由Lagrange实验得到酚醛玻璃钢的动态本构方程

介绍由Ｌａｇｒａｎｇｅ实验、分析及拟合,得到未知材料的动态本构方程的方法。实验在轻气炮上进行,测量多点应力历和,经Ｌａｇｒａｎｇｅ分析得到数值本构关系,再拟合得到可供设计计算使用的动态本构方程。给出酚醛下班钢受冲击载荷时,一维应变状态下的一个本构方程。方程计算值与实测结果一致。     

百纳米以下压入硬度规律的科学意义和挑战

仪器化压入是广泛应用的微/纳米力学测试方法,可靠的百纳米以下压入硬度尺寸效应的规律及其机理是其中尚未完全认识清楚的问题.本文总结了课题组近期在百纳米以下压入硬度的实验和模拟方面的进展:通过精确控制试样晶向状态和表面粗糙度,表征压头尖端曲率,在大规模分子模拟中引入压头曲率参数,实现了实验和模拟的衔接和相互校核,获得了可靠的百纳米以下的压入硬度规律,并揭示了两种相反的尺寸效应的机理,即常规的随压入深度减小而增大的硬度尺寸效应来源于压头下方材料中位错的形核和传播,而与压入初始阶段的相反尺寸效应来源于压头尖端曲率和材料弹性行为之间的耦合效应;针对压入过程中的位错演化,系统对比了分子动力学和分子静力学的结果可靠性和计算效率与弛豫时间和能量收敛精度参数的关系,提出了选取模拟方法和模拟参数的依据.     

大块金属玻璃中由热软化和自由体积产生诱导的剪切带行为比较

比较研究了大块金属玻璃中由热软化和自由体积产生诱导的剪切带行为．首先讨论了大块金属玻璃中剪切失稳的热软化和自由体积产生效应．众所周知,在普通金属材料中,由塑性功转变来的热是其形成热塑剪切带的主要原因,并且是与能量直接相关的．与热软化相比,自由体积产生是金属玻璃发生剪切失稳的另外一种主控因素,由自由体积产生诱导的剪切失稳与由热软化诱导的剪切失稳完全不同,失稳判据中不显含能量．尤其是自由体积产生时的长波扰动总是不稳定的．从而,由自由体积产生和热软化耦合时的剪切失稳更像是由自由体积产生引发的．同时,在金属玻璃中,复合自由体积产生提供了一种特殊和内在的剪切失稳特征生长时间．剪切带的特征宽度由剪切带内相应的扩散过程控制：热扩散和自由体积扩散．作为粗略的估计,用无量纲数B,Deborah数（表示失稳生长率和载荷时间关系）和Lewis数（表示不同扩散竞争）表示了热软化和自由体积产生在剪切带形成过程中的相对重要性．这些结果对于理解大块金属玻璃剪切带形成机理具有非常重要的意义．     

工程结构损伤的两个重要科学问题--分布式损伤和尺度效应

工程结构的失效起始于底层,即从材料中的孤立的空洞成核开始,形成微裂纹,发展为宏观裂纹,直至整个结构破坏,因此分布式损伤和尺度效应在工程结构损伤问题中显得十分重要,本文简要介绍了一种处理分布式损伤（微损伤）的方法－“统计细观损伤力学”,以及其于该方法讨论了分布式损伤的演化规律,对于跨尺度失效问题的尺寸效应,通过分析应力波引起的损伤问题（存在2个反映尺度效应的Deborah数）,指出各类尺度耦合的机理和特征是关键点。     

损伤断裂的确定性随机行为和对初始位形的敏感性

我们以恒定载荷下的一排平行纤维或平板试件为原型,考察材料内部的损伤断裂的演化行为.用包含N个键的一维链为模型,模拟这个演化过程(图1).为澄清不同类型的复杂     

准脆性固体的灾变破坏及其物理前兆

准脆性固体的灾变破坏如地震、滑坡、地下工程的失效等给人类生产和生活带来了巨大影响,由于其非线性演化过程的复杂性,这类灾变破坏的触发机理与预测方法一直是困扰工程界和科学界的难题.我们在对固体灾变破坏中的几个基本问题:灾变破坏的机理、无序非均匀效应、局部化行为和响应量的前兆特征进行了阐述,并对其研究进展和研究现状进行了评述,分析了准脆性固体损伤的非线性演化和局部化、灾变破坏前兆研究面临的困难和机遇.     

多尺度耦合现象:挑战和机遇

以力学学科的两个重要方向--流体湍流和固体破坏为例,解释了多尺度耦合现象.这类现象的本质是不同尺度上物理的多样性和强耦合,动力系统理论和统计力学为这类现象的研究提供了基本的方法.这种对不同现象中多尺度问题强耦合本质的统一处理可能蕴涵着新的学科生长点.     

破坏现象耦合斑图演化诱致突变的系综统计

基于简单的细观非线性动力学模型,采用相空间随机切片方法,考察了介质损坏破坏的耦合斑图非平衡系综演化,系统的行为呈现样本个性,跨尺度敏感性及突发性突变等特征,称之为演化诱致突变现象。通过系综演化模拟,得到了相应的统计分布。考察了宏观参数空间中过渡区范围的尺度效应,对破坏前兆进行了初步分析。     

贝壳的结构 大自然的杰作

自然界中五光十色、形态各异的贝壳,让人们爱不释手,也给我们的生活带来美的享受和乐趣。但是,你是否知道,这些贝壳也给现代科学研究带来了许多深刻启示呢?贝壳的形貌包含着许多的几何曲线,例如,我们熟悉的各种螺旋线等,这些曲线极大地丰富了数学家的研究视野。同时,贝壳的形貌也给建筑学家的设计思想以极大的启迪,成为现代建筑设计(特别是薄壳式建筑)模仿的重要目标,如著名的悉尼歌剧院。尤其是贝壳内部的微结构,以及由此所产生的材料性能,更是令科学家们惊叹不已。我们常常会有这样的经验,折断一支粉笔比折断一块贝壳容易得多。从力学性能…     

严重急性呼吸综合征(SARS)的传播与控制动力学

严重急性呼吸综合征(SARS)是隐含大量未知因素的严重疾病. 提出一种简单的动力学模型以评估SARS流行的可能性和控制措施的有效性. 基于此模型, 分析了SARS在北京的流行数据. 数据拟合结果表明, 在北京导致SARS爆发的基本传染数为2.16, 而控制措施导致有效传染数下降. 应指出的是, 响应时间和控制措施的力度对流行病的爆发和持续时间有显著影响.