的非线性力学问题。钢轨垫层刚度、钢轨抗扭刚度和扣件扣压力的大小是影响轨距扩大的主要因素。根据非线性有限元接触理论 ,建立了能准确反映扣件、钢轨与垫层的拧紧接触 ,以及受载车轮与钢轨侧向滑动接触的力学计算模型 ;并研究计算了不同扣件压力下 。

弹性膜结构动力学的各类非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过罗恩早已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了弹性膜结构动力学的各类非传统Hamilton型变分原理.这种新的非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征.文中首先给出膜结构动力学的广义虚功原理的表式,然后从该式出发,不仅能得到膜结构动力学的虚功原理,而且通过所给出的一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出弹性膜结构动力学的5类变量(pα,pβ,pγ,vα,vβ,vγ,Nα,Nβ,Sαβ,εα,εβ,εαβ,u,v,w)、4类变量(pα,pβ,pγ,Nα,Nβ,Sαβ,εα,εβ,εαβ,u,v,w)、3类变量(Nα,Nβ,Sαβ,εα,εβ,εαβ,u,v,w)和2类变量(Nα,Nβ,Sαβ,u,v,w)非传统Hamilton型变分原理的互补泛函、以及相空间(pα,pβ,pγ,vα,u,v,w)非传统Hamilton型变分原理的泛函与1类变量(u,v,w)非传统Hamilton型变分原理势能形式的泛函.同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系.

非线性本质的积液问题

运用修正迭代法求出一系列无量纲的特征关系曲线。

可压缩超弹性球壳的有限振动

应用有限变形动力学理论研究了一种可压缩超弹性材料球壳在表面突加均布拉伸载荷作用下的有限振动问题。应用有限差分法求解球壳振动的振幅和外加荷载之间的微分关系 ,得到了球壳振动的时程和相图。可以证明 。

弹性固体材料中的空穴萌生与增长

建立了描述弹性固体材料中空穴萌生与增长的非线性数学模型，获得了空穴萌生时控制参数临界值的精确计算公式和空穴半径增长的精确表达式．在大变形几何分析中采用了对数应变度量，并且应用了Ｈｏｏｋｅ弹性固体材料的本构关系．数值分析结果表明：当材料不可压时空穴萌生的临界载荷将略低于ｎｅｏ－Ｈｏｏｋｅ不可压超弹性材料的相应计算结果，并且在空穴萌生后空穴半径将迅速增大，这与细观损伤力学和超弹性材料的空穴分叉理论的结论相一致；空穴萌生时环向应力将成为无限大；如果材料是弹塑性（韧性）材料，则会使得空穴附近发生塑性变形，从而导致材料的局部损伤和破坏．

载流球台薄壳的磁弹性应力与变形分析

在对机械载荷与非定常电磁场耦合作用下的球台薄壳的应力、位移与电磁场、机械场等关系研究的基础上,建立了载流球台壳的磁弹性基本方程.采用分离变量法,导出了数值计算方程式,并通过具体算例,讨论了电场中电磁量、作用时间等因素与球台壳应力及变形之间的关系.

Lagrange方程应用于连续介质力学

如何将Lagrange方程应用于连续介质力学,一直是学术界关注的理论课题。应用变导的概念和运算法则,研究Lagrange方程中的求导的性质,进而将Lagrange方程应用于线性弹性动力学和非线性弹性动力学,并且给出相应的算例。结果表明,借鉴变积分学来解决将Lagrange方程应用于连续介质力学的问题是可行的。

非线性耦合热弹性动力学的非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过作者早已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了几何非线性耦合热弹性动力学的各类非传统Hamilton型变分原理.这种新的非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征.文中给出一个重要的积分关系式,可以认为,在力学上它是几何非线性耦合热动力学的广义虚功原理的表式.从该式出发,不仅能得到几何非线性耦合热动力学的虚功原理,而且通过所给出的一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出8类变量、6类变量、4类变量和2类变量非传统Hamilton型变分原理的互补泛函.同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系.

梁纯弯曲的大变形分析

在平面应力问题中 ,分析了在梁端截面作用沿高度线性分布外力时纯弯梁大变形的几何非线性问题。给出了纯弯曲应力的精确解 ,并用欧拉法得到了位移的近似解。当泊桑比为零时 ,求得位移的精确解。