受热黏弹塑性复合球体的空化问题分析

在有限变形动力学的框架下, 采用Kelvin-Voigt微分型热黏弹性本构关系, 建立球体内空穴运动的非线性数学模型, 得到了球体的几何参数和材料参数与空穴生成时临界温度的变化关系; 给出空穴半径随时间增长的动态变化曲线, 并讨论外界温度场、 球体的几何尺寸和材料参数对空穴半径增长规律的影响.     

关于超弹性材料球体中空穴分岔问题的研究(Ⅱ)

研究了一类可压缩超弹性材料组成的球体的空穴分岔问题.建立了球体在给定的表面均匀径向拉伸作用下的球对称变形问题的数学模型.证明了当给定的表面伸长超过某临界值时,球体内部可以发生空穴分岔,并且得到了描述球体的径向变形函数的参数型空穴分岔解;指出了临界伸长随泊松比的增加而减少,讨论了空穴分岔方程的解的稳定性.证明了在空穴生成之前,整个球体的变形是膨胀的;空穴生成后,空穴附近的变形是收缩的.最后给出了球体内部有空穴生成时的应力分布.     

各向同性Gent-Thomas材料中空穴生成的突变性

研究了由均匀各向同性不可压缩Gent-Thomas材料组成的球体在给定表面拉伸死载荷作用下的球对称变形问题.得到了描述球体内部空穴生成和增长的空穴分岔方程.证明了方程的平凡解支上存在唯一的分岔点,以及非平凡解在分岔点附近可以局部向左或向右分岔.特别地,当材料参数取某些值时,局部向右分岔的非平凡解对应于拉伸死载荷超过某临界值时,球体内部有空穴生成并连续增长;而局部向左分岔的非平凡解支上还存在一个二次转向分岔点,在这种情形下,当拉伸死载荷还未超过临界值时,球体内部便有一个半径相对较大的空穴生成,这与其他各向同性不可压缩超弹性材料有明显的不同.同时给出了相应的数值算例.     

超弹性-塑性材料中空穴的动生成

研究不可压超弹性-塑性材料球体中空穴的动生成问题,采用不可压neo-Hookean超弹性材料和满足不可压条件与Tresca屈服条件的理想塑性材料来描述材料的弹塑性。当球体表面突加载荷超过其临界值时,球体内部有空穴的突然生成,并随时间无限制地增长。     

组合幂强化弹塑性-超弹性球体中的空穴生成

研究了组合幂强化弹塑性-超弹性球体在简单加载作用下空穴的生成问题．这里存在一个临界载荷，当外加载荷小于这个临界值时，不管载荷为何值，问题总有一个响应于均匀变形的平凡解；当载荷超过其临界值时，除了平凡解之外，球体内部还有一个空穴突然生成，因此问题有一个分叉解．得到了空穴半径与外加载荷之间的精确关系；数值结果表明，幂强化弹塑性材料参数对空穴生成有明显的影响．     

关于超弹性材料球体中空穴分岔问题的研究(Ⅰ)

研究了由一类关于径向各向异性不可压缩超弹性材料组成的球体在给定的表面径向拉伸死载荷作用下的空穴分岔问题.得到了描述球体内部有空穴生成和增长的空穴分岔方程;讨论了在由表征径向各向异性参数划分的不同区域内空穴分岔方程解的定性性质;用奇点理论方法证明了空穴分岔方程等价于一类具有单边约束条件的正规形;用最小势能原理分析了解的稳定性和突变现象,并讨论了实际稳定的平衡状态.最后给出了球体内部有空穴生成时的径向和环向应力分布,指出了应力的集中和突变现象是导致空穴生成的基本原因.     

基于Hamaker假设的黏着接触弹性模型

为研究微纳米系统中的黏着接触问题，基于Hamaker假设和Lennard-Jones的势能定律，通过积分方法得到了球体与平面间的黏着力，同时结合经典弹性理论建立了一种新型的球体与平面黏着接触的弹性模型．该模型可以同时得到平面轮廓随间距的变形过程及黏着力和平面变形量随间距的变化规律，当球体半径较大时，所建模型与基于Derjaguin近似的黏着模型给出的结果基本一致，随着球体半径的逐渐减小，2种模型的差异逐渐增大，这是由于Derjaguin近似的误差随球体半径的减小而增大引起的．因此，当球体的半径趋近纳米级时，基于Hamaker假设的黏着接触模型消除了Derjaguin近似所带来的误差，可以更加准确地给出黏着力和平面变形量随间距的变化规律．     

基于Hamaker假设的黏着接触弹性模型

为研究微纳米系统中的黏着接触问题，基于Hamaker假设和Lennard-Jones势能定律，通过积分方法得到了球体与平面间的黏着力，同时结合经典弹性理论建立了一种新型的球体与平面黏着接触的弹性模型，该模型可以同时得到平面轮廓随间距的变形过程及黏着力和平面变形量随间距的变化规律，当球体半径较大时，所建模型与基于Derjaguin近似的黏着模型给出的结果基本一致，随着球体半径的逐渐减小，两种模型的差异逐渐增大，这是由于Derjaguin近似的误差随球体半径的减小而增大引起的，因此，当球体的半径趋近纳米级时，基于Hamaker假设的黏着接触模型可以给出更加准确的结果。     

两个组合热超弹性球体中空穴的动态生成

该文研究了由两个不可压热超弹性球体组合而成的物体在突加表面均布拉伸载荷作用下空穴的动态生成问题．除了一个平凡解外，当外加载荷超过某个临界值时，物体内部存在一个空穴生成，并且得到了外加载荷和空穴半径之间的一个精确微分关系．数值计算表明，空穴发生非线性周期振动，并给出了几种情况下空穴生成的临界载荷值以及空穴振动的相图，讨论了温度参数等对空穴生成的影响．     

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,获得了空穴萌生明控制参数临界值的精确计算公式和空穴半径的精确表达式.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.