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2010年 第32卷 第1期 刊出日期:2010-02-08
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    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  68-71.  doi:10.6052/1000-0879-2008-139
    摘要 ( 1163 )   PDF (632KB) ( 441 )  
    通过对套铣筒这种特殊结构钻柱的分析,在现有钻柱力学模型研究的基础上,针对 套铣筒结构特点(大筒径、薄壁筒型钻柱),建立套铣筒与井壁接触力学模型,通过分析套铣 管柱在井下屈曲状态以及与井壁接触压力的计算,对套铣筒进行力学分析以及摩阻力计算.
    教育研究
    追逐问题的计算机模拟
    李彤 裴小琴 周玉蓉
    力学与实践. 2010, 32(1):  80-81.  doi:10.6052/1000-0879-2008-169
    摘要 ( 1080 )   PDF (274KB) ( 463 )  
    对多人追逐问题进行建模,并利用MATLAB进行模拟. 使问题的解决简单化和可视化.
    力学与实践. 2010, 32(1):  81-82.  doi:10.6052/1000-0879-2008-364
    摘要 ( 1119 )   PDF (269KB) ( 602 )  
    对于多狗依次追击问题,运用相对运动的思想,可方便地求出追击的时间、路程及相对运动 方程.
    身边力学的趣话
    力学与实践. 2010, 32(1):  91-97.  doi:10.6052/1000-0879-2008-379
    摘要 ( 1181 )   PDF (2697KB) ( 922 )  
    通过分析自然界鱼类游动特点和有趣的规律等, 提 出一种智能机器鱼设计思想. 以超磁致伸缩智能材料为例, 研究和讨论了无线控 制仿生鱼游动机理和方法. 采用合金薄板模拟鱼尾骨架, 贴在该薄板的超磁致伸 缩材料模拟鱼体肌肉, 以及外部磁场模拟鱼神经, 从而建立了该问题的一种力学 控制模型和系统. 通过研究外磁场频率与机器鱼尾摆动产生驱动力的关系, 发现 存在最佳的外磁场频率. 这样利用调整外磁场频率, 实现控制鱼尾摆动, 即机器 鱼最好的游动状态. 同时分析鱼尾形状, 材料参数, 流场和外环境因素等对机器 鱼游动的影响. 研究结果和方法为机器鱼的设计和控制提供了依据和的设计理念.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  20-23.  doi:10.6052/1000-0879-2008-448
    摘要 ( 1247 )   PDF (803KB) ( 529 )  
    针对结构微小缺陷振动无损检测中难以提取含故障信息信号的难点,以含有预制裂纹的微型 汽车驱动桥试件为研究对象,探索了一种采用小波分析和现代谱估计技术,提取结构受瞬态 激励作用下,反映裂纹信息的微小弹性波的实验室裂纹识别方法. 试验结果表明,该方法能 够较为有效地提高结构微小缺陷振动检测的信号精度.
    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  82-83.  doi:10.6052/1000-0879-2008-464
    摘要 ( 940 )   PDF (580KB) ( 571 )  
    从4个方面对工程力学课程的育人 功能进行了较为深入的挖掘和探讨,从工程力学的具体内容中精选提炼素材,寻找适当的`` 切入点''、``结合点''和``生长点'',形成一系列自然、生动的``育人点'',达到教书与育 人的有机融合,最大限度地发挥工程力学课程在培养高素质、复合型人才中的作用.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  24-28.  doi:10.6052/1000-0879-2008-492
    摘要 ( 1271 )   PDF (1903KB) ( 477 )  
    基于岩石材料的弹塑性损伤理论,引入两个独立的损伤变量分别控制岩石的拉压行为, 通过对地震荷载作用下边坡场地响应的有限元数值模拟,总结含裂隙的岩质边坡发生局部损伤 软化、破坏的区域的扩展、演化过程和规律. 结合对某大型水电坝坝址左岸的岩质边坡在强 地震动载荷作用下(百年一遇、超越概率2\%)发生破坏的数值模拟,揭示这类边坡滑坡的 机理,并根据模拟的结果,对整治边坡破坏提出参考依据.
    力学与实践. 2010, 32(1):  29-32.  doi:10.6052/1000-0879-2008-541
    摘要 ( 1167 )   PDF (696KB) ( 643 )  
    多孔介质的变形表现为黏弹塑性,其中,弹性变形体现为本体变形;黏性变 形体现为结构变形;塑性变形体现为损伤变形. 在原有有效应力理论的基础上结合损伤力学 的基本原理,研究多孔介质有效应力的性质. 在原假设多孔介质颗粒可压缩的前提下,假定 部分颗粒可发生局部破坏,并且在颗粒破坏后,有效应力将有所增加,相应的骨架承载能力 将有微小程度增强. 采用损伤有效应力参与计算将能更加准确地描述多孔介质复杂的变形性 质.
    高温MEMS剪应力传感器残余应力分析
    纪科星 宋宏伟 范学军
    力学与实践. 2010, 32(1):  60-63.  doi:10.6052/1000-0879-2008-542
    摘要 ( 1382 )   PDF (1090KB) ( 601 )  
    采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了残余应力对静电反馈式MEMS高温剪应力传 感器的结构设计的影响. 研究表明: 在电极宽度和间距不变的情况下,增加电极 数和减小电极长度可有效地减小由静电力引起的应力和变形;残余应力对结构应力 和变形的影响远大于静电力.
    学术讨论
    力学与实践. 2010, 32(1):  89-90.  doi:10.6052/1000-0879-2008-563
    摘要 ( 1663 )   PDF (274KB) ( 533 )  
    应用点的速度合成定理和加速度合成定理,推导出刚体在固定曲面上作平面纯滚动 时接触点的速度和加速度的计算公式. 该方法易于理解.
    力学与实践. 2010, 32(1):  88-89.  doi:10.6052/1000-0879-2008-572
    摘要 ( 1447 )   PDF (276KB) ( 566 )  
    从一般情形出发,导出了刚体绕平行轴转动时对定轴的绝对动量矩按相对运 动分解的一般计算公式,并给出了典型算例,指出了文献[1]中的结论缺乏理论依据,且仅在 特殊情形下成立.
    应用研究
    水荷载引起混凝土重力坝位移的理论研究
    黄耀英 沈振中 王润富 田斌
    力学与实践. 2010, 32(1):  33-36.  doi:10.6052/1000-0879-2008-576
    摘要 ( 1197 )   PDF (633KB) ( 485 )  
    基于多孔连续介质模型,从理论上探讨了作用在地基上的水荷载作为渗流体荷载时引起 混凝土重力坝的位移,导出了均质各向同性地基在渗流体荷载作用下的应力解答和位移解答. 通过理论分析得到:(1)由于渗流体荷载引起上游地基下沉,下游地基上抬,从 而使地基转动,导致坝体向上游位移. (2)作用在地基上的水荷载按面荷载分析的位移大于按 渗流体荷载分析的位移,但它们都引起坝体向上游位移.
    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  84-85.  doi:10.6052/1000-0879-2008-589
    摘要 ( 1018 )   PDF (584KB) ( 629 )  
    为提高理论力学的教学效果,开阔学生视野,分享清华大学的国家精品课建设成果, 聘请清华大学李俊峰教授来我校讲授土木07级的理论力学课. 本文针对学生的课上听课情 况、课下复习和作业情况进行了调查. 在总结调查结果的基础上,重点针对改革力度比较大 的静力学部分教学,进行了初步分析.
    应用研究
    不同拉压模量厚壁球壳弹塑性分析
    孔娟 袁聚云 潘晓明
    力学与实践. 2010, 32(1):  41-45.  doi:10.6052/1000-0879-2008-601
    摘要 ( 1186 )   PDF (780KB) ( 537 )  
    对具有不同拉压模量的厚壁球壳,采用双剪统一强度理论推导了其扩张问题的应力及位移的 统一解. 分析了不同模量、不同模型控制参数对厚壁球壳扩张时的扩张压力和应力场的影响. 结果表明:厚壁球壳弹性极限压力、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数的变 化而变化,在$\alpha<1$的情况下(即$E^ + < E^ - $),可以明显提高球壳的弹 性极限压力$p_e $; 厚壁球壳塑性极限压力与材料的拉压模量无关,与模型参数$\eta $有关,且随$\eta$的增加,先增大后减小. 因此若采用经典的弹性理论和单一的 模型参数对厚壁球壳进行设计计算,会带来较大的误差.
    PVDF薄膜在金属层裂现象研究中的初步应用
    张景森 胡华权 裴明敬 于琴 刘瑜
    力学与实践. 2010, 32(1):  64-67.  doi:10.6052/1000-0879-2008-616
    摘要 ( 1044 )   PDF (1035KB) ( 601 )  
    主要介绍了一种基于聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF) 薄膜的同步触发器的原理设计. 该种触发器利用PVDF薄膜和 探针响应时间较快的特点,实现了微秒级的时间同步精度,解决了数字化闪光X射线成像系 统应用于金属层裂现象研究中的同步时间关联技术难题,获取了不同飞行时刻层 裂飞片的X光图片.
    二维泊松方程的两步预估校正格式
    孙亮 马东军 秦丰华 孙德军
    力学与实践. 2010, 32(1):  37-40.  doi:10.6052/1000-0879-2008-629
    摘要 ( 1310 )   PDF (633KB) ( 913 )  
    为避免用四阶紧致格式求解泊松方程所具有编程复杂和难以实现的困难,对 传统的五点二阶中心差分格式进行改进;通过增加对残差的校正计算,提出了一种新型具有 四阶精度的两步预估校正格式. 新格式虽需要增加一定的计算量,但它的格式精度高,边界 条件处理极简单,易于编程实现. 通过数值实验,结果证明上述格式的确具有易于编程和计 算精度高的优点. 预估校正格式很容易推广到其他复杂情形.
    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  86-87.  doi:10.6052/1000-0879-2008-639
    摘要 ( 1139 )   PDF (357KB) ( 517 )  
    三本院校学生数理基础较差,学习积极性不高,给理论力学教学增加了很大难度. 本文从新 课引入、活学活用、制作力学动画和消除心理障碍等角度着重探讨了激发学生学习理论力学 兴趣的方法,意图把学生吸引到课堂中来,变被动学习为主动想学、愿学,并在此基础上, 想方设法把学生教懂.
    专题综述
    颗粒物质中的多尺度问题
    孙其诚 金峰 王光谦
    力学与实践. 2010, 32(1):  10-15.  doi:10.6052/1000-0879-2009-052
    摘要 ( 1508 )   PDF (2051KB) ( 638 )  
    颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系. 依据颗粒排布的稀疏程度, 体系可分为颗粒气体、颗粒流体和颗粒固体,它们有不同本质的动量传递和能量耗散机制. 后两者属于密集颗粒物质体系,内部形成了颗粒$\to $力链$ \to$体系的多尺度结 构,并涉及多个特征时间尺度,是典型的多尺度体系. 合理分割体系结构层 次、正确理解不同层次的物理过程、并确定它们之间的关联是密集颗粒物质研究的核心任务. 本文依次分析了密集颗粒物质的内在物理图像、多尺度结构层次和特征时间等,并介绍了多 尺度研究框架.
    应用研究
    向错偶极子对楔型裂纹尖端场
    郭道强 刘又文
    力学与实践. 2010, 32(1):  16-19.  doi:10.6052/1000-0879-2009-060
    摘要 ( 1526 )   PDF (695KB) ( 455 )  
    研究了材料中楔型向错偶极子与楔型裂纹的弹性干涉问题. 运用复变函数方法获得了复势函 数和应力场的封闭形式解答,导出了楔型裂纹尖端应力强度因子的解析表达式. 讨论了向错 偶极子的位置、方向和偶臂长度对楔型裂纹尖端应力强度因子的屏蔽和反屏蔽作用规律. 研 究结果表明,向错偶极子靠近裂纹尖端时,对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽作用非常强烈. 在一定条件下,楔型向错偶极子能够延缓楔型裂纹的扩展;偶极子的方向也存在一个临界值 使其对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽效应最大. 此外,楔型裂纹张开角以及偶极子臂长对应 力强度因子也有较大的影响.
    薄宽带钢倾斜浪板形屈曲变形的解析研究
    常铁柱 张清东 黄世清
    力学与实践. 2010, 32(1):  54-59.  doi:10.6052/1000-0879-2009-078
    摘要 ( 1750 )   PDF (3416KB) ( 787 )  
    薄宽带钢的倾斜浪是一种产生机理与解决对策都未知的板形缺陷。本文通过有限元仿真结合现场实测分析提出了一种倾斜浪产生机理的新解释,并且基于艾利应力函数和S. Timoshenko最小功原理建立了倾斜浪前屈曲变形的力学模型和计算方法,获得了其前屈曲应力场分布的表达式;运用伽辽金虚位移原理解法获得了其临界屈曲载荷;推导建立了薄宽带钢倾斜浪的后屈曲摄动求解方法,计算获得的后屈曲模态和有限元计算获得的瓢曲模态符合良好。研究结果可为板带材轧制过程中倾斜浪及其倾斜角度的预测和控制提供理论依据。
    专题综述
    血管内皮细胞糖萼与力传导
    邓小燕 康红艳
    力学与实践. 2010, 32(1):  1-9.  doi:10.6052/1000-0879-2009-103
    摘要 ( 1391 )   PDF (2557KB) ( 606 )  
    血管内皮细胞糖萼是位于内皮细胞顶膜的一层绒毛状多糖蛋白复合结构,是血管壁的选择性 通透屏障.主要在协助红细胞顺利通过毛细血管、抑制血细胞对内皮的粘附及信号传递等过程中 发挥重要的生理作用.大量研究证据表明糖萼可能还参与了内皮细胞对剪切力的感受和传 导.在简要介绍了糖萼的结构及生理功能的基础上,本文着重对糖萼在力传导方面的研究进 展进行了综述.
    教育研究
    谈谈安全抛物线
    谢建华
    力学与实践. 2010, 32(1):  78-79.  doi:10.6052/1000-0879-2009-141
    摘要 ( 1251 )   PDF (443KB) ( 694 )  
    介绍了确定安全抛物线的4种不同方法,即通过确定曲线族包络线的分析方法, 判定一元二次方程重根条件的代数方法,寻找沿斜面最大射程的极值方法和包络线构造的几 何方法. 从代数、几何和力学等不同角度讨论了安全抛物线的性质.
    力学与实践. 2010, 32(1):  76-77.  doi:10.6052/1000-0879-2009-198
    摘要 ( 867 )   PDF (450KB) ( 480 )  
    本文介绍两本优秀的美国中级动力学教材: Ginsberg教授著《工程动力学》和Moon 教授著《应用动力学》的2008年版. 比较两书的修订前后的内容,并分析两书的特点.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  46-53.  doi:10.6052/1000-0879-2009-224
    摘要 ( 1315 )   PDF (1983KB) ( 497 )  
    采用翼缘削弱型节点及扩翼型节点可以使塑性铰外移, 缓解梁柱节点连接处应力集中,避 免在焊接热影响区发生脆性破坏. 针对削弱型节点、扩翼型和普通刚性节点进行了数值分析, 结果表明:削弱型节点由于梁翼缘削弱, 导致节点承载力降低,扩翼型节点增加了梁端翼 缘板宽度, 承载力高于削弱型节点和普通刚性节点. 通过计算模型分析了节点的设计参数,并 给出节点设计参数取值范围,为钢框架节点抗震设计提供理论分析依据.
    身边力学的趣话
    魔术的力学分析之二------四连环与莫尔定理
    庄表中 王惠明 李振华
    力学与实践. 2010, 32(1):  100-101.  doi:10.6052/1000-0879-2009-282
    摘要 ( 1204 )   PDF (499KB) ( 596 )  
    对``四连环''可表演的各种图案,莫尔定理简述,有缺口钢环张开量的计算公式的 推导$^{[1]}$, 并从公式导出的结果讨论了钢环张开量与一些参数的关系,并进行 了实验测试,这样,可以让人们认识这个魔术教具也是力学的应用.
    呼啦圈的力学
    刘延柱
    力学与实践. 2010, 32(1):  102-104.  doi:10.6052/1000-0879-2009-342
    摘要 ( 1315 )   PDF (433KB) ( 796 )  
    分析呼啦圈健身运动的动力学原理. 导出呼啦圈的旋转角速度与腰肢扭动角速度之间的关系, 以及呼啦圈保持不下落的临界角速度.
    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(1):  72-75.  doi:10.6052/1000-0879-2009-357
    摘要 ( 1625 )   PDF (1238KB) ( 788 )  
    理论力学中的运动学部分有很多机构在教学过程中需要演示给学生观摩,如何用直观而易行 的办法来完成该项任务是个值得探讨的问题. 而理论力学中的动力学部分,对于系统的建模 和分析已有一套解析的办法,但缺乏直观性. 本文通过算例演示了Matlab/Simulink中的 SimMechanics软件在理论力学教学中的应用.
    身边力学的趣话
    神奇的超流体
    朱克勤
    力学与实践. 2010, 32(1):  98-100.  doi:10.6052/1000-0879-2009-458
    摘要 ( 787 )   PDF (816KB) ( 602 )  
    流体力学是研究流体及其运动规律的学科,从古希腊的阿基米德到欧洲文艺复兴的达芬奇,许多著名学者曾着迷于流体静力学和动力学的各种现象,并进行过科学研究. 1738年,瑞士著名学者丹尼尔$\cdot$伯努利(Daniel Bernoulli)完成并出版了世界上首部流体力学专著《Hydrodynamica》,其中阐述的伯努利定理在当今流体力学专著中仍被列为重要内容并在工程界得到广泛应用.
    力学纵横
    第二届全国深空轨道设计竞赛的通知
    《力学与实践》编辑部
    力学与实践. 2010, 32(1):  28-28.  doi:10.6052/1000-0879-2010-054
    摘要 ( 845 )   PDF (213KB) ( 466 )  
    第二届全国深空轨道设计竞赛由中国力学学会、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实 验室和中国科学院光电研究院空间工程部共同主办,拟定于2010年3月底发布题目,2010年6 月由西安卫星测控中心组织举行竞赛颁奖大会暨专题研讨会。本次竞赛将设立冠军奖金5000 元,亚军奖金3000元,季军奖金1000元,其他提交正确结果的队伍将获得优胜奖。本次竞 赛的相关论文和技术报告将优先发表在《宇航动力学》杂志上。
    读者 作者 编者
    封面图片说明
    孙其诚 金峰 王光谦
    力学与实践. 2010, 32(1):  97-97.  doi:10.6052/1000-0879-2010-055
    摘要 ( 958 )   PDF (249KB) ( 533 )  
    封面图片是施加在二维光弹颗粒体系顶部的局部载荷在体系中的传递路径(亦即力 链网络)的照片. 由于颗粒体系的离散性和接触时能量发生强耗散的基本特征,形 成了颗粒$ \to $力链网络$ \to $体系的多尺度结构. 其中,力链网络是骨架,是 确定颗粒物质的力学性质,如弹性响应、塑 性变形和破坏的重要因素,开展颗粒物质的多尺度连贯研究非常重要.
    力学纵横
    力学与实践. 2010, 32(1):  104-104.  doi:10.6052/1000-0879-2010-056
    摘要 ( 801 )   PDF (1067KB) ( 710 )  
    向审稿者致谢
    《力学与实践》编辑部
    力学与实践. 2010, 32(1):  111-111.  doi:10.6052/1000-0879-2010-057
    摘要 ( 783 )   PDF (291KB) ( 432 )  
    2009年以来,许多同志为《力学与实践》、 《力学学报》和{ Acta Mechanica Sinica} 审阅了大量的稿件,付出了辛勤的劳动.由于他们的工作,使刊物的质量得以提高, 读者、作者与编者也都从中获得教益.三刊编委会在此谨向广大审者致以诚挚的谢 意!