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期刊信息/Journal information
中国科学（物理学 力学 天文学）
中国科学（物理学 力学 天文学）

王鼎盛 张杰

月刊

1674-7275

Physics@scichina.org

010-64015835

100717

北京东黄城根北街16号

中国科学（物理学 力学 天文学）/Journal SCIENTIA SINICA Physica,Mechanica & AstronomicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《中国科学》是中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。《中国科学》任务是反映中国自然科学各学科中的最新科研成果，以促进国内外的学术交流。《中国科学》以论文形式报道中国基础研究和应用研究方面具有创造性的、高水平的和有重要意义的科研成果。在国际学术界，《中国科学》作为代表中国最高水平的学术刊物也受到高度重视。国际上最具有权威的检索刊物SCI，多年来一直收录《中国科学》的论文。1999年《中国科学》夺得国家期刊奖的第一名。
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    先进材料非线性力学专辑·编者按

    蒋敏强
    1页
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    动态加载下非晶合金的塑性事件演化及非近邻相互作用

    唐晓畅邓杰仁莫泳晖孟令怡...
    2-20页
    查看更多>>摘要：于无序中觅有序，于繁复间见真章。这是众多非晶材料研究者毕生的追求。非晶合金是基于现代冶金技术和熵调控理念，通过抑制合金熔体结晶以保持液体无序结构的一类新型金属材料。良好的综合性能使其在国防军事、航空航天、轨道交通等战略核心领域都具有广阔的应用前景。这些领域常要求结构装备能够承受连续冲击载荷，因此材料在复杂载荷作用下的动态力学响应和损伤演化过程是研究者关注的首要问题。本文尝试从动态载荷的统一视角出发，梳理非晶合金中的塑性事件演化及相互作用方面的研究发展脉络。通过明确基本单元对系统所处外界环境的响应，及其与宏观统计量之间的关联，加深对非晶体系在动载下涌现出的新现象和新机制的理解。最终希望能借助微细观机理研究明确技术发展方向，探明现象和机制背后蕴含的底层调控空间。

    非晶合金损伤演化数值模拟

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    析出硬化微观机制及连续化模型

    崔爱雅崔一南
    21-34页
    查看更多>>摘要：析出硬化作为提升合金强度的主要方法，在低碳钢、镍基合金等工程合金中得到广泛应用。理解析出硬化效应并发展相应的理论模型对合金的强韧化设计至关重要。尽管研究者很早就开始关注析出硬化效应，并基于线张力理论发展了一系列经典的析出硬化模型，但目前仍存在由于对析出硬化微观机理等认识不够深入导致硬化模型误用的情况。鲜有综述论文系统阐述这些强化机制在微观物理过程上存在着怎样的关联关系，以及如何正确选择不同的析出硬化模型。为此，本文从位错-析出相相互作用的微观物理过程出发，通过分析长程作用和短程作用，深入探讨了基于线张力的连续化硬化模型的适用范围。同时详细介绍了不同的强化概念与位错剪切机制和Orowan绕过机制的关联关系，并分析了不同情况下位错-析出相间作用的主导机制如何随共格析出相的尺寸变化而转变。本文的工作对于深入理解析出硬化机理，有效描述析出硬化效应，指导合金设计等具有重要的参考价值。

    析出硬化微观机理线张力理论位错剪切机制Orowan绕过机制

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    超薄材料制备中的断裂力学

    朱文清杨勇
    35-42页
    查看更多>>摘要：超薄材料(如石墨烯、二硫化钼、二维纳米金属材料等)具有优异物理和力学性质，是力学、凝聚态物理和材料科学等众多领域的长期研究热点，而对超薄材料的剥离和转移是开展相关实验研究的重要环节。本文对超薄材料的实验制备，以及制备中的断裂力学研究进展进行概述，分别介绍了经典机械剥离法与衬底表面屈曲剥离法的界面断裂力学原理及剥离准则。与经典机械剥离法相比，表面屈曲剥离法引入的薄膜应力较小，可成功实现对强黏附超薄材料的制备。最后，对超薄材料界面断裂力学的未来方向进行了展望。

    超薄材料界面断裂屈曲失稳剥离准则

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    仿生异质结构的非线性力学与优化设计

    王泽文吴开金解丽丽何陵辉...
    43-73页
    查看更多>>摘要：轻质高强韧结构设计一直是力学和材料等学科交叉的前沿问题，也是工程应用的不懈追求。生物材料经历数百万年进化，兼具轻质、高强度和高韧性力学性能，成为高性能工程材料设计的模板。然而，生物材料往往具有跨尺度、多层级的复相结构和界面特征，会产生非线性、多过程的变形和断裂行为，进而决定强度和韧性等力学性能。如何发展定量的力学模型、阐明生物材料的结构-界面-强韧力学性能间的关系，并为高性能仿生材料制备提供优化设计方案成了近期的研究前沿。本文以极具代表性的生物"砖泥交错结构"和"扭转纤维结构"为例，从力学模型和力学机制方面，首先梳理仿生异质结构代表性单元体(RVE)的非线性力学响应与其结构间的关联;然后讨论含主裂纹仿生异质结构的断裂行为及其与RVE结构间的关联;进一步，基于力学模型和机制，给出优化强度、韧性、抗冲击性和断裂韧性等性能的力学设计方案;最后，提出仿生异质结构非线性力学与优化设计中存在的挑战和未来的发展方向。

    仿生异质结构非线性力学代表性单元体断裂力学优化设计

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    生物与仿生微结构复合材料的断裂力学研究进展

    韦小丁刘俊杰於中良朱文清...
    74-96页
    查看更多>>摘要：亿万年的"物竞天择"促进自然界生物进化出精妙绝伦的微观结构，生物材料的力学性能因此得以突破传统结构材料著名的"强度-韧性"倒置关系，这为未来先进工程结构材料的研发提供了新的思路。但复杂的微结构也使生物材料的宏观断裂行为呈现出多尺度、多过程、多介质耦合的复杂特征，为建立基于均匀性假设的经典断裂力学理论方法带来新的挑战。对含有微结构的生物复合材料的断裂力学行为进行深入研究，对拓宽断裂力学的研究范畴，推动断裂力学理论的发展，启发新一代先进结构材料的优化设计具有重要的科学意义和潜在应用前景。本文试从理论分析、数值模拟、实验手段三个方面回顾近年来关于含有精细微结构的生物及仿生复合材料断裂力学的研究进展，重点介绍新方法与新思想，为非均质材料断裂力学的发展和先进材料的强韧化设计提供借鉴。

    断裂力学微结构复合材料非均质材料强韧化

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    三维蜂窝碳的研究进展综述:性能和应用

    谢璐蔡信强赵帅倪勇...
    97-128页
    查看更多>>摘要：蜂窝碳结构是由石墨烯纳米片构成的蜂窝状三维纳米多孔结构，具有低密度和高比表面积和孔隙率，同时也呈现出了如机械性能、热学性质等诸多优异性能，也为该材料在纳米电子器件、光电器件、热管理、催化、机械材料强化等领域提供了广阔的应用前景。本文讨论了蜂窝碳的一些可能的晶体结构，总结了文献报道的热性能和机械性能，阐述了蜂窝碳在气体存储、水净化和热力学等方面的应用。最后对相应的三维石墨烯结构进行了一定程度的延伸，并对该结构以及蜂窝碳在制备、性能、应用等方面做出了适当的总结和展望。

    蜂窝结构石墨烯力学性能导热系数气体吸附海水淡化

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    激光驱动的微弹道冲击

    荆晓晖蔡松林吴先前戴兰宏...
    129-143页
    查看更多>>摘要：微颗粒对材料的高速冲击与诸多重要应用领域密切相关，比如航天器的微陨石撞击、雾霾颗粒对发动机叶片的冲击、冷喷涂技术等。激光驱动颗粒冲击实验(Laser-Induced Particle Impact Test，LIPIT)于2010年被提出，是一种新型动态加载技术，能够对不同维度的多种材料进行微弹道冲击。相较于其他的微弹道技术，LIPIT独特的优势在于能够对单个微颗粒进行有效操控，进而实现各类材料(尤其是低维材料)的单颗粒微弹道高速冲击。本文回顾了LIPIT的发展历程，介绍了其系统构成及工作原理，对基于LIPIT技术的不同维度靶材的微弹道冲击研究进行了评述，主要内容包括:基于弹道动力学分析的能量耗散评估、微弹道冲击下的能量耗散机制、微弹道冲击导致的动力学现象及其相关的物理规律(包括反弹幂律、附着机制)。最后对发展现状和值得进一步研究的问题进行了简要总结。

    LIPIT微弹道冲击反弹侵彻能量耗散机制

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    超高性能混凝土(UHPC)力学性能研究进展

    陈建康
    144-163页
    查看更多>>摘要：基于最紧密堆积理论的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC)的概念自20世纪70年代被提出以来，针对该混凝土的理论研究和工程应用都取得了突破性的进展。本文综述了近半个世纪，特别是近十年来超高性能混凝土力学性能的研究进展，包括:(1)准静态荷载作用下UHPC的力学性能;(2)冲击与爆炸荷载下UHPC的力学响应;(3)UHPC力学性能的耐久性。最后，对今后UHPC力学性能的研究给出了展望。

    混凝土超高性能拉伸强度拉伸韧性动态响应抗腐蚀性能

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    物理化学的统一性及其尺度效应

    吕海宝杜善义
    164-169页
    查看更多>>摘要："玻璃态物质的本质是什么?"在2005年被列为未来25年最主要的科学难题之一。本文从跨尺度力学的角度发现玻璃态物质的玻璃化转变源于标度律(临界跃迁、或跨尺度效应)，是分子物理与凝聚态物理临界转变的非连续和非平衡态跃迁。(1)玻璃化转变是"有序(排列概率分布)-无序(组合概率分布)"转变，也是相分离-微相分离转变;(2)玻璃化转变具有协同效应，其"分子纠缠"个数为3。718(即e+1，其中e为自然常数)。

    玻璃态物质玻璃化转变跨尺度力学

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