位错理论的继承、分析、应用和发展

一位错理论与强度物理学强度物理学是固体物理学的一个分支。它所研究的范围是固体(特别指晶体)的力学性质与内部结构之间的关系。当固体受到渐渐增加的拉伸应力的作用时,它首先发生弹性形变,随后发生不可回复的或范性的形变,最后发生断裂。此外,当固体在较高温度下进行拉伸时,会发生蠕变;在循环应力的作用下,会出现疲劳现象;而在较低温度下,则主要产生变脆的现象。上述这些弹性、范性和断裂等现象是固体用作工程材料时所表现的宏观性能。研究     

材料强度的物理基础

强度(靱性、硬度)是固体的基本性质。其中显示着原子间键合的基本规律。同时,在人类历史土,强度是物体首先被利用的在实用上最重要的性质之一。住宅、武器、劳动工具基本上郡是以固体造成的,这些物体或者是从自然界开采来的,或者是将天然物体加工而成。在现代技术中,具有特殊强度的材料的重要性更增加了许多倍。进行某些金属和陶器的高速切削及压力加工时,需要创造超硬合金;涡轮制造,特别是航空发动机的制造,需要能在温度高于1,000℃时经受大负荷的耐热材料。很多技术     

非晶态固体力学

经典的固体变形和断裂理论建立在连续介质尺度,结合位错、晶界、解理等概念可成功应用于各类晶态固体.然而,该经典路径对于拓扑长程无序的各类非晶态固体面临极大的概念和理论挑战.根本原因是,传统晶体学概念在非晶态无序结构中无法定义,导致以此为基础建立的固体力学理论全部失效.本文针对非晶合金这类典型非晶态固体及其对应的原子或胶体模拟体系,介绍和评述与力学相关的研究进展,包括塑性载体、塑性本构理论、蠕变与应力松弛、剪切带、断裂失效.最后,对非晶态固体力学研究的发展现状和未来趋势进行简要总结.     

金属塑性变形的双剪应力准则

材料在复杂应力状态下的屈服准则和强度理论,是研究固体力学、材料强度和结构强度的一个重要基础,从1864年到1913年,提出了两个重要的屈服准则,即Tresca和Mises准则。此后,对材料屈服基本准则的研究的进展不多。在点的空间主应力状态中,存在三个主剪应力     

黄昆院士与固体物理学

固体是由许多原子组成的.固体物理学主要研究固体的原子结构以及固体中电子与原子、电子与电子、原子与原子之间的各种相互作用和由这些相互作用决定的固体材料的各种性质.     

流场中复杂液滴的变形运动与吸附

液滴动力学是多相流热物理学的重要基础研究方向.随着科学研究的逐步深入和工业技术的不断发展,人们发现液滴的界面可由多种物质分子组成且可出现复杂的结构,如石油工程中表面活性剂、固体颗粒等物质吸附于油水液滴界面,细胞等生物液滴由具有复杂分子组成和结构的膜包裹等.研究发现复杂的分子组成和结构使液滴界面具有剪切弹性、面积扩张弹性、抗弯特性等显著不同于普通液滴表面张力的力学性质,而复杂的界面力与流场黏性力、壁面物理化学吸附力等相互耦合导致液滴在流场中展现复杂的变形、运动、吸附等动力学行为.本文介绍了复杂液滴界面的力学性质及其模型描述,综述了近年来关于流场中复杂界面液滴的变形、运动、吸附行为的研究进展,并给出了后续研究的建议.     

成岩深度测算原理的探讨

现有资料已经证明,岩石圈及其以下相当深度的岩石表现为固体性质,因此,应该按固体内应力状态测算深度;岩石力学实验证明围压越大,岩石的抗张,抗剪强度越高,在特续增高围压的条件下,岩石抗压强度几乎是无限的,Ｓｉｂｓｏｎ提出１０－１５ｋｍ左右之下岩石逐渐由脆性转变围 ,韧性岩石及具有弹性的固体,并不外于静流体压力状态。在目前缺乏反映流变程度数据的情况下,当已经测得不可忽略的差应力时,暂用弹性固体模型代替静     

广义双剪应力屈服准则及其推广

材料在复杂应力状态下的屈服准则是材料本构关系研究的最基础的内容,在固体力学、结构强度和结构弹塑性分析中得到广泛的应用。近年来,这些研究又有新的进展。本文在Tresca屈服准则(1864年)、Mises屈服准则(1913年)和双剪应力屈服准则(1961年)等三个现有屈服准则的基础上,提出一个新的广义双剪应力屈服准则。它包含了双剪应力屈服准则、Tresca屈服准则以及介于这二者之间的一族加权双剪应力屈服准则,它们可以分别适用于范围宽广的各种不同材料。     

黄昆院士与固体物理学

固体是由许多原子组成的。固体物理学主要研究固体的原子结构以及固体中电子与原子、电子与电子、原子与原子之间的各种相互作用和由这些相互作用决定的固体材料的各种性质。从固体物理学的发展历史看,自上世纪20年代中叶诞生量子力学开始,当时的顶尖科学家如Bloch、Wilson、Br     

超材料结构的弹性波带隙主动调控研究进展

周期超材料结构由多个相同的子结构根据一定的规律性和周期性组成,具有特殊的力学特性,比如带隙.弹性波只能在特定的频带(通带)内沿超材料结构传播,而在其他频带(带隙或禁带)内的弹性波将被阻隔.利用带隙特性可以实现弹性波过滤、振动和噪声控制等,由此学者进行了大量的研究工作,希望获得各种具有更好带隙特性的超材料结构.然而在实际工程应用中,超材料结构的尺寸往往已被固定,频率带隙的宽度以及位置往往成为限制其实用性的问题.因此,分析超材料结构中弹性波带隙的主动调控具有重要的理论与实际意义,可以为周期结构的振动控制和减振设计提供理论依据.本文针对周期超材料结构,综述了其中弹性波带隙主动调控问题的研究现状,简述了近年来发展的弹性波带隙主动调控研究方法,介绍了热点的研究结果,并提出了值得进一步深入研究的问题.     

四川省强度与振动重点实验室

四川省强度与振动重点实验室四川省教委高教处四川省强度与振动重点实验室是铁道部重点学科——固体力学学科点的支撑实验室，于１９９５年经四川省政府同意由四川省教委批准建立。实验室建有固体力学博士点和固体力学博士后流动站。现有科研教学人员６２人。其中，教授１...     

数字体图像相关方法研究进展

数字体图像相关方法是可测量物体内部三维全场变形的先进实验力学方法.通过匹配由数字体成像设备获取的被测物体变形前后的两组数字体图像,该方法能够获得物体内部亚体素精度的三维位移场和全场应变.得益于新型体成像设备的不断涌现、图像配准算法的持续改进以及高性能并行计算技术的快速发展,数字体图像相关方法已在生物医学、固体力学、岩土力学、材料科学等领域获得许多令人瞩目的重要应用.本文对过去20多年数字体图像相关方法中出现的各种位移和应变测量算法进行了系统回顾和评述,分析了该方法当前的局限和所面临的挑战.可以预期,数字体图像方法在实验力学领域中将扮演更为重要的角色,并有望在更多科研和工程领域中获得应用.     

固体中的缺陷：从位错到拓扑涡旋

固体如何形变流动,是固体物理和材料科学所长期关注的重要问题。谚语讲“上帝眼中,万物皆流”,其本质讲明了固体材料并不完美,其中存在的缺陷主导了固体材料的长时间尺度流变行为。在最近的一项研究工作中,研究者将拓扑学理论与前沿模拟方法相结合,最终证实了玻璃中拓扑缺陷的存在及其对玻璃塑性的关键作用。相关工作在非晶物质科学领域内首次展示了经典本征振动模式几何是如何影响非晶材料塑性行为的。     

中国科学技术协会第165次青年科学家论坛在宁波举行

信息时代的标志是电子产品及其日益完备的网络功能,而且有着将以电子产品为标志的新兴信息技术与我们熟知的传统工程技术分开的趋势.但出乎意料的是,传统的固体力学中的弹性波理论与信息技术有着密切联系.弹性波理论的研究有悠久历史,是固体力学和声学的重要分支,有广泛的工程应用背景,与信息技术、传感器、无损     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

细长杆弹性线模型的发展历史

细长杆的弹性线模型广泛存在于自然界和工程实际中,如海底电缆、高压输电线、柔性绳索、弹簧、石油工程中的钻杆和抽油杆、纳米纤维和纳米管、DNA和大分子聚合物、攀缘类植物的茎等。弹性细长杆的变形伴随着结构很强的几何非线性,从而对其进行力学分析具有很强的挑战性。整个弹性线的发展史是一部激动人心的历史,从问题提出到现在,其时间尺度跨越了大约8个世纪。参与弹性线研究的杰出科学家层出不穷,他们从数学、力学、实验等角度进行了各种探索。笔者主要从平面弹性线、空间弹性线以及弹性线与其他物理现象的比拟等角度对其发展历史加以介绍。弹性线的历史发展也使我们了解到数学力学与工程技术在解决实际问题时是如何紧密结合的。     

纳米结构金属晶界塑性机理的原子尺度模拟研究进展

纳米结构金属中富含晶界,对材料微观结构演化与宏观力学性能调控具有重要意义.厘清纳米结构金属晶界塑性变形的原子尺度机理,将之与材料宏观力学行为相联系,是纳米结构金属力学研究关注的核心问题.近年来,我们围绕晶界塑性变形机制及其影响因素,采用原子尺度模拟方法,探究了晶界诱导孪生与界面宏微观自由度的关联规律,揭示了晶界位错往复滑移主导的纳米晶体循环塑性机制,提出了孪晶界滑移诱导纳米晶体极端剪切变形,发展了取向依赖的晶界迁移和滑移转变模型,为纳米结构金属晶界行为预测与调控提供了新思路.本文梳理了晶界塑性原子尺度模拟的研究现状,总结了本团队从原子尺度探究晶界塑性变形机理的相关进展,指出了纳米结构金属晶界调控理论与力学表征的难点和挑战.     

关于受弯构件力学计算的一种表达式

目前广泛应用于各工程技术领域的关于构件分析的力学计算公式,往往对于不同结构类型、不同载荷形式、不同边界条件,采用不同的数学分析方法得出不同形式结果。但实际上无论什么构件的力学分析,在弹性范围內本质上均可统一用弹性力学基本方程与边界条件来表达,只是对不同情况以不同假设为前提进行不同简化而已。本文讨论一个适用于计算各种边     

光学相干层析及其在实验力学中的应用

光学相干层析(optical coherence tomography, OCT)是一种基于低相干干涉原理的层析成像方法,具有非侵入和快速成像等优点,可用于透明和半透明生物组织和材料内部微米级分辨率和毫米级深度的层析成像.与数字图像相关方法或位相测量等技术相结合之后, OCT还可作为一种弹性成像方法,用于载荷作用下物体内部位移与应变的全场测量,且灵敏度可分别达到纳米级和微应变级.目前, OCT弹性成像已广泛应用于眼角膜、皮肤、肿瘤、高聚物、复合材料等多种生物组织与非生物材料的测试,为定量评价组织与材料内部微观力学特性的分布提供有效的实验手段.本文在介绍OCT成像原理、位移与应变场重构方法的基础上,总结了OCT在实验力学中的典型应用,并探讨了该方法目前存在的问题与挑战.     

极限分析及塑性力学学术讨论会

中国力学学会和大連工学院于1963年8月26—31日在大連共同召开了极限分析及塑性力学学术討論会。出席会議的有来自全国有关高等学校、研究机构及工厂企业单位的代表58名和列席代表20余名。会議听取了“論固体力学中的极限