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1. 坐标变换系数张量观与杂交张量概念分析1)
殷雅俊
力学与实践    2019, 41 (1): 1-9.   DOI: 10.6052/1000-0879-18-154
摘要525)   HTML2)    PDF(pc) (2778KB)(149)    收藏

本文致力于澄清一个十分基本的问题:坐标变换系数是否为张量?传统观念认为,坐标变换系数不是张量。为了揭示坐标变换系数的本质,本文采用“从一般到特殊”的研究策略,重塑了张量的内涵和外延,引入了杂交张量概念,进而颠覆了坐标变换系数不是张量的传统观念,确切地讲,它就是度量张量的杂交分量。这一结果扩张了张量概念的集合,提升了张量分析学内在的统一性、对称性和不变性,减少了连续介质力学的运算量。

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2. 小行星捕获轨道优化研究综述
宝音贺西, 包长春
力学与实践    2019, 41 (5): 511-519.   DOI: 10.6052/1000-0879-19-106
摘要84)   HTML19)    PDF(pc) (283KB)(172)    收藏

小行星捕获对研究行星起源、地球生命来源、防御小行星撞击地球和开采行星矿产资源具有重要的意义。由于现有的推进器能力不足,小行星捕获任务中优化小行星捕获所需要的速度增量是任务成败的关键。本文分别从利用引力辅助轨道优化、连续小推力轨迹优化、小行星捕获任务轨道优化设计及小行星临时捕获等4 个方向介绍小行星捕获轨道优化方面国内外研究进展及现状。基于对上述研究现状的分析,尝试展望小行星捕获轨道优化研究的未来发展趋势。

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3. 结构优化技术在高速飞行器上的应用与面临的挑战 1)
全栋梁, 时光辉, 关成启, 王健, 罗俊航, 宋锋, 王博, 高彤, 朱继宏, 张卫红
力学与实践    2019, 41 (4): 373-381.   DOI: 10.6052/1000-0879-18-448
摘要224)   HTML16)    PDF(pc) (2880KB)(231)    收藏

高速飞行器是航空航天领域发展的重要方向,具有重大战略意义和重要经济社会价值。首先,对结构优化技术及其在飞行器零部件和全机结构概念设计中的应用进行综述;然后,根据典型使用环境和设计要求,总结高速飞行器结构设计中存在的主要问题和应用需求,着重介绍近年来在高速飞行器零部件和全机结构概念设计中应用结构优化技术的典型案例;最后,提出近期亟待突破或完善的结构优化技术。结构优化技术与设计经验相结合带来设计理念的变革,将成为先进飞行器设计的必备工具和标准流程。面向重大需求的结构优化理论研究与工程实践对提升我国航空航天核心竞争力具有重要价值。

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4. 自然基矢量的协变导数与广义协变性思想的演进 1)
殷雅俊
力学与实践    2019, 41 (3): 255-264.   DOI: 10.6052/1000-0879-18-226
摘要358)   HTML33)    PDF(pc) (2779KB)(270)    收藏

博士生在课堂上提出问题:"自然基矢量能否求协变导数?"。本文以此问题为引子,引入公理化思想,定义了广义分量和广义协变导数概念,并以新概念为基础,将经典协变性发展为广义协变性,将经典协变微分学发展为广义协变微分学。论文综述了探索中遇到的困难以及突破的途径,展示了广义协变导数概念的抽象过程和广义协变性思想的演进过程。

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5. 岩石中封闭应力研究进展1)
耿汉生, 许宏发, 陈晓, 柏准
力学与实践    2018, 40 (6): 613-624.   DOI: 10.6052/1000-0879-18-195
摘要310)      PDF(pc) (1949KB)(471)    收藏

封闭应力对岩石力学特性的影响不容忽视。从陈宗基提出岩石的封闭应力定义以来,研究的学者较少。本文从前人对封闭应力的定义出发,结合岩石力学发展现状,对封闭应力概念进行了拓展,提出了新的定义。将岩石力学研究中符合封闭应力定义的应力形式进行了归纳和分类,总结了各类封闭应力的变化规律及其计算公式,讨论了封闭应力与地下工程开挖之间存在的关联性及其影响的表达形式。本文对于推动封闭应力的深入研究具有积极意义,将为解释深部岩石力学特殊现象提供新的途径。

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6. 柔性力敏导电高分子复合材料应用研究进展1)
刘虎, 刘永志, 代坤, 郭战虎, 刘春太
力学与实践    2018, 40 (5): 481-494.   DOI: 10.6052/1000-0879-18-250
摘要205)   HTML11)    PDF(pc) (47164KB)(245)    收藏

柔性力敏导电高分子复合材料在可穿戴人-机交换界面、医疗监控、便携式运动设备及仿生机器人等领域具有巨大的应用前景。本文详细介绍了力敏导电高分子复合材料的导电逾渗理论、响应机理和灵敏度,综述了不同类型力敏导电高分子复合材料的力-电响应特性,总结了数值模拟方法在力敏导电高分子复合材料领域的研究现状,最后展望了力敏导电高分子复合材料的未来发展。

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7. 在超声速流动中激波与边界层的干扰特性
刘沛清, 郭知飞
力学与实践    2018, 40 (4): 357-361.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-363
摘要296)   HTML12)    PDF(pc) (12452KB)(363)    收藏

激波与物面边界层的干扰涉及可压缩流动的稳定性、转捩、分离等问题,直接影响到飞行器的阻力、表面热防护和飞行性能等工程技术问题。首先总结了前人对于激波与边界层的干扰所做的工作,之后重点研究和对比分析了超声速与跨声速流动中,正激波、斜激波以及头部激波对于飞行器层流和湍流边界层的干扰影响。激波强度的不同对边界层干扰作用不同,在强干扰情况下将会引起边界层分离和翼型失速。

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8. 结构拓扑优化的一些基本概念和研究方法1)
周克民
力学与实践    2018, 40 (3): 245-252.   DOI: 10.6052/1000-0879-18-054
摘要345)   HTML17)    PDF(pc) (1757KB)(416)    收藏

介绍了结构拓扑优化研究领域的一些基本概念和主要问题。分析了拓扑优化结构的类桁架性质以及离散化性质,给出了几个作为标准 算例的典型解析解答。简述了各种结构拓扑优化数值方法的优化策略和特点。解释了连续体结构拓扑优化数值方法中普遍存在的单元依 赖性、奇异性、棋盘格等数值计算不稳定问题现象。介绍了准则法、序列规划方法和启发式算法等各种数学优化求解方法的基本原理。使 初学者初步建立结构拓扑优化相关基本概念。

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9. 大型运输机的减阻技术
刘沛清, 张雯, 郭昊
力学与实践    2018, 40 (2): 129-139.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-295
摘要216)   HTML4)    PDF(pc) (19858KB)(428)    收藏

回顾了到目前为止可能用在大型飞机上的相关减阻技术,从三个方面(减小摩擦阻力、降低诱导阻力、减小激波阻力)详细介绍了多种减阻技术的方法和原理. 其中减小摩擦阻力分成层流减阻和湍流减阻两个部分. 层流减阻中吸气控制方法、湍流减阻中沟槽壁面控制方法、翼梢小翼技术、激波鼓包技术等都有可能成为改进新一代大型运输机阻力特性的实用技术. 粗糙阵列、等离子体激励器、动态控制三维鼓包等新技术也为减阻技术的实际应用提供了新的可能性.

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10. 高温环境下结构模态试验技术
于开平, 白云鹤, 赵锐, 周昊天
力学与实践    2018, 40 (1): 1-12.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-288
摘要262)   HTML6)    PDF(pc) (28136KB)(1665)    收藏

由于高超声速飞行器长时间在大气层内工作会面临恶劣的气动热环境,飞行器结构地面模态试验必须考虑高温影响,但高温环境下结构模态试验远比常规试验复杂,目前仍存在很多技术难点亟待解决.本文首先对高温环境下的结构模态试验技术国内外发展现状进行了综述,详细分析了现有的高温环境下结构模态试验中的激励力与振动响应测量技术的特点及适用性,最后展望了高温环境下结构热模态试验技术的发展方向和研究重点.

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11. Trefftz有限元法的研究进展
王克用, 李培超
力学与实践    2017, 39 (5): 433-440.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-115
摘要386)      PDF(pc) (3696KB)(985)    收藏

Trefftz有限元法(Trefftz finite element method,TFEM)是一种高效的数值计算方法,兼有传统有限元法和边界元法的诸多优点.基于双独立插值模式,结合杂交泛函和高斯散度定理,推得仅含边界积分的有限元格式.简述了过去10年间(2007-2016) Trefftz有限元法在单元域内插值函数、源项处理、特殊功能单元以及非各向同性材料等方面的研究进展,并对未来的发展趋势给出了几点展望.

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12. 航天动力学软件发展评述
罗亚中, 孙振江, 乔栋
力学与实践    2017, 39 (6): 549-560.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-248
摘要1010)      PDF(pc) (305KB)(3462)    收藏

航天动力学软件是航天动力学理论与工程实践联通的桥梁,可以显著提高航天任务分析设计效率和水平.国际上已有一系列成熟的软件但多对我国禁运.近年来国内在航天动力学理论研究与工程应用方面均有长足发展,但成熟航天动力学软件方面几乎还是空白.本文从航天任务仿真分析和航天器轨迹优化两个方面综述国际上航天动力学软件的发展情况,着重介绍了典型的开源和商业软件,包括JAT,STK,Freeflyer,POST和ASTOS等.简单评述了国内航天动力学软件的发展情况.总结了各类航天动力学软件的技术特点,给出了对我国研制成熟航天动力学软件的启示和初步建议.

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13. 力学的几何化
武际可
力学与实践    2017, 39 (4): 323-332.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-181
摘要951)      PDF(pc) (9849KB)(2418)    收藏

本文介绍了力学发展过程中,力学理论系统的几何化.把力学的动力系统归结于黎曼几何、辛几何的几何课题,以及对偶概念、对称概念、变换和不变量概念在力学中的普遍应用.

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14. 基于并联平台的卫星微振动控制研究进展
于开平, 焦健, 吴迎
力学与实践    2017, 39 (3): 219-225,259.   DOI: 10.6052/1000-0879-17-072
摘要309)      PDF(pc) (10318KB)(481)    收藏

高分辨率已经成为了目前我国卫星发展的一个重要方向,在这进程中必须要攻克的一个重要技术难题就是对卫星微振动的控制.首先综述了国内外在使用并联平台解决微振动控制问题方面的发展情况,主要是平台研制及性能情况对比,对比发现,基于并联平台的微振动控制技术我国目前相比于国外还存在一定差距.然后对并联平台的典型构型设计、动力学建模、控制系统设计、平台优化以及地面模拟试验等研究进行了详细的总结.最后对我国微振动控制技术未来需要进一步深入研究的问题提出了展望.

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15. 典型纳尺度结构的热振动
刘汝盟, 王立峰
力学与实践    2017, 39 (2): 109-119.   DOI: 10.6052/1000-0879-16-429
摘要547)      PDF(pc) (13573KB)(846)    收藏

热振动是一定温度下纳尺度结构的固有运动,对其动力学行为有着重要的影响. 当空间进入纳米尺度,结构呈现离散性,量子效应、边界效应、范德华力等变得不可忽略,纳尺度结构在热噪声随机激励下的动力学行为表现出众多异乎寻常的特性. 以碳纳米管和石墨烯为代表的纳尺度碳材料具有优良的力学、电学和化学性质. 在此介绍多种针对纳尺度结构热振动问题的研究方法、及碳纳米管和石墨烯的低温热振动、碳纳米管的非线性热振动研究进展.

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16. 载人登月转移轨道偏差传播分析与中途修正方法概述
李海阳, 贺波勇, 曹鹏飞
力学与实践    2017, 39 (1): 1-6.   DOI: 10.6052/1000-0879-16-291
摘要545)      PDF(pc) (1477KB)(561)    收藏

载人登月转移轨道是指地月转移轨道和月地返回轨道,其上飞行器飞行时间长、动力学模型复杂、非线性强且变系数.因此,工程任务中偏差不可避免,对偏差的控制直接影响任务执行的效果甚至成败.在概述载人登月转移轨道研究基础上,总结了偏差传播分析方法、最优中途修正策略及中途修正瞄准算法.最后,对我国未来载人登月转移轨道中途修正提出一些建议.

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17. 小行星的奇特动力学
李俊峰, 曾祥远, 张韵
力学与实践    2016, 38 (6): 603-611.   DOI: 10.6052/1000-0879-16-354
摘要1267)      PDF(pc) (14126KB)(841)    收藏

小行星数以百万计,有着千奇百怪的外形.无论是小行星自身长期演化、还是它们附近的绕飞物体,都有着奇特的动力学现象.介绍小行星研究现状和发展趋势,阐明影响小行星姿态轨道长期演化的重要作用——雅科夫斯基效应和YORP效应.概述小行星不规则引力场描述方法与其中复杂的周期轨道,尝试提炼其中的科学问题和研究方向.

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18. 不同失效模式下轴压管状结构的吸能特性比较
邱信明, 潘明乐, 虞晓欢, 王伟, 刘雨喆
力学与实践    2016, 38 (5): 477-492.   DOI: 10.6052/1000-0879-16-243
摘要575)      PDF(pc) (12678KB)(615)    收藏

圆管、方管等管状结构受轴向的压缩作用,是工程上常见的一种结构受力形式.由于几何尺寸、边界条件和材料特性的不同,管状结构可以发生5种不同的失效模式:渐进屈曲、整体失稳、翻转、膨胀和劈裂.本文综述了近年来管状结构在轴压作用下不同失效模式的理论建模、实验测试和数值仿真研究结果,并对5种失效模式的力学响应、能量吸收特性进行了对比与分析.

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19. 相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展
许爱国, 张广财, 甘延标
力学与实践    2016, 38 (4): 361-374.   DOI: 10.6052/1000-0879-16-006
摘要476)      PDF(pc) (33914KB)(421)    收藏

概述相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展.这部分研究内容,根据系统的成分,可分为单介质的两相分离和多介质的相分离;根据物理建模,可分为基于传统流体模型的LBM(lattice Boltzmannmethod)数值模拟和相分离系统的动理学建模与模拟;根据研究的侧重点,可分为方法(模型)研究和相分离过程研究.离散Boltzmann模拟所提供的非平衡行为特征为区分相分离的两个不同阶段提供了一个简洁、有效的物理判据,可用于不同类型界面的甄别与追踪技术设计.

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20. 微重环境下液体晃动研究进展
苗楠, 王天舒, 李俊峰
力学与实践    2016, 38 (3): 229-236.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-185
摘要432)      PDF(pc) (1379KB)(505)    收藏

现代航天器通常携带大量的液体燃料,液体晃动会影响航天器的姿态稳定性和控制精度,因此需要对晃动行为进行精确建模. 本文系统介绍了微重环境下液体晃动问题的国内外研究现状:理论分析方面,总结了小幅晃动和非线性晃动的研究方法;数值计算方面,介绍了模态分析和CFD (computational fluid dy-namics) 方法在该问题上的应用;物理实验方面,阐述了地面实验和在轨实验的方法及进展. 最后进行总结与评价,并提出了该领域未来需要解决的3 个问题.

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21. 工程索结构动力学:非线性建模与分析
郭铁丁, 康厚军, 王连华, 赵跃宇
力学与实践    2016, 38 (2): 119-125.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-184
摘要798)      PDF(pc) (561KB)(722)    收藏

索结构因其轻、柔及高强度等特性被作为受拉构件广泛应用于工程领域.一方面,环境载荷激励下索结构产生了复杂的大幅动力响应,给结构带来危害;另一方面,索结构是一个同时含有平方和立方非线性的典型力学系统,具有非常丰富的非线性动力学行为.因此,索动力学的研究受到了工程界和力学界的广泛关注,产生了大量的研究成果.本文尝试从索结构动力学建模、非线性内共振分析、支座运动激励下的索动力学以及复杂环境载荷作用4个方面对索动力学研究进行总结,并讨论目前研究的局限性.

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22. 页岩气储层压裂数值模拟技术研究进展
金衍, 程万, 陈勉
力学与实践    2016, 38 (1): 1-9.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-225
摘要670)      PDF(pc) (9736KB)(1094)    收藏

页岩气储层水力压裂数值模拟既要考虑页岩储层岩石的特性,又要兼顾水平井分段压裂施工工艺,是一个非常棘手的力学难题.本文简述了页岩气储层岩石具有的地质力学特征和页岩气储层开发常用的水平井分段压裂技术;详述了扩展有限元、边界元、离散元在水力压裂裂缝模拟上的应用现状,指出了它们在处理裂缝问题的局限性和优越性,总结出边界元三维位移不连续法是模拟多裂缝扩展的有效方法.

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23. 载人登月轨道研究综述
宝音贺西, 李京阳
力学与实践    2015, 37 (6): 665-673.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-139
摘要482)      PDF(pc) (1346KB)(641)    收藏

21世纪初叶,美国星座计划、欧洲曙光计划以及中国嫦娥工程计划的相继提出,彻底拉开了人类重返外太空的序幕,载人登月也被赋予了全新的涵义和使命.探测内容的多样化,轨道设计的复杂精细化,宇航员安全保障的突出化,进一步加大了载人登月工程任务设计的复杂度与难度.文中分别从载人登月轨道整体、地月转移轨道、空间交会对接以及全月面到达这4个方向介绍载人登月当前研究进展与现状,并列举了各研究领域的相关热点问题.基于对上述研究现状的分析,尝试展望了该研究领域未来的发展趋势.

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被引次数: Baidu(5)
24. 非饱和土力学理论的研究进展
刘艳, 赵成刚, 蔡国庆, 李舰
力学与实践    2015, 37 (4): 457-465.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-008
摘要610)      PDF(pc) (745KB)(671)    收藏

回顾了非饱和土有效应力的发展,目前普遍认同采用两个应力变量来建立本构模型,且对基质吸力中毛细和粘吸两部分作用进行了阐述。分析了非饱和土强度问题,包括抗剪强度和抗拉强度。讨论了非饱和土的本构模型问题,包括基于净应力和基质吸力的弹塑性模型,基于Bishop有效应力和基质吸力的水力力学耦合弹塑性模型,以及双孔隙结构的模型。最后探讨了热力学方法和多孔介质理论在非饱和土中的应用,基于多孔介质理论在多场耦合条件下土体复杂的行为是当前值得研究的问题。

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25. 岩爆的压缩流体包裹体膨胀力源假说
岳中琦
力学与实践    2015, 37 (3): 287-294.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-089
摘要636)      PDF(pc) (10999KB)(617)    收藏

岩爆是地下工程中的一种奇异力学破坏现象. 开挖后的围岩块石突然、猛烈地向开挖空间弹射、抛掷和喷出. 它具局部性、突发性、隐蔽性、滞后性、无前兆性、高初速度和高冲击动能. 岩爆常常导致深部岩石工程重大人员伤亡和经济损失. 虽然人们对岩爆做了大量研究, 岩爆的成因机理依然是公认的"国际岩石力学领域的世界性难题". 本文指出、分析、论证了造成这个"世界性难题" 的原因是, 国际岩石力学领域忽略了连续完整岩石中微小流体包裹体的存在和异常作用. 本文进一步提出、分析和论证了封闭在完整岩石中的微细流体包裹体可能处于被压缩状态, 能够拥有高压强, 能够造成完整岩石内部的局部异常高地应力场. 岩石开挖可导致封闭在岩石内部的众多微细高压缩流体包裹体重新随时间而渗流、移动和相变, 再造成局部完整脆性围岩的岩爆. 对岩石流体包裹体的力学研究能让我们破解世界性岩爆难题.

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被引次数: Baidu(2)
26. 钻柱振动信息测量技术研究进展
狄勤丰, 平俊超, 李宁, 王文昌, 王明杰, 张鹤
力学与实践    2015, 37 (5): 565-579.   DOI: 10.6052/1000-0879-15-044
摘要542)      PDF(pc) (18839KB)(921)    收藏

随着深井、超深井数量的快速增加, 钻柱振动导致的钻具失效问题更加突出. 针对钻柱振动的研究可分为理论与数值模拟、测量分析两种方法. 由于钻柱振动具有复杂的非线性特征, 使得理论与数值模拟研究受到了很大限制, 因此井下振动测量技术的研究显得尤为重要. 本文比较全面和系统地介绍了国内外钻柱振动测量技术研究现状和进展情况, 并对几个应用较为成熟的国外测量系统的工作原理、分析方法及应用技术进行了详细的综述. 所得结论可为我国井下振动测量技术的发展提供重要参考.

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被引次数: Baidu(2)
27. 桥梁安全监测最新研究进展与思考
马宏伟, 聂振华
力学与实践    2015, 37 (2): 161-170,181.   DOI: 10.6052/1000-0879-14-106
摘要820)      PDF(pc) (1035KB)(942)    收藏

分析和总结了桥梁损伤检测方法和安全监测技术的发展状况,并对现有方法进行分类.分析了现有方法在研究与工程应用过程中存在的5个主要问题和挑战.深入探讨当前发展的热点研究问题,同时对下一步的研究工作提出了相关建议和方向,提出基于大数据分析的桥梁安全监测思想,希望能对今后的研究工作有所启发.

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被引次数: Baidu(18)
28. 多孔金属及其夹芯结构力学性能的研究进展
敬霖, 王志华, 赵隆茂
力学与实践    2015, 37 (1): 1-24,48.   DOI: 10.6052/1000-0879-14-180
摘要1113)      PDF(pc) (4725KB)(1795)    收藏

高孔隙率多孔金属及其夹芯复合结构是一种物理功能与结构一体化的新型、轻质高强材料/结构,具有高比强度、高比刚度和优良的吸能和缓冲性能等多种功能,引起了学术界和工程界众多研究者的极大关注. 本文概述了轻质多孔金属及其夹芯结构的制备方法、多功能特性及其应用,介绍了多孔金属夹芯结构元件(梁、板、壳)遭受准静态和动态冲击载荷下的理论、实验和模拟方面的国内外研究现状,分析和讨论了多孔金属及其夹芯结构力学行为研究中的研究手段和基本问题,重点关注了多孔金属夹芯结构的变形/失效、动态响应和能量吸收.

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被引次数: Baidu(19)
29. 耳蜗力学研究进展
马富银, 吴九汇
力学与实践    2014, 36 (6): 685-715.   DOI: 10.6052/1000-0879-13-477
摘要590)      PDF(pc) (8023KB)(1491)    收藏

耳蜗力学是听觉科学和生理声学研究的核心话题,同时也是一个极具代表性的生物力学话题. 深入总结和揭示耳蜗力学特性能够推动相关问题的深入研究和促进心理声学的发展与应用. 该文分宏观力学和微观力学两部分进行综述,然后结合近几年的研究动态,总结耳蜗力学的发展趋势和应用前景. 表明耳蜗作为一个杰出的频率选择和高灵敏度的声信号感应器官,可以对20~20 000 Hz 这样跨度达千倍的频率做出精确响应,且刺激信号可以放大4 000 倍以上.

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被引次数: Baidu(3)
30. 非牛顿流体流动的格子Boltzmann方法研究进展
李勇, 柳文琴
力学与实践    2014, 36 (4): 383-395.   DOI: 10.6052/1000-0879-14-168
摘要945)      PDF(pc) (3014KB)(1228)    收藏

格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)能够直接计算局部剪切速率并可以达到二次精度,因此在非牛顿流动数值模拟中展现出一定优势。尽管已证实LBM 对于非牛顿流动的适用性,但是LBM 需要通过即时调节BGK(Bhatnagar-Gross-Krook)碰撞项中的松弛时间来实时反映黏度改变,当松弛时间接近1/2 时,迭代会出现数值不稳定现象。该文对LBM 在非牛顿流体研究中的进展进行了总结,介绍了增加数值稳定性的方法并对结果的精度进行了比较,在此基础上对LBM 在非牛顿研究中的进一步发展进行了展望。

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