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2008年 第30卷 第5期 刊出日期:2008-10-08
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    应用研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  90-92.  doi:10.6052/1000-0992-2006-008
    摘要 ( 924 )   PDF (784KB) ( 559 )  
    观测坝基水压力变化的测压管直径很小,清除测压管内的碎石非常困难,通过各种清除方法 的尝试,提供一种效率高的清除方法. 实践证明它在工程中是可行的. 通过模拟试验观 测到了颗粒在管中的运动状态;通过对管中颗粒的运动状态分析,可以解释颗粒排除的现象.
    力学与实践. 2008, 30(5):  86-89.  doi:10.6052/1000-0992-2006-186
    摘要 ( 1047 )   PDF (889KB) ( 729 )  
    采用数值模拟方法,结合风洞模型试验对群体低层四坡屋面房屋周围的 风场及表面风压进行了计算和分析.数值模拟基于Reynolds时均方程和可实现 $k$-$\varepsilon$湍流模型,采用了具有良好拓扑性能的非结构四面体网 格,运用流体软件FLUENT实现流场的求解.在单体计算结果和风洞试验结果有较好吻合的前 提下,获得了有相邻建筑干扰的情况下,低层四坡屋面房屋的表面风压的变化规律,结论可 直接供工程设计参考.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  99-100.  doi:10.6052/1000-0992-2007-138
    摘要 ( 1187 )   PDF (307KB) ( 552 )  
    从``质点系相对其质心动量矩''的概念,分析了质点系相对其质心绝对 动量矩等于其相对动量矩的满足条件. 从``刚体平面运动的合成''的概念得到一种新 的求解方法:``${\pmb L}_{o} = {\pmb L}_e + {\pmb L}_{r}$'', 即刚体绕平行 轴转动对某点绝对动量矩等于刚体作牵连运动对该点动量矩与 刚体相对质心转动产生动量矩的矢量和,为学生较好理解``刚体绕平行轴转动动量 矩''的求解提供了新思路.
    应用研究
    应用上限原理求解重轨万能轧制过程轧制力
    董永刚 张文志 宋剑锋
    力学与实践. 2008, 30(5):  70-74.  doi:10.6052/1000-0992-2007-215
    摘要 ( 995 )   PDF (771KB) ( 567 )  
    在重轨万能轧制过程中,首先建立了简化的三维理论模型. 然后分别给出了轨腰、轨头及轨 底的运动学许可速度场以及相应的应变速度场和剪应变速度强度,并求出了相应变形区的塑 性变形功率、速度间断面上消耗的功率以及由于摩擦产生的摩擦功率. 最后根据上限原理分 别求解了水平辊和两个立辊的轧制力上限解. 通过比较可知,二辊轧制理论公式误差很大因 此不能用于万能轧制过程,而上限法求得的轧制力近似解大于轧制现场数据但最大误差不超 过13\%, 因此根据上限原理进行轧制工艺参数设定及优化是比较可靠的.
    土压力问题上限有限元分析
    姜朋明 吕云霞 梅国雄
    力学与实践. 2008, 30(5):  40-44.  doi:10.6052/1000-0992-2007-267
    摘要 ( 1328 )   PDF (791KB) ( 541 )  
    将有限元方法引入到塑性极限分析中,采用刚体有限元离散挡土墙后土体计算区域, 同时构造运动许可速度场,在满足屈服条件、流动法则、虚功方程以及相应的边界条件的基 础上,建立约束方程,引入数学规划方法求解挡土墙在不同变位模式下极限土压力分布. 算 例说明了该方法的正确性和有效性.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  101-102.  doi:10.6052/1000-0992-2007-280
    摘要 ( 844 )   PDF (451KB) ( 518 )  
    针对目前高等院校材料力学实验教学模式存在的主要问题,建立了``引导- 设计-实验-掌握''新的实验教学模式. 并通过实践研究,初步显示:新的实验教学 模式能达到实验培养的目标要求.
    应用研究
    层状岩板冲击载荷及参数反演
    李云鹏 艾传志 杨志法 王芝银 张路青 张世辉
    力学与实践. 2008, 30(5):  37-39.  doi:10.6052/1000-0992-2007-292
    摘要 ( 901 )   PDF (3362KB) ( 593 )  
    根据现场被冲击物的实际量测破坏形态,利用直接反演分析原理,以数值仿真分析所得叠层 岩板破坏规律与现场实际岩板破坏形态的相似度最大为追求目标,进行识别反演层状岩板冲 击载荷的数值范围和动抗拉强度估计值. 文中分析思路对初始信息及量测信息溃乏的工程问 题的反演分析尤为适用.
    专题综述
    力学与实践. 2008, 30(5):  9-15.  doi:10.6052/1000-0992-2007-297
    摘要 ( 1324 )   PDF (1571KB) ( 761 )  
    受到试验时间和经费的限制,航空结构疲劳试验通常是小样本或极小样本试验. 就基于历史数据的小样本疲劳寿命的研究作了系统回顾,给出了小样本的定义,按研究目的 将其分为分布形式确定、参数估计和拟合优度检验3类,并作了简单评述. 在此基础上对这 一领域的研究趋势进行了展望.
    应用研究
    水平载荷作用下密肋复合墙体计算方法研究
    何明胜 姚谦峰 黄炜 李斌
    力学与实践. 2008, 30(5):  32-36.  doi:10.6052/1000-0992-2007-322
    摘要 ( 965 )   PDF (891KB) ( 516 )  
    提出该结构体系在水平载荷作用下,可视为夹层复合构件,并提出了计算模型. 根据 变形协调原理对其进行受力分析,建立了多层多跨密肋复合墙体结构横向位移及各组成构件承 受剪力和弯矩表达式. 通过计算分析指出,各组件剪力分配只与各组件刚度及宽度比有关, 内墙板上部分配剪力大于下部,边框反之;各组件局部弯矩系数随$\lambda $的增加而减小,其整体工作性能增强,当$\lambda $增加到一定数值时,其工作性能与悬壁构件类似.
    教育研究
    空间运动刚体角速度的一种形式
    何斌 刘祚秋 苏炜 富明慧
    力学与实践. 2008, 30(5):  96-97.  doi:10.6052/1000-0992-2007-337
    摘要 ( 1513 )   PDF (320KB) ( 754 )  
    一般空间运动刚体角速度是理论力学教学的难点和重点,传统基于欧拉转动定理和坐标转换 矩阵的角速度引出方法存在各自的不足,于是可通过有限转动矩阵直接引出角速度,保存传 统两种方法的优点,利于学生更深刻理解角速度的概念.
    应用研究
    K型管节点的应力集中系数研究
    张国栋 曲淑英 张宝峰
    力学与实践. 2008, 30(5):  65-69.  doi:10.6052/1000-0992-2007-390
    摘要 ( 1104 )   PDF (881KB) ( 604 )  
    采用有限元法分析了K型管节点在承受轴力作用下的应力集中系数. 用三维固体单元模 拟结构,模拟中对不同区域分别划分网格,每个区域的网格独立产生后,再形成整个结构的 有限元网格. 使用ABAQUS软件分析了200组在轴向循环载荷作用下的节点数值模型,获得 了K节点在轴向循环载荷作用下沿焊缝的应力集中系数(SCF),并对主管和支管的SCF进行 研究,得出了节点几何参数对主管和支管的SCF及极值位置的影响规律.
    力学与实践. 2008, 30(5):  28-31.  doi:10.6052/1000-0992-2007-391
    摘要 ( 885 )   PDF (677KB) ( 637 )  
    将双优化设计变量转化为单优化设计变量,从而建立起预应力方钢管混凝土柱的优化设计数 学模型. 利用罚函数外点法导出了优化设计变量的迭代计算公式,并给出了获得最优解的二 重迭代法计算步骤. 算例结果分析表明,本法对解决预应力方钢管混凝土柱截面优化问题, 具有概念简单,计算方便的特点,并为此类非线性规划问题提供了较好的求解途径.
    采用模糊PID的液压半主动悬架的仿真研究
    陈翔 王恩涌 钱勇生 钱勇生
    力学与实践. 2008, 30(5):  57-61.  doi:10.6052/1000-0992-2007-403
    摘要 ( 1072 )   PDF (795KB) ( 853 )  
    在仿真研究1/4车体二自由度液压半主动悬架的基础上,设计了一种 用于1/2车体的液压半主动悬架的参数自整定模糊PID控制器,并利用模糊控制规则对 PID参数进行在线修改. 以正弦信号路面、脉冲信号路面和C级路面3种典型路面作为输入 信号,应用MATLAB/Simulink控制系统仿真软件对该半主动悬架模型进行的计算机仿真表明, 具有模糊PID控制器的半主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性方面要明显优于一般的模糊控制 悬架,具有更好的自适应能力.
    扰动波长对一维标准SPH稳定性的影响
    傅学金 强洪夫 杨月诚
    力学与实践. 2008, 30(5):  45-48.  doi:10.6052/1000-0992-2007-405
    摘要 ( 1292 )   PDF (724KB) ( 563 )  
    运用von Neumann稳定性分析方法对采用3次B-样条核函数的一维标准SPH进行了稳 定性分析,在此基础上对扰动波长的影响进行了讨论,并用一维弹性杆的SPH 计算对分析结论进行了数值验证. 理论分析和数值计算表明, von Neumann分析所得的稳定性随扰动波长变化的规律与实际计算结果完全相符, SPH稳定性与扰 动波长密切相关. 对于所分析的SPH方法,在扰动波长最小处稳定性最差,而在其它扰 动波长下,SPH的计算则可以在拉伸状态下稳定.
    力学与实践. 2008, 30(5):  62-64.  doi:10.6052/1000-0992-2007-419
    摘要 ( 1070 )   PDF (979KB) ( 738 )  
    依据膏体推进剂火箭发动机设计和膏体推进剂管道流动实验需求,提出了一种新型膏体推进 剂供给系统方案. 该方案以变频电机作为驱动力,螺杆/螺母、减速器等作为传动部件,可以 满足实验中对流量精确控制的要求. 利用该供给平台进行了膏体推进剂替代物-丁羟(端羟 基聚丁二烯)的管道流动实验,测得了压力与流量的关系曲线. 以非牛顿流体流动理论为基 础,分析了丁羟管道流动实验结果,得出的黏度数据与文献吻合,初步验证了该供给方案的 可行性以及原理性平台各项参数的正确性.
    力学与实践. 2008, 30(5):  82-85.  doi:10.6052/1000-0879-2007-420
    摘要 ( 1325 )   PDF (737KB) ( 634 )  
    在对室内液化石油气泄漏流动过程进行量级估算分析的基础上,提出了一种预测室 内泄漏液化石油气浓度分布的简化方法. 并结合一次居民室内液 化气爆炸事故,讨论了此方法在实际应用中的简易可行性.
    力学与实践. 2008, 30(5):  53-56.  doi:10.6052/1000-0992-2007-470
    摘要 ( 1667 )   PDF (720KB) ( 699 )  
    通过对拱顶储罐罐壁承受轴向载荷、初始几何缺陷及轴压失稳状况研究,指 出在固定顶罐设计、建造和运行各阶段都应进行罐壁轴压稳定性校核. 根据圆柱薄壳稳定性 理论和轴压失稳临界应力数值分析计算结果,提出固定顶罐罐壁轴压稳定性校核方法和数学 模型,并运用回归分析方法建立罐壁轴压失稳临界应力计算公式. 对几种常用规格的拱顶罐 有初始挠度缺陷罐壁轴压稳定性分析表明:随储罐容积和罐壁初始挠度增大,罐壁轴压稳定 性呈减弱趋势.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  103-104.  doi:10.6052/1000-0992-2007-480
    摘要 ( 865 )   PDF (598KB) ( 510 )  
    基于``大科学''观理念,以工程产品为设计对象,以知识的连贯性为出发点, 注重知识的融会贯通、课程与工程实际的紧密结合以及对学生综合能力的有效培养. 介绍了 课程设计的指导思想、构成、要求及考核的知识点,总结归纳了课程设计的效果. 实践结果 表明,效果良好,受到学生一致好评.
    应用研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  24-27.  doi:10.6052/1000-0992-2007-485
    摘要 ( 1340 )   PDF (720KB) ( 571 )  
    在总结了型钢混凝土(SRC)柱承载力计算一般方法的基础上,针对T形型钢混凝土柱, 结合中国现行规范,分析了此种柱的受力特点和破坏模式,提出T形型钢混凝土柱正截面极 限承载力的计算方法,并采用该方法对一T形型钢混凝土柱的承载力进行验算. 结果表明与 试验数据吻合较好,说明本文方法具有较好的精确度和适用性.
    力学纵横
    金属的应力腐蚀
    周道祥
    力学与实践. 2008, 30(5):  108-109.  doi:10.6052/1000-0992-2007-491
    摘要 ( 1347 )   PDF (415KB) ( 588 )  
    介绍了金属腐蚀与应力腐蚀的机理以及它们带来的危害,给出了较具影响的腐蚀破坏的 事故. 还介绍了依据应力腐蚀原理制作的定时炸弹用于刺杀希特勒的实例,并给出了计 算裂纹腐蚀寿命的断裂力学方法.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  98-98.  doi:10.6052/1000-0992-2007-528
    摘要 ( 947 )   PDF (338KB) ( 685 )  
    通过向量运算给出了角速度向量引入的一种较简单的方法. 利用刚体上的固连向量的导数与 其自身垂直的特点,得出反映刚体整体运动特性的角速度向量,并对这样的导出方法与刚体 角速度向量物理意义之间的联系进行了讨论.
    力学史话
    明清重心知识演进
    白欣 杨舰 冯立升
    力学与实践. 2008, 30(5):  105-107.  doi:10.6052/1000-0879-2007-554
    摘要 ( 1457 )   PDF (751KB) ( 584 )  
    采用文献分析方法,通过梳理我国明清时期重心知识文献,阐述了重心知识在明清时期 的发展脉络. 并从中看出,大都停留在定性描述阶段的中国古代重心知识,随着明末清初西 方物理学知识的传入,物体重心知识也进入了理论概括阶段.
    应用研究
    低渗透油藏非线性两相渗流研究
    时宇 杨正明 杨开菊 黄延章
    力学与实践. 2008, 30(5):  16-18.  doi:10.6052/1000-0879-2008-036
    摘要 ( 866 )   PDF (570KB) ( 655 )  
    根据岩心实验提出了两参数的非线性渗流方程,并在此基础上结合Buckly-Leverett 方程建立了非线性非混相驱替方程. 通过对该方程求解分析可知,与线性达西渗流相比,非 线性渗流的驱油相率较差;同一含水饱和度下的含水率更高;而储层中各点的压力梯度更大, 导致所需注采压差更大. 说明有效的开发低渗透油藏需要比中高渗油藏更小的井距和更高的 注采压力体系.
    力学与实践. 2008, 30(5):  75-78.  doi:10.6052/1000-0879-2008-061
    摘要 ( 1132 )   PDF (1836KB) ( 690 )  
    将拓扑优化中的ICM(独立、连续、映射)方法引入到变压器吊耳设计中; 推导了吊耳孔边缘载荷的分布公式,并依据两种吊耳结构的有限元分析与拓扑优化结果,提 出了两种新的结构设计方案. 数值试验结果表明, 改进后的新结构能够满足强度、刚度的要 求,同时减轻了重量.
    力学与实践. 2008, 30(5):  19-23.  doi:10.6052/1000-0879-2008-086
    摘要 ( 912 )   PDF (980KB) ( 661 )  
    通过Hilbert-Huang变换得到地震波的时间-频率-振幅分布图,并对地震动动力特性进 行分析,创造性地提出了用地震动峰值能量的最大值(即时频密度函数的最大值)和峰值系 数作为评估地震动震动效应强弱的定量指标,初步建立了地震动震动效应评估的判据;并用实 例验证了该判据的可行性和可靠性.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  93-93.  doi:10.6052/1000-0879-2008-087
    摘要 ( 1394 )   PDF (297KB) ( 647 )  
    讨论Lagrange方程广义动量守恒的物理意义, 它可 以是动量守恒, 可以是动量矩守恒,也可以既不是动量也不是动量矩守恒.
    专题综述
    弹性湍流及其对微混合效率影响研究的若干进展
    杨攀 Lam Yee Cheong 朱克勤 Gan Hiong Yap
    力学与实践. 2008, 30(5):  1-8.  doi:10.6052/1000-0879-2008-094
    摘要 ( 1018 )   PDF (6083KB) ( 550 )  
    介绍和评述弹性湍流的产生及其对于微混合效率的影响等问题上的若干研究进展. 弹性 湍流和惯性湍流具有类似的流场特征,但引发机理有所不同. 惯性湍流产生的原因 是惯性引起的Reynolds应力,而弹性湍流则是由弹性应力所引起的. 鉴于在微流动 中,惯性力可忽略不计,因此牛顿流体的混合变得十分困难. 此时可在流体中加入 微量高分子聚合物以生成黏弹性流体. 由黏弹性流体所引发的弹性湍流在提高流体 微混合的效率上可发挥重要作用.
    应用研究
    后压浆灌注桩单桩极限承载力的液压模型
    徐广民 刘凤奎 王文君 张学东
    力学与实践. 2008, 30(5):  79-81.  doi:10.6052/1000-0879-2008-095
    摘要 ( 973 )   PDF (542KB) ( 655 )  
    结合后压浆灌注桩的施工工艺特点, 利用液压原理, 建立了计算后压浆灌注桩单桩极限承载力的液压模型, 并推导出了计算公式. 通过工程实例进行了验证, 表明方法可行, 结果可靠.
    身边力学的趣话
    力学中的黄金分割率
    董天立 韩增盛
    力学与实践. 2008, 30(5):  112-112.  doi:10.6052/1000-0879-2008-220
    摘要 ( 1433 )   PDF (293KB) ( 788 )  
    黄金分割率0.618是一个神奇的数字,在建筑、绘画、雕塑、音乐等艺术领 域和人类生活的许多领域里得到了广泛的应用. 本文讨论力学中存在黄金分割率的若干例子.
    力学纵横
    力学与实践. 2008, 30(5):  115-115.  doi:10.6052/1000-0879-2008-274
    摘要 ( 1436 )  
    从汽车前轮的导向作用,汽车减振器的消能效果,汽车大梁受力的合理性等方面,充实力学与实践2008年第1期中"为什么大汽车的后排比前排颠簸"一文的论据。
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(5):  94-95.  doi:10.6052/1000-0879-2008-399
    摘要 ( 1893 )   PDF (492KB) ( 764 )  
    啄木鸟玩具可作为演示自激振动的教具,文中对啄木鸟玩具的自激振动过程作理论分析.
    力学纵横
    力学与实践. 2008, 30(5):  116-116.  doi:10.6052/1000-0879-2008-424
    摘要 ( 1595 )  
    有。 力学名词中的"椭圆余弦波"(一种浅水波), 其英文是 cnoidal wave. 由正弦(sin)函数刻画的波叫 sinusoid wave, 而由椭圆余弦(cn) 函数刻画的波叫作cnoidal wave 是很自然的事。变量 x 的 cn 函数和参数 k (叫做模)有关,其定义为 cn(x,k) = cos (phi) 而 phi 和 x 的关系由 椭圆积分 x = 积分(0,phi)(1/sqr(1-k2cos2z))dz 确定。 容易验算,当模 k = 0, cn 函数就是cos 函数. cn (x,0) = cos x .对非零的 k 函数 cn (x,k) 的图形大致如图 1。 英文字里,只有几个由字母 cn 开头的字,多见于解剖学。于是,不知什么原因,出现了这样一个词: conoidal wave,多了一个字母o 。在国内,有《水利科技名词》(科学出版社, 1997)。国外的书刊上也有这样的拼法。是否两者可以通融呢?不知道。但至少同一篇文章里,应当只用一种拼法吧。我用 cnoidal wave conoidal wave 连在一起当作关键词用 google 搜索,居然找到几篇论文,其中两种拼法同时出现. 能否确定用 conoidal而废弃 cnoidal呢?读起来不那么拗口了(其实我也不知道 cnoidal应该怎样念, 其他cn 开头的英文字中,字母c 不发音)。 不幸的是,已经有一个数学名词叫 conoid, 中文是劈锥(曲)面, 图2是正劈锥面的下半部分,可以想象为什么建筑师会采用它作为一种屋顶形式(曲面由直线移动组成,而木椽是直的), 但它和浅水波的形状,难于找到什么联系。劈锥面的一般定义可见《数学辞海》,第一卷。 稿成,戴世强教授帮我查出,造 cnoidal 这个字的,是 1965重新发表(原文 1895 年)的孤立波经典文章 (作者是熟知的 KdV 方程的 KdV 二人), 见梅强中 (C.C.Mei)等3人的"The Applied Dynamics of Ocean Surface Waves"(新加坡 2003年 二版660页)。有意思的是,梅书一版(美国Wiley 1983年,作者为梅一人)用的也是 conoidal.
    身边力学的趣话
    提琴声中的摩擦原理
    胡元中
    力学与实践. 2008, 30(5):  110-111.  doi:10.6052/1000-0879-2008-432
    摘要 ( 1306 )   PDF (1156KB) ( 603 )  
    介绍了提琴的音乐声中有关摩擦的学问,内容涉及琴弦振动中的亥姆霍 兹运动与提琴音质的关系,引发琴弦振动的摩擦粘滑现象、以及粘滑的发生机理等. 想要说 明在日常生活乃至音乐艺术中的许多现象背后都有着科学的规律,而对这些现象的科学研究 将会影响和改变我们的生活.
    力学纵横
    力学与实践. 2008, 30(5):  114-115.  doi:10.6052/1000-0879-2008-454
    摘要 ( 895 )  
    作为"大众力学丛书"的新书,刘延柱教授著述的《趣味刚体动力学》最近由高等教育出版社出版(图1)1。将刚体动力学这门历史悠久、应用广泛的力学分支学科用生动有趣、深入浅出的语言进行阐述,它的意义正如培根所说:"知识就是力量。知识的力量不仅取决于其本身价值的大小,更取决于它是否被传播以及传播的深度与广度。"...