弹性力学广义变分原理的应用条件

研究了在弹性力学的三类变量广义变分原理中 ,变量σij,εij和ui 是否独立 ,是否包含了应力应变关系 .指出了在应用广义变分原理时应满足下列条件 :泛函中的应变能用应变表示 ,应变余能用应力表示 ;在用广义变分原理求实际问题的近似解时 ,三类变量的试探函数可以独立选择 ,但各类变量之间应不违背力学基本关系 .     

双边摩擦接触力学问题和第二类混合变分不等式的等价性及其数值近似

摩擦接触问题的数学模型是一个变分不等式,一般的变分不等式对应力,表面力及位移是利用应力-应变关系,应变-位移关系逐个进行求解,而混合变分不等形式则可同时求解应力和位移,这是混合变分不等式的优点.王烈衡[1]曾以混合变分形式为基础,利用有限元法求解无摩擦弹性力学问题.本文以弹性力学问题中的双边摩擦接触问题为背景,讨论了第二类混合变分不等形式和能量泛函的极小值问题,并对它们的等价性进行了研究,接着用有限元法求双边摩擦的弹性接触问题以及近似解的误差估计.     

有限塑性率问题的虚功方程及自我校正方法的推证和应用

本文首先从数学上证明了在有限塑性问题的虚功方程或变分原理中,Cauchy应力是与Euler应变,Kirchhoff应力是与Lagrange应变,名义应力是与位移梯度配对的。接着,在此基础上导出了率形式的,以Kirchhoff应力率表示的虚功方程。本文还以不同于Tvergaard的方法导出了他于1984年提出的自我校正方法,使方法中的Lagrange乘子显示出物理意义。最后作为方法的应用,本文根据所导出的率形式的虚功方程建立的有限元公式和自我校正方法对囿棒拉伸时缩颈过程和缩颈传播作了有限元分析。并比较了采用或不采用自我校正方法两种情况下的有限元计算精度。分析时考虑了材料的硬化。     

线弹性动力学中用Laplace变换表示的各类新的变分原理

弹性动力学中Laplace变换表示的变分原理具有形式简洁,便于解决某些实际问题的特点.最近,作者通过新途径,系统地建立了Laplace变换形式的五类变量、四类变量、三类变量及二类变量变分原理等一整套新的变分原理.Benthien和Gurtin,以及Reiss等人的结果属于本文在特殊情况下的部分结果.本文只给出作者所建立的Laplace变换形式的五类变量广义变分原理的泛函式     

弹性波在功能梯度材料中的传播

对弹性波在功能梯度材料中的传播速度问题进行了研究.利用积分变量代换,建立了功能梯度材料中波动变系数微分方程.借助于数值计算手段对功能梯度材料弹性模量和密度按指数形式递增、递减分布两种情况的波动变系数微分方程进行了求解,从中分离出波速.得到了功能梯度材料中弹性波的波速变化曲线,讨论了弹性波在功能梯度材料中传播时波速的变化规律,并且分析了弹性波在功能梯度材料中传播的一般性质.     

可压缩材料的物理方程及其变分原理

从塑性流动理论的基础塑性出发，直接在一般应力、应变空间中导出可压缩材料的各项物理关系式，并采用直接对能耗率泛函数变分的方法，从理论上给出可压缩材料变分原理的证明。     

一种粘塑性本构方程的探讨

基于一种位错动力学模型建立了非弹性应变率偏张量第二不变量与应力偏张量第二不变量之间的函数关系,由此给出一种粘塑性本构方程。确定了方程中的参数。计算了材料Ti—50A在准静态及中等应变率时的几种应力应变曲线。与已有的实验资料相比,初步计算给出令人满意的结果。     

变分原理在有限变形压电热弹性体中的应用

为了对有限变形压电热弹性动力学基本方程进行有限元数值计算,首先建立相关的分区变分原理和广义分区变分原理.在考虑到有限变形弹性体的热力学效应和压电效应后,将弹性体动力学分区变分原理推广到有限变形压电热弹性体,建立了3类变量的有限变形压电热弹性动力学分区变分原理.在有限变形压电热弹性动力学分区变分原理中进一步引入拉格朗日乘子并加以识别的方法,得到了6类变量的有限变形压电热弹性动力学分区广义变分原理.     

一种新的五类变量Gurtin型变分原理

Gurtin 利用卷积理论,于1964年提出了线弹性动力学的一种三类变量(u_i,ε_(ij),σ_(ij))变分原理.Gurtin 的工作是对弹性动力学变分原理的重要发展.本文通过与Gurtin完全不同的途径,建立了一种新的五类变量(p_i,v_i,u_i,ε_((?)j),σ_(ij))Gurtin 型变分原理,而原来的Gurtin 变分原理是它的一种特殊形式.这种变分原理的泛函式为     

基于广义位势理论的岩土塑性应变增量方向非唯一性问题

基于广义位势理论提出的考虑拟弹性的弹塑性模型(拟弹性弹塑性模型)把总的塑性应变分解为满足弹性分解准则的拟弹性部分和符合传统塑性理论假设的纯塑性部分,这样分解后建立的模型更为合理和简便,同时又可以解决岩土塑性应变增量方向非唯一性的问题。研究结果表明:基于广义位势理论的拟弹性弹塑性模型的模拟效果较好,传统的弹塑性模型只能反映塑性应变增量方向的唯一性,而拟弹性弹塑性模型则能够同时反映塑性应变增量方向的唯一性(高应力水平时)和非唯一性(低应力水平时),结果更符合实际,从而为解决塑性应变增量方向非唯一性问题提供了一种有效的方法。     

次弹性力学的一个广义变分原理

本文利用 Truesdell 应力率给出了次弹性力学问题的一个广义变分原理,该原理是在现时构形上以率的形式给出,可用于建立大变形分析中适时的Lagrange 描述有限元公式。     

塑性力学流动理论的相似非耦联变分原理

引入了流动理论的相似非耦联方程的概念，建立了流动理论的相似非耦联差动原理，基于该差动原理，建立了塑性力学流动理论的相似非耦联势能原理和余能原理及修正相似非耦联能和余能原理，这些变分原理是在相似非耦联的模型体和原型体之间实现学场量转换的理论依据，也是金属成形过程和光塑性力学模拟研究的理论基础。     

压电材料的一组广义变分原理

对压电材料的准静态场，采用变分原理的一种新方法———变积方法，建立了与ＨＷ变分原理相对应的一组广义变分原理，揭示了压电材料的变分学特征     

大变形动力固结问题系统方程及其变分原理

基于动力荷载作用下地基土变形规律,提出了大变形动力固结及其数值建模问题．在构筑大变形动力固结问题系统方程表达形式的基础上,构建了基于瞬时最小势能分析的场耦合机理变分原理．引用广义变分原理的思想,证明了基于拉格朗日乘子所表达的大变形动力固结问题系统方程及其变分函数,使得孔隙水压力场变分成为无约束变分泛函．通过高阶拉格朗日乘子法的应用,消除了本构方程对有效应力场变分泛函的约束作用,使得动力固结有效应力场的变分泛函成为真实的三变量完全广义变分原理．     

弹塑性大变形率问题的变分原理和应用

本文根据Hiil(1958,1959)一般变分原理,采用流动坐标导出了弹塑性大变形及非线性率问题的,分别以初始和现时构形为参考状态的,适合于有限元计算的变分方程,并用根据该变分方程建立起来的有限元公式对处于平面应变条件下的,带有微小缩颈状初始几何缺陷的聚合物板的缩颈过程作了分析,分析时考虑了材料的硬化,本文所导出的变分方程适于分析包括金属塑性成形在内的弹塑性大变形过程。     

一种反应材料制备及准静态力学特性研究

采用热压烧结法制备Zr/W/PTFE反应材料,利用扫描电镜和材料试验机研究其在常态下的微观组织和准静态压缩力学性能;研究结果表明烧结温度过高或过低都会导致Zr/W/PTFE材料密度和强度降低;静态压缩曲线呈现出明显的弹性变形、非弹性变形和应变软化阶段,并具有应变率效应;试件的压缩破坏有劈裂、剪切和劈裂/剪切3种破坏形态. 该材料呈现出黏弹塑性,采用修正的Sargin模型唯象地建立了材料在低应变率范围内的本构模型,模拟结果与实验曲线符合较好.      

鲁棒贝叶斯混合分布的模型选择

提出一种基于偏差信息准则(deriance information criterion,DIC)的鲁棒贝叶斯混合分布模型选择算法.在变分逼近框架下,给出鲁棒贝叶斯混合模型的DIC计算公式;设计的模型选择算法能同时学习模型参数推断和进行模型选择,避免在大的候选模型集中根据模型选择准则选取最优模型.给出试验参数初始值设置方法,在含有较多离群点的仿真数据和Old Faithful Geyser数据上的试验结果表明了好的性能:得到鲁棒的混合分量参数和较准确的混合分量个数.     

一类边界混合变分不等式的迭代分解方法

针对摩擦问题中具不可微泛函项的非线性混合边界变分不等式构造了迭代分解方法，讨论了收敛性分析及误差估计．首先采用正则化方法将原问题变成可微的边界变分不等式；其次将问题分解成两个迭代形式的凸泛函极值问题．利用标准凸极值问题方法可以求解；最后给出了近似解、离散近似解的收敛性分析及误差估计。     

压电、压磁耦合弹性介质材料的变分原理

文章将单一的弹性或塑性力学中的变分原理应用到压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料中,通过对某一泛函的驻值求解,即一阶变分为零并满足一定的边界条件,建立各种变分原理。并由此推出各向异性压电、压磁弹性板的变分方程,进而导出板的平衡方程和边界条件。该方法可为材料的有限元分析模型提供依据。