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.     

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.     

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.     

一类可压缩超弹性材料球体中的空穴分岔

研究了由一类均匀各向同性的可压缩超弹性材料组成的球体在给定的表面拉伸作用下的球对称变形问题.给出了问题的控制方程和边界条件,进而求得了描述球体径向对称变形的参数型解析解.证明了对任意给定的表面伸长,方程存在一个平凡解.利用能量比较的方法分析了解的稳定性,并讨论了球体发生空穴分岔时的应力的集中和突变现象.最后给出了数值算例.     

一类非线性发展方程组的解的定性性质

将一类非线性发展方程组的初边值问题约化为一个二阶非线性常微分方程。该微分方程可以描述在表面突加的拉伸死载荷作用下,不可压缩的广义Valanis-Landel材料组成的超弹性球体内部空穴的生成和运动。分别从方程的平衡解的静态分岔、解的存在条件以及解的动力学性质3个方面讨论了各个参数对微分方程的解的定性性质的影响。证明了空穴生成后随时间的运动是非线性的周期振动,并给出了数值模拟。     

受热黏弹性球体中空穴的动态生成和增长

根据有限变形动力学理论,研究了不可压黏弹性球体在均匀温度场作用下空穴的动态生成和增长问题.采用几何大变形的有限对数应变和Kelvin-Voigt微分型热黏弹性本构方程,建立了描述球体内空穴运动的二阶非线性常微分方程.通过数值计算,给出了空穴半径随温度的增长曲线和空穴生成时的临界温度,得到了空穴半径随时间增长的动态变化曲线,讨论了外界温度场、球体半径以及各材料参数对空穴半径的增长规律.     

不可压缩柱形弹性动力学方程的解的定性分析

本文研究了轴对称变形假设下的不可压缩超弹性柱形结构的动力学稳定性问题.利用材料的不可压缩条件将描述圆柱形结构径向对称运动的弹性动力学方程约化为二阶非线性常微分方程.特别地,针对圆柱体、含有微孔的圆柱体、圆柱壳以及柱形薄膜等结构的径向对称运动问题,分别给出了一些具有共性的结论,如圆柱体轴线上空穴生成的条件、圆柱壳或薄膜产生非线性周期振动以及破裂的条件等.     

不可压缩Ogden材料组成的球体的有限振动

研究了各向同性不可压缩超弹性Ogden材料组成的两种球形结构（实心球体和含有微孔的球体）在外表面拉伸载荷作用下的径向对称运动问题．首先给出了问题的基本控制方程和初边值条件，求得了描述球形结构运动的二阶常微分方程．通过对解的定性分析，证明了球形结构随时间的运动为非线性周期振动．     

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.     

SMA伪弹性和形状记忆特性的描述

基于混合物理论,结合Ｔａｎａｋａ的相变描述,给出了小变形、初始各向同性和塑性不可压缩条件下形状记忆合金的三维本构方程。对不同温度下形状记忆合金材料的特性进行了描述,预言了单调及循环加载下的响应和正、反相变行为及其温度影响;动态相变过程对应力响应的影响,高温相下的强度增加等。     

不可压缩超弹性材料中预存微孔的周期振动

对于由横观各向同性不可压缩的修正Varga材料组成的含有微孔的球体,研究了球体在外表面突加的拉伸恒定载荷作用下的径向运动问题,得到了描述微孔运动的二阶非线性常微分方程.通过对方程的解的定性性质的分析,证明了当方程有唯一平衡点时,它是方程的中心;当方程有三个平衡点时,其中一个是方程的鞍点,另两个是方程的中心.进而证明了在给定的拉伸载荷作用下,球体内部微孔随时间的演化是非线性周期振动.讨论了材料关于径向各向异性的参数对微孔振动的影响,并给出了相应的数值算例.     

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.     

强中子注量下球形装置多层介质温度分布

用Monte Carlo方法计算了强中子注量通过较厚轻介质屏蔽层后在多层介质球中造成的温度分布。建立了包括源中子、屏蔽介质和多层球在内的简化几何模型,在源中子方向分别为矢径方向和球面外向各向同性分布两种模式下,用俄罗斯轮盘赌和分裂方法模拟了中子的深穿透输运过程,并采用指向概率方法,求得多层介质球内不同点的温度分布和介质平均温度。结果表明,在两种源中子方向模式下,同一介质不同位置的温度增量随该点离源的距离增大而减小,越内层的介质平均温度越高。     

不可压超弹性材料中微孔增长的定性分析

研究了在表面拉伸死载荷的作用下，一类含有微孔的横观各向同性不可压超弹性球体的有限变形问题，对球体内部微孔的增长进行了定性分析，得到了描述微孔增长量与拉伸死载荷平衡关系的方程；然后讨论了材料参数、微孔半径对微孔增长的影响；并且利用最小势能原理，证明了在某些情形下微孔增长的跳跃性；最后给出了数值算例．     

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．     

橡胶类材料大应变时明显硬化的本构分析

对不可压缩各向同性超弹性橡胶类材料引入一种应变能函数来模拟其增强效应．应变能函数中包含了应变不变量，且限制了最大主伸长，对均匀变形的单轴拉伸橡胶类材料进行了计算，实验表明，该函数较好地反映了Mooney-Rivlin型材料的增强效应。