近日，东莞理工学院计算机科学与技术学院数学系余翔博士和英国Keele大学傅依斌教授合作在固体力学顶级期刊《Journal of the Mechanics and Physics of Solids》上发表研究论文：有限壁厚超弹性充气圆管轴对称变形的一维模型。
超弹性圆管是现代工程和日常生活中经常使用的结构，在机器人和生物医学领域更有广泛的应用前景。受均匀内压时，超弹性圆管会发生局部起鼓(图1)。生活中常见的气球不规则变形以及人体中动脉瘤的形成都可以看作是圆管起鼓问题。为简化计算，人们通常将圆管看作是零厚度的薄膜圆管。但在一些实际问题中，如动脉瘤的形成，管壁可能是中等甚至较大厚度，因此有必要考虑有限壁厚充气圆管的起鼓问题。
本研究基于Audoly和Hutchinson(JMPS 2016, 97, 68–91.)提出的降维方法，从三维有限应变理论出发，推导了用于描述有限壁厚超弹性充气圆管起鼓的一维模型。该一维模型使得利用简单数值方法,如有限差分法，来描述有限厚壁圆管的轴对称变形变得容易。与数值模拟结果的对比表明，对于起鼓问题，该一维模型能够非常准确地描述起鼓从起始、生长到扩展的整个过程（图2）。该一维模型为之后研究各向异性、电载荷以及破裂等效应提供了一个起点。
论文第一作者及通讯作者为数学系余翔博士，东莞理工学院计算机科学与技术学院为论文第一署名单位，英国Keele大学傅依斌教授是论文的合作者,该工作受到国家自然科学基金（12072224）及英国工程和物理科学研究委员会（Engineering and Physical Sciences Research Council EPSRC，Grant No EP/W007150/1）资助。
附：论文链接https://doi.org/10.1016/j.jmps.2023.105276
