流变损伤材料的本构理论

连续损伤力学已日益受到重视,但目前有关损伤材料本构理论方面的工作,还多着眼于弹、塑性损伤材料。木文讨论了建立流变损伤材料本构方程的一般方法,而弹塑性损伤材料的本构方程可作为本文所述方法的一种特例得到。本文的工作为具有流变性能材料的连续损伤力学基本方程的建立提供了方便。     

粘弹—粘塑相似性的一个非线性原理

根据蠕变试验结果,我们发现某些粘弹性材料的特性在下述意义上相似于热流变性简单材料的特性:相应于不同应力的蠕变函数对数与时间对数的曲线具有相同的形式,而它们都是主曲线的移位。其次,为进一步描述热流变性简单材料的各向异性特性,依照内变量理论,本文采用了一个映射应力张量代替各向同性蠕变势中的真实应力张量。根据Betten蠕变势理论是基于最大耗散率原理.从而,按照涉及蠕变条件的著名Lagrange方法,可以得到各向异性热流变简单材料的流变法则。本文从这一流变法则导出本构方程。这里,“各向异性”的意义是指“包括损伤”,即“包括分布缺陷”.文中发展的理论是建立在内蕴时间概念上的,这一内蕴时间是取为应力张量的函数,从而可将它视为材料函数。通过内蕴时间理论的热力学分析,我们发现若能恰当地定义内蕴时间,使得广义内耗(Hemholz自由能对内变量的偏导数)正比于相应内变量对内蕴时间的变化率,则所研究的各向异性热流变简单材料(即考虑损伤的热粘塑性材料)的本构方程形式就与广义内耗正比于相应内变量速率的粘弹性材料的本构方程形式完全一样。这样,类似于线性范围内的弹-粘弹对应性原理的概念,本文建立了非线性的粘弹-粘塑相似性理论。这一成果大大有利于裂隙流变性材料中裂纹扩展过程的研究,从而充实了流变断裂学的内容。     

带缺陷流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹的力学过程．本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程并讨论了其热力学关系．最后，以对于Galilei不变式是协变的Lorentz不变式方程分析了裂尖断裂过程区的电磁场特性．本文的成果将有利于金属基复合材料、导电聚合物、定向纳米材料等新型材料的设计和制造以及有关结构物的失效分析．     

湿热环境下粘弹性板的非线性动力稳定性分析

采用Boltzman积分型本构关系和热流变简单材料的折减时间概念,考虑湿热环境对材料粘弹性动力学行为的影响,分析了线粘弹性薄板在考虑几何线性与非线性时的长期动力稳定特性.设材料为标准线性固体,将系统的微分-积分型控制方程转化成微分型控制方程,由增量谐波平衡法确定主要动力不稳定区域的边界,讨论了温度与湿度的变化对粘弹性板的几何线性与非线性动力稳定特性的影响     

带陷缺流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明，在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热磁效应，可见，热传导方程应包括电磁的贡献，这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹方法的过程，本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程     

两种土基土非线性流变特性与模型理论研究

通过对两种典型地基土,即深黄色粉质粘土与浅紫色粉质粘土进行室内单剪蠕变试验研究,发现当应力水平大于屈服极限时,两者均具有明显的非线性蠕变特性;并对两种粘性土进行非线性流变特性分析,在此基础之上对两种粘性土建立了统一的本构模型。     

论流变力学的理论基础——Ⅰ本原要素和基本原理

本文给出什么是现代流变力学的基本概念和原理的见解,并把这些概念直接写成数学语言。为对物质流变现象进行严格的数学论证以更深刻地理解它,从而进一步指导实践,我们简要地介绍了流变力学中的物质观、时空观、运动观。流变力学的任务就是把三个本原要素——物体、运动和力——这样的彼此连系起来,以得到材料流变特性的好的数学模式(本构方程),为此也给出了建立连续系统或离散统流变力学本构方程所遵循的基本原理。     

论流变断裂学的理论基础Ⅱ——粘弹正交各向异性和裂纹尖端弹粘塑性衰坏区

在本文,假设材料对于因裂纹扩展而发生的应力和应变变化是线粘弹性的。应用Sobotka的二维流变模型,推导出由材料非匀质性引起的具有流变效应的非对称剪切形变本构方程。其次,建立了粘弹性裂纹体裂纹尖端衰坏区弹粘塑性边界值问题的解的变分法。衰坏区的粘塑特性取决于局部粘塑性势,此局部粘塑性势确立了广义塑性应变率与广义应力间的关系。提出了容许应力历史空间内广义应力场的几何结构。这种结构直接包含广义应力历史的极值原理。这里,用广义应力和应变历史列出了边界值问题的公式,并给出解的存在的充要条件。     

温度相关中空柱的分数阶电磁热弹问题研究

基于分数阶广义热弹性理论,研究了材料特性参数与温度相关的无限长中空柱体的广义电磁热弹耦合问题的动态响应。中空柱体初始置于一恒定磁场中,内表面受热冲击作用。给出了介质的Maxwell电磁方程组及分数阶广义热弹性理论下电磁热弹耦合的控制方程。借助拉普拉斯变换及其数值反变换对控制方程进行了求解,得到了无量纲的温度、位移、应力及感应的电磁场等的数值解。计算结果表明,分数阶参数对温度、径向应力、环向应力、感应的电场和感应的磁场影响较大,对位移影响较小。温度相关性参数的增大,会导致各变量绝对值幅度的减小。     

非线性本构关系下两端固定梁的弯曲变形

基于经典梁理论和非线性本构关系,研究两端固定梁在横向分布载荷作用下的弯曲问题。首先假设材料弹性模量是应变的线性函数,推导了本构关系非线性情况下弯曲问题的基本方程。运用数值方法求解该支承条件下的弯曲问题无量纲方程的数值结果,分析了本构非线性参数和载荷对弯曲变形的影响,将大挠度问题与小挠度问题结果进行了对比。结果表明:对于非线性本构关系材料的梁的弯曲问题,即使在变形较小时也应采用大挠度方程求解。