力学学报

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

李勇, 江体乾

采用有限元方法分析K-BKZ本构方程描述的聚合物熔体的三维挤出胀大. 对于本构方程中偏应力张量的计算，首先给出质点的运动轨迹，分段求出局部的变形梯度张量，再求出整体的变形梯度、Cauchy-Green应变张量和Finger应变张量，沿轨迹采用分段高斯积分计算应力. 把应力作为方程的右端项，给出迭代方法，求解非线性方程组. 并根据自由面处的边界条件，迭代得出出口处自由面的最终位置. 对轴对称流道和矩形流道进行分析计算,并把结果与二维分析和实验结果进行了比较，显示方法是可行的.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2000-412

PDF

利用有限元构造Michell桁架的一种方法

周克民, 胡云昌

提出了一种新的形成Michell桁架的有限元分析方法. 该方法以纤维增强正交各向异性复合板为材料模型，根据有限元分析结果调整各单元的纤维密度和方向. 采用所提出的一种迭代格式，经过少量迭代，形成满足Michell准则的应变、内力场. 该方法适于不同几何形状、支撑条件及荷载情况. 算例结果表明该方法是有效的.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2000-423

PDF

压电多层材料中的电极-陶瓷界面裂纹和椭圆夹杂

王旭, 沈亚鹏

首先解析研究了压电多层材料中的电极-陶瓷界面裂纹，它是对Ru最近研究工作(见ASME J. Appl. Mech., 2000年, 67卷)的补充和完善. 工作表明与Ru的结论不同，对于一般的两相压电介质，仍可获得对于这种电极-陶瓷界面裂纹的精确解答. 分析显示在界面处的电弹性场仍可显现出两类奇异性：振荡型奇异性和实指数型奇异性, 其中$由上下两相压电材料的本构常数加以确定. 获得了界面电弹性场以及裂尖处能量释放率的显式和实形式解答. 也讨论了在坐标变换下界面上物理量的一些不变性质. 其次探讨了压电多层材料中的椭圆夹杂问题，并获得了当压电复合系统受到远场均布机电载荷时的通解. 分析表明当压电基体受到远场均布机电载荷作用时，应力场和电场在压电夹杂体上仍然均匀分布并且整个夹杂体都为等电势体.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-005

PDF

弱连续条件下的九参三角形板元

何东升, 唐立民

首先对薄板弯曲平衡方程的弱形式进行了推导，导出保证单元收敛的弱协调条件，即三角形顶点函数值连续和三边的法向导数积分连续这两个条件；对比拟协调元、广义协调元和双参数法中所使用的3个积分连续条件，本条件更弱；再对这3个积分协调条件的构成方法进行了总结和分析，现有采用积分连续条件构造的有限元大都采用了这些构成方法. 采用弱协调条件构造有限元，比原来的构造范围更广，并以此构造出几种单元作为算例. 采用这种构成法还可构造多种单元，它们都具有采用最小势能原理法构成有限元的简便的优点，并在任意网格下收敛到真解.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-017

PDF

用均匀化理论分析蜂窝结构的等效弹性参数

王飞, 庄守兵, 虞吉林

在线弹性范围内，根据均匀化理论，并结合有限元方法推导出适用于二维周期性结构的均匀化的有限元格式(Homo FEM)，计算出不同相对密度下的规则蜂窝结构的等效弹性模量和泊松比. 同时，利用蜂窝结构的代表胞元模型，用常规的有限元方法(FEM)模拟计算出相应的等效弹性参数. 最后将两种数值计算结果与已有的理论公式进行了比较和分析讨论. 结果表明：在考察的相对密度全场范围内FEM得到的蜂窝结构与FEM使用平面实体单元模拟计算得到的结果一致吻合，反映出Homo FEM数值方法的客观准确性和可行性. 而Gibson公式和W-K得到的等效弹性模量值只是在较小相对密度的情况下(小于0.15)与数值计算结果吻合. 当结构的相对密度较大时，必须考虑胞棱附近区域由应力集中导致的复杂的应力和应变分布的影响.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-042

PDF

三维连续与非连续变形分析

刘君, 孔宪京

将石根华博士所提出的二维非连续变形分析------Discontinuous Deformation Analysis (DDA) 方法扩展到三维情况，并对三维不连续块体进行有限元网格剖分，即块体之间的接触采用DDA 描述，块体内部的位移场和应力场则采用有限单元法描述，从而将三维DDA与有限元方法结合起来，增强了DDA方法与有限元方法解决实际工程问题的能力，实现了三维连续与非连续变形分析. 给出了基本公式的推导过程和各子矩阵的形式. 典型接触、碰撞算例证明了所提出方法的有效性和正确性.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-081

PDF

悬臂输流管道的运动分岔现象和混沌运动

金基铎, 邹光胜, 张宇飞

研究受约束悬臂输流管道的稳定性和运动分岔问题. 在静态与动态失稳区域边界上的一个交叉点附近，用理论分析的方法详细研究了该系统可能发生的复杂运动和运动分岔现象. 在动态失稳区域内发现了输流管道的概周期运动和由于概周期运动环面破裂而导致混沌的现象. 理论分析结果与数值模拟结果相吻合.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-115

PDF

对流边界层大涡自组织过程的数值研究

薛具奎, 胡隐樵

利用简化的边界层日变化干对流模式，结合非线性热力学观点，数值模拟并分析了日间对流边界层中大涡形成、发展及衰亡的动力和热力学特征. 结果表明，对流边界层中大涡始终处于不稳定状态，大涡的自组织合并和破碎串级输送过程同时并存，前者与边界层系统的局部减熵相对应，后者与对流边界层的总体增熵效应对应；大涡的演变是对流边界层总体增熵这一稳定因素和局部减熵这一不稳定因素相互竞争的结果.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-117

PDF

三维液体非线性晃动及其复杂现象

岳宝增, 李俊峰

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-140

PDF

增强纤维材料高温烧蚀-相变特性的细观研究

梁军

通过高温环境下多种纤维材料的体积烧蚀机理的分析，利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法研究了材料烧蚀-相变特性和高温力学性能变化规律. 假设材料体积烧蚀后热解相(真空)和氧化相(空气)介质统计均匀分布，考虑了热化学反应产生的气孔与固体相介质之间的相互作用，预报了不同纤维材料弹性模量随温度、加温速率之间的变化关系，并与实验结果对照，吻合较好.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-159

PDF

曲面曲率对Rayleigh波传播特性的影响

王子昆, 金峰

对任意形状的均匀各向同性线弹性曲面物体，用WKB$^{[1]}$方法求解了沿曲面传播的Rayleigh表面波的运动微分方程，同时考虑了波传播方向及其垂直方向曲面曲率对波的穿透性的影响. 所获波动方程的势函数解答表明，在一般情况下垂直波传播方向的曲面曲率对波的穿透深度的影响是不容忽视的. 进而以同种介质平面表面情况下的Rayleigh面波的传播特性为基准，给出了曲面曲率引起波数或波速变化的解析表达式. 通过理论分析和数值算例，描述了曲面上Rayleigh面波传播行为的一些基本特征.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-171

PDF

旋转圆管湍流的大涡模拟数值研究

刘难生, 仲峰泉, 陆夕云, 庄礼贤

采用大涡模拟(LES)方法，并结合动力学亚格子尺度应力(SGS)模型，通过数值求解柱坐标系下的滤波Navier-Stokes方程，研究了绕管轴旋转圆管内的湍流流动特性. 为验证计算的可靠性，以及动力学SGS模型对于旋转湍流的适用性，将大涡模拟计算所得的结果，与相应的直接模拟(DNS)结果和实验数据进行了对比验证，吻合良好. 进一步对旋转圆管湍流的物理机理进行了探讨，研究了湍流特性随旋转速率的变化规律. 当旋转速率增加时，湍流流动有层流化的发展趋势. 基于湍动能变化的关系，分析了旋转效应对湍流脉动生成的抑制作用.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-177

PDF

饱和土中的任意形状孔洞对弹性波的散射

陆建飞, 王建华

根据Biot波动理论建立了求解饱和土中任意形状孔洞对弹性波散射问题的复变函数方法. 首先通过引入位移势函数把稳态条件下的Biot波动方程解耦为势函数所满足的Helmholtz 方程. 利用分离变量方法即得到Helmholtz方程完备的通解. 根据所得位移势函数的通解，可得骨架位移、流体相对骨架的位移、应力和孔压的表达式. 通过保角变换方法，把物理平面上的孔洞映射到像平面上单位圆. 利用土骨架和流体的边界条件，即可确定波函数展开式中的未知系数. 给出了一些数值结果.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-183

PDF

包覆电磁场激活板的圆柱尾迹的数值研究

陈志华, 范宝春

利用电磁场作用于电介质溶液的Lorentz力可以控制溶液的流动. 对置于弱电介质溶液中，包覆电磁场激活板的圆柱周围的绕流进行数值研究，讨论了电磁场激活板的安装位置，激活方式等对圆柱尾迹的影响.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-194

PDF

Pr数对湍流被动标量输运的影响

周海兵, 崔桂香, 张兆顺

采用直接数值模拟的方法，研究分子Pr数对湍流被动标量输运的影响, 并提供充分的证据证明，湍流Pr数明显依赖于分子Pr数. 在算例中，湍流雷诺平均PrT数与分子Pr数的倒数呈线性关系；湍流亚格子Prt数与分子Pr数的关系较为复杂，在分子Pr数为1附近时，湍流亚格子Prt数出现极小值.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-209

PDF

条件矩模型模拟湍流扩散燃烧

邹春, 郑楚光, 周力行

对条件矩模型模拟湍流扩散燃烧进行了初步的研究. 在条件矩模型中，标量的统计是以混合分数为条件的，条件平均使得非线性化学反应源项可以在一阶条件下被封闭. 模拟结果和美国Sandia国家实验室的实验结果对比表明：对温度、主要组分浓度的预报结果是令人满意的，NO浓度的预报在趋势上也符合实验结果. 误差分析表明，提高标量耗散率的预报精度和二阶条件矩模型都将有助于推动条件矩模型的发展.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-228

PDF

泰氟龙烧蚀对黏性激波层电子密度的影响

唐锦荣, 彭世铳

采用黏性激波层基本方程组对有无泰氟龙烧蚀两种情况下的钝锥体化学非平衡绕流作了数值求解，以研究泰氟龙烧蚀对流场电子密度的影响规律. 算例结果表明：泰氟龙烧蚀确有降低流场电子密度的效应. 平衡催化壁工况下这种效应的强度，显著大于非催化壁工况下的强度；远下游截面处的这种效应的强度，显著大于驻点区的强度. 此外，通过计算结果分析，对形成上述影响规律的原因作了初步讨论.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-268

PDF

模拟长纤维增强树脂层合板冲击损伤的数值方法

李晨锋, 程建钢, 胡宁, 姚振汉

建立了一套模拟树脂层合板低速冲击下损伤过程的方法. 该方法采用Mindlin板模型并考虑板的大变形，使用以前提出的一种修正的Newmark时间积分方案进行层板的动态分析，全面考虑了复合材料的脱层破坏、基体开裂和纤维断裂等破坏形式及其相互作用. 还建立了一种适合于Mindlin板的计算应变能释放率的方法；构造了一种连续的罚函数来动态加入弹簧约束以考虑脱层间的接触效应；证明了球板之间的冲击过程是刚性系统，应使用$A(\alpha)$ 稳定的数值方法求解；实现了模拟过程中的自适应分析. 使用所开发的软件NBHULI完成了长纤维增强碳/环氧复合材料层板在低速冲击下损伤过程的模拟，取得了一些重要的结果.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-294

PDF

高浓度固-液两相流紊流的动理学模型

唐学林, 徐宇, 吴玉林

采用分子动理学方法，基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann 方程，对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩，则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程，再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较，取低浓度两相流控制方程中较成熟合理的有关项和高浓度时由动理学方法推导出的颗粒间碰撞项，则得到高浓度固-液两相流紊流的最终控制方程：连续方程和动量方程.

2002, 34(6). doi: 10.6052/0459-1879-2002-6-2001-306

PDF

留言板

2002年第34卷第6期

通知公告MORE+

精品文章MORE+

下载中心

作者中心

留言板

2002年 第34卷 第6期

通知公告MORE+

精品文章MORE+

下载中心

作者中心

2002年第34卷第6期