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当期目录

    2010年 第32卷 第3期    刊出日期:2010-06-08
    应用研究
    风作用下覆冰悬索的非平面非线性动力学
    崔亚梅 张伟 姚明辉
    2010, 32(3):  92-95.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-225
    摘要 ( 1498 )   PDF (650KB) ( 703 )  
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    主要研究侧向风载荷作用下小垂度覆冰悬索的非线性非平面运动的复杂 动力学. 根据分析力学、弹性力学和空气动力学理论, 建立覆冰悬索3个自由度非线性振动的 偏微分运动方程,并对其进行无量纲化,运用Galerkin方法对偏微分运动方程进行离散得到 3个自由度的常微分方程,再利用多尺度法得到面内主共振2:1内共振的平均方程. 利用数 值方法研究悬索的非线性运动,结果表明系统呈现周期、多倍周期、概周期和混沌运动的规 律.
    教育研究
    MATLAB在运动学中的应用
    阚文彬 李彤 叶纯杰
    2010, 32(3):  118-119.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-278
    摘要 ( 1917 )   PDF (433KB) ( 1216 )  
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    仿真处理了著名的PASCAL摆线问题,并求解了摆线的运动学参 数(以矩阵形式输出);仿真一个很难凭空想象其绝对运动轨迹的点的合成运动,并用编制的 通用程序探索它的美妙轨迹;仿真了椭圆尺规机构的运动过程. 仿真结果可作为教学演 示,使抽象的力学生动活泼起来.
    Lagrange函数规范变换与Noether守恒量
    丁光涛
    2010, 32(3):  114-115.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-414
    摘要 ( 1616 )   PDF (241KB) ( 479 )  
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    力学系统Lagrange函数规范变换不改变Noether守恒量,但是Noether等式中规范函 数需要调整.
    身边力学的趣话
    关于荡秋千力学原理的一个注记
    尤明庆
    2010, 32(3):  136-138.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-537
    摘要 ( 1739 )   PDF (226KB) ( 1183 )  
    相关文章 | 计量指标
    将人体简化为质点,讨论了荡秋千过程中速度、能量和人体做功的关系. 指出在最低点从蹲 姿转换为站姿时,依据动量矩守恒原理速度将增加;因而人体肌肉需要克服重力做功以增加 势能,还需要克服离心力做功以增加动能. 在最高点从站姿转换为蹲姿时,速度保持为零, 且因人体倾斜势能减少较小. 具体给出了秋千荡起高度的公式.
    应用研究
    横向干货补给承载索张力的抛物线计算法
    陈轲 戴楠 赵厚宽
    2010, 32(3):  68-70.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-027
    摘要 ( 1261 )   PDF (478KB) ( 630 )  
    相关文章 | 计量指标
    承载索张力的正确计算是进行横向干货补给系统设计的基础. 本文从悬链线 标准线型出发,在抛物线曲线方程基础上,推导了横向干货补给承载索在无载荷和有载荷时 的最大张力及索长计算公式,并给出了工程应用实例.
    单列建筑群静力干扰效应的数值模拟
    张春晖 彭兴黔 乔常贵
    2010, 32(3):  71-76.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-056
    摘要 ( 1195 )   PDF (2419KB) ( 542 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用CFD数值模拟技术,对处于C类地貌风场中由3栋建筑形成的单列 建筑群进行静力风荷载和风场的数值模拟. 数值模拟采用良好适应性的非结构化四面体单元 进行网格划分,侧重模拟分析了各风向角下建筑间距的改变引起面平均风压系数的改变,由 此得到了此类群体建筑表面风压系数干扰因子在各风向角下随建筑间距变化的分布规律和特 征.
    子母弹动态抛撒动力学建模及仿真
    郑友胜 杨剑影 王良明
    2010, 32(3):  85-88.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-063
    摘要 ( 1347 )   PDF (725KB) ( 834 )  
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    根据弹丸在舱内运动及出舱后弹丸与炮弹之间的运动特点,建立了完整的子 母弹抛撒飞行力学模型. 该模型的建立,便于研究活塞式动态抛撒的子母弹的运动特征,以 及子弹在舱内和舱外的运动规律. 另外,根据所建立的模型和作战性能指标,可以估算燃烧 舱内所需要的火药量和舱内受到的压力,从而选取所需的火药量.
    转子扭转-纵向耦合振动分析
    姚学诗1 郑春龙
    2010, 32(3):  89-91.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-090
    摘要 ( 1671 )   PDF (479KB) ( 1335 )  
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    针对某转子的模型,分析了扭转-纵向耦合振动. 计算结果表明:设置转子预应力与旋转时的离 心力相对应,其扭转振动频率将随预应力的增大而增大. 转子纵向振动频率不受该预应力的影 响,这是因为转子旋转时预应力的方向与轴线垂直. 随着转子旋转时预应力的变化,扭转振动 频率接近纵向振动频率,出现扭转-纵向耦合振动.
    抗滑桩与滑体之间土拱效应的理论分析
    魏作安 周永昆 万玲 赵颖 代高飞
    2010, 32(3):  57-61.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-174
    摘要 ( 1708 )   PDF (770KB) ( 657 )  
    相关文章 | 计量指标
    从力平衡的角度,分析了抗滑桩的抗滑阻力与滑体的下滑力之间的依存关系以及传递过程. 利用弹性力学理论,推导出桩后土体应力场的分布函数. 通过绘制应力等值线图, 发现抗滑桩与土体之间产生土拱现象的机制是滑体内的应力状态由不平衡逐渐到 达平衡的结果,属于应力拱的表现形式.
    教育研究
    对高等职业院校力学教育的思考与建议
    黄均平 肖远见 杨川
    2010, 32(3):  123-125.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-202
    摘要 ( 1164 )   PDF (585KB) ( 493 )  
    相关文章 | 计量指标
    以我国高等职业院校工程力学教育的现状和课程体系改革方向为背景,分析 了近年来高等职业院校工程力学教育存在的6个问题,认为产生这些问题的根本原因在于工 程力学教育内容普遍性与职业教育基于岗位群特殊性要求之间的矛盾,指出工程力学教育与 工科高职院校相关专业技能培养并不相悖性,并对工程力学教育的重新定位、课程体系的确 定、力学教师素质的要求以及各级力学学会对高等职业院校工程力学教育应该给予的关注提 出了相应的建议.
    应用研究
    HPAM溶液在石英微圆管中的流动实验
    岳湘安 王楠 张立娟 王斐
    2010, 32(3):  81-84.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-207
    摘要 ( 1315 )   PDF (638KB) ( 596 )  
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    针对HPAM溶液在油藏孔隙中的复杂渗流特性问题,在内径为10$\sim$350$\mu$m 微圆管中进行了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的流动实验. 实验结果表明:在本文实 验条件下,HAPM溶液在管径尺度较小的微圆管内的流动规律明显偏离常规尺度下的非牛顿流 体力学流动规律,其截面平均流速高于按照常规尺度流动推算出的结果,且管径越小,偏离 程度越大,微尺度效应越强.
    模拟岩石材料脆性破裂过程的三维离散元模型
    韩永臣 刘晓宇 李世海
    2010, 32(3):  50-56.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-217
    摘要 ( 1477 )   PDF (1547KB) ( 2989 )  
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    发展一种能够模拟岩石材料脆性破裂过程的三维不规则、可变形块体离散元 模型. 一方面,在裂纹扩展过程中动态地将潜在破坏的连续块体沿潜在破坏方向细化为若干 子块体,并在子块体之间的界面上设置连接型弹簧;另一方面,连接型弹簧在满足张拉-剪切 复合破坏准则时发生脆性破裂,转变为接触型弹簧,实现材料由连续到非连续的破裂. 借助 动态松弛技术完成求解,通过计算实例验证该方法的适用性.
    力学史话
    《穷理学》中的弹道学知识
    尹晓冬
    2010, 32(3):  128-132.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-225
    摘要 ( 1697 )   PDF (1610KB) ( 805 )  
    相关文章 | 计量指标
    《穷理学》是明末清初比利时来华传教士南怀仁所着的中西会通集成之作, 包括逻辑学与方法论及形而上学、数学、天文学、测量、力学与机械、生物学与医学等方面 的内容. 该文分析了北京大学14卷残本《穷理学》中的相关弹道学知识文献,分别就炮弹运 动原因及状态的解释、炮弹发射的角度及纠正、炮弹发射水平与垂直方向的偏向校准、象限 仪的使用、远度表、高度表、秒微表的运用等方面分别阐述其内容,对《穷理学》中的弹道 学知识作出恰当的历史评价.
    应用研究
    基于漫反射法的钢构件塑性变形与损伤检测
    刘宇1 李兆霞 黄跃平 周胜
    2010, 32(3):  35-40.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-226
    摘要 ( 1387 )   PDF (1218KB) ( 684 )  
    相关文章 | 计量指标
    从结构损伤识别的需要出发研究能够准确反映钢构件承载过程中发生的塑性变形 和损伤过程的量化测试方法. 用漫反射法测量了钢构件在变形和损伤过程中表面粗糙度变化 的图像,依据记录下来的表面图像进一步处理得到构件表面粗糙度的平均灰度值的变化,据 此寻找对构件塑性变形和损伤状态相关并且敏感的参数指标. 研究结果表明,基于漫反射法 和图像处理得到的钢构件承载过程中表面粗糙度的平均灰度值的变化可以判断金属试样是否 发生了塑性变形,并可定量描述试样在塑性变形后期的损伤程度.
    鲹科模式中前体对尾鳍推进影响的数值研究
    敬军 许建 梁中刚
    2010, 32(3):  26-30.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-236
    摘要 ( 1163 )   PDF (1736KB) ( 716 )  
    相关文章 | 计量指标
    自然界中鱼类尾鳍形状各种各样,但前体大部分都是扁平的椭圆形状. 该文研究了不同形状 的前体对尾鳍推进的影响. 尾鳍统一采用月牙形状; 前体采用了两种模型: A-鱼类扁平椭圆形状和B-潜艇水滴回转体形状. 通过以Strouhal数为控制参数的FLUENT数 值模拟,发现前体形状对于尾鳍的静止状态和运动状态有不同的作用,采用模型A的前体形 状更有利于长时间巡游,故鱼类采用模型A这种前体形状是自然界优胜劣汰的进化必然选择.
    大型引射筒呼吸振动破坏机理的实验和模拟研究
    聂君锋 陆秋海 万利 刘伟 由小川 庄茁
    2010, 32(3):  62-67.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-249
    摘要 ( 1342 )   PDF (1186KB) ( 688 )  
    相关文章 | 计量指标
    针对某大型引射筒结构,通过 有限元模拟分析,找到了对应于纵向裂纹的引射筒花瓣状呼吸振动模态及其频率;应用动应 力分析,发现引起该引射筒破坏的频率主要集中在200$\sim$300\,Hz的低频段. 并进行了相关的模态试验,得到了典型的呼吸振动模态及频率,与计算结果进行 了对比; 结果表明计算与试验符合得很好,验证了数值建模与分析的合理性.
    教育研究
    Euler坐标系与Lagrange坐标系下激波条件的比较
    王圣凯 唐少强
    2010, 32(3):  112-113.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-256
    摘要 ( 1832 )   PDF (438KB) ( 668 )  
    相关文章 | 计量指标
    从多方气体Naiver-Stokes (N-S)方程出发,通过行波解存在的条件,推导Euler坐标系下激波的Rankine-Hugoniot (R-H)条件及熵条件,并证明这与Lagrange坐标系下的条件一致.
    两个自由度的单质点体系自振频率及振型计算
    刘书智
    2010, 32(3):  120-121.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-277
    摘要 ( 3360 )   PDF (287KB) ( 658 )  
    相关文章 | 计量指标
    对于具有两个自由度的单质点体系自由振动,先假定一个振动方向,求出该振动方向的柔度 系数,对柔度系数求极值,满足柔度极大值的方向即是第1振型方向,由振型正交性原理可 确定第2振型. 由此将两个自由度体系的计算变成了单自由度体系的计算,根据求 出的柔度系数,可方便地求出自振频率.
    应用研究
    一种TiNi合金本构在ABAQUS中的引入
    邓世春 胡秀章 李永池
    2010, 32(3):  31-34.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-279
    摘要 ( 1564 )   PDF (640KB) ( 1035 )  
    相关文章 | 计量指标
    从简化的Tang模型出发,基于塑性理论的假设把简化后的模型推广到了三维空间. 利 用ABAQUS/Standard模块所提供的材料本构接口程序UMAT把新的模型引入其中,以伪弹性 TiNi合金板状试件的准静态拉伸实验为例,进行了数值模拟. 通过对比实验中的物理量与数值 模拟结果,说明了采用方法的合理性.
    黏性不可压流体的一种FCBIS三角形单元
    韩向科 苏波
    2010, 32(3):  22-25.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-308
    摘要 ( 1155 )   PDF (716KB) ( 592 )  
    相关文章 | 计量指标
    结合流动条件插值和分裂算法的优点,提出了黏性不可压流体基于流动条件插值的分裂 算法(FCBIS),构造了相应的平面三角形单元,推导了相应的有限元公式,并编制了计算程序. 数值算例表明所构造的单元有效、准确.
    计算含动边界非定常流动的无网格算法
    周星 许厚谦
    2010, 32(3):  16-21.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-344
    摘要 ( 1517 )   PDF (901KB) ( 652 )  
    相关文章 | 计量指标
    在无网格算法中考虑了含动边界的流动问题,研究了可以计算处理包含一定位移及扭转动边 界非定常流动的算法. 创建了无网格算法的动点法则,并引入抗扭方法对弹簧方法进行改进 来处理离散点运动,提高了方法的可用度及精度. 发展了求解基于无网格的ALE方程组的算法, 在点云离散的基础上采用曲面逼近计算空间导数及HLLC格式计算数值通量,运用四步龙格- 库塔法进行时间推进. 在跨、超音速条件下,计算模拟了典型翼型简谐振动流场,计算结果 与实验结果及文献对比吻合,验证了该算法的正确性.
    基于LS-DYNA的汽车安全带固定点强度研究
    许早龙 范朝兵 廖善全 夏罡臻
    2010, 32(3):  105-110.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-356
    摘要 ( 1510 )   PDF (4362KB) ( 1746 )  
    相关文章 | 计量指标
    以交叉型乘用车的安全带固定点强度分析为例,将分析置于整个白车身模型中,采 用LS-DYNA的显式求解方法,按照标准设置规定的载荷,可以更准确地评估结构通 过标准的可能性,为结构优化提供明确的指导信息. 该方法可以推广到其他准静态 强度分析中,在产品开发中有很强的实用性.
    含金属微粉泡沫材料中爆炸波衰减规律实验研究
    刘睿 陈力 丁雁生
    2010, 32(3):  77-80.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-358
    摘要 ( 1491 )   PDF (675KB) ( 629 )  
    相关文章 | 计量指标
    设计并制备了一种新型的聚氨酯泡沫材料,研究了爆炸波在该材料中的衰减 规律. 材料的主要设计原理是在聚氨酯材料中均匀混合了10$\mu$m 量级的金属微粉,以提高骨架的吸热能力,从而提高其抗爆性能. 搭建了实验平台并分 别测量了爆炸波在相同孔隙率下含金属微粉和不含金属微粉的聚氨酯材料,同时 测量了不同金属微粉含量的聚氨酯材料中的传播特性. 实验结果表明:含金属微粉 的聚氨酯材料具有更好的抗爆性能.
    教育研究
    一种工科理论力学教学模式的构想与实施
    李为虎
    2010, 32(3):  126-127.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-366
    摘要 ( 1337 )   PDF (419KB) ( 525 )  
    相关文章 | 计量指标
    介绍了西藏农牧学院近年来面向工科学生开设的理论力学课程所做的一些教学尝试,提出 了一种立体化教学模式. 形成了理论与工程实践结合、知识与能力结合、课内与课外结合的 教学模式.
    应用研究
    结构非线性动力分析混合时间积分并行算法
    付朝江
    2010, 32(3):  96-100.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-381
    摘要 ( 1593 )   PDF (802KB) ( 556 )  
    相关文章 | 计量指标
    合隐式和显式时间积分技术,对结构非线性动力反应分析提出一种并行混合时间积分算 法. 该算法采用区域分解技术. 将并发性引入到算法中,即利用显式时间积分技术进行界面 节点积分而利用隐式算法求解局部子区域. 为实现并行混合时间积分算法,设计了灵活的并 行数据信息流. 编写了该算法的程序,在工作站机群实现了数值算例,验证了算法的精度和 性能. 计算结果表明该算法具有良好的并行性能,优于隐式算法.
    受均布载荷压杆后屈曲形态的数值计算
    李清禄 李世荣
    2010, 32(3):  41-43.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-384
    摘要 ( 1743 )   PDF (412KB) ( 653 )  
    相关文章 | 计量指标
    对受均布载荷压杆的屈曲及后屈曲行为进行了分析. 基于杆的大变形理论,考虑杆的轴向伸长,建立了受均布载荷作用下细长压杆的几何非线性平 衡方程.采用打靶法和解析延拓法数值求解非线性两点边值问题,得到了杆的后屈曲平衡路径 和平衡构形.
    教育研究
    滑块在平面上是如何运动的
    齐朝晖 大连理工大学齐朝晖 黄志浩 罗晓明
    2010, 32(3):  120-121.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-389
    摘要 ( 1374 )   PDF (285KB) ( 646 )  
    相关文章 | 计量指标
    滑块在平面上的运动在完全刚性地基假设下其运动方程存在内在的矛盾. 在将地基看作 弹性的前提下求解了这个问题,并根据所得解的物理意义,解释了摩擦激振的基本原理.
    应用研究
    弹性力学平面问题可靠度分析的蒙特卡罗边界元法
    苏成 赵姝玮
    2010, 32(3):  44-49.  DOI: 10.6052/1000-0879-2009-394
    摘要 ( 1697 )   PDF (991KB) ( 685 )  
    相关文章 | 计量指标
    以样条虚边界元法作为样本试验方法,采用蒙特卡罗法进行弹性力学平面问题可靠度分析. 为了提高计算效率,引入Taylor展开和Neumann展开技术,避免在大量样本计算中直接生成 影响矩阵及对其进行求逆运算,降低了单次样本计算时间;同时引入重要抽样技术,在相同 精度情况下减少了蒙特卡罗法的抽取样本数. 算例结果表明,该文提出的Taylor-Neumann 展开重要抽样蒙特卡罗样条虚边界元法具有良好的计算精度和相当高的计算效率.