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当期目录

    2008年 第30卷 第4期    刊出日期:2008-08-08
    应用研究
    一维SPH的稳定性分析
    田瑜
    2008, 30(4):  73-75.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-039
    摘要 ( 1830 )   PDF (435KB) ( 700 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用von Neumann稳定性分析方法,对SPH (smoothed particle hydrodynamics, 光滑粒子水动力)的两种动量方程离散形 式进行了一 维稳定性分析. 两者各自的稳定性条件表明,动量方程的离散形式 对SPH的稳定性具有重要影响. 在此基础上,得到了蛙跳积分方案的一维SPH稳 定性条件的一般形式. 数值算例验证了本文结论.
    带制退器膛口流场的三维数值模拟
    张辉 谭俊杰
    2008, 30(4):  34-37.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-040
    摘要 ( 1500 )   PDF (1525KB) ( 826 )  
    相关文章 | 计量指标
    利用三维任意坐标 系下Euler方程组和LU分解的数值方法模拟了不带膛口装置的某步枪膛口流场,计算结果与 实验结果比较吻合. 对某口径火炮带有制退器的膛口流场进行了数值模拟,其结果反映了制 退器内外流场的主要特征和冲击波波系之间的相互作用,在数值模拟的基础上分析 了3排侧 孔对制退器性能的影响. 本文提供了有关膛口流场的详细数据,将对制退器总体性能研究有 重要的参考意义.
    结构层热扩散系数对超薄涂层热力性能的影响
    王小贞 张士元 郑百林 贺鹏飞
    2008, 30(4):  68-72.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-110
    摘要 ( 1774 )   PDF (890KB) ( 589 )  
    相关文章 | 计量指标
    将非傅立叶热传导模型(用于超薄热涂层)与傅立叶热传导模型(用于结构层)相结合 求解温度场,运用有限元法求解热涂层热应力和裂纹驱动力,并分析结构层材料热扩散系数 的变化对热涂层的热力学性能(温度场、应力场和断裂性能)的影响. 研究表明,结构层材 料性能变化对温度场的影响主要表现在热冲击后期,对热应力和裂纹尖端驱动力后期的变化 也有一定的影响.
    前进式U形通风采空区风流与自燃的数值模拟
    李宗翔
    2008, 30(4):  23-27.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-120
    摘要 ( 1590 )   PDF (714KB) ( 662 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于渗流方程、多组分气体渗流-扩散方程和多孔介质渗流传热方程,建立前进式开采U型 通风采空区自然发火模型. 通过迭代方法计算沿空巷道的侧漏风量,以此边界条件数值模拟 计算出前进式开采U型通风采空区的漏风规律;根据瓦斯-O$_2$-CO浓度和温度分布状态及其 变化来描述自燃过程. 在计算中,采空区非均质性按自然冒落考虑,兼顾瓦斯涌出对自燃的 耦合作用;模拟得到,在前进式开采特有的3面漏风边界条件下,采空区自燃位置(最高温 点)在开切眼冒落区进风一侧,自燃产生的有害气体和瓦斯随漏风流从回风边界渗出. 在前 进开采U型通风形式下,通风量在到达工作面时衰减很大,因此,前进开采布置一次推进距 离不易过大;解决好沿空留巷的封堵材料和正确的堵漏措施,是保证前进式开采顺利进行的 技术关键.
    教育研究
    自学研讨型教学方法和注重平时考试方法的实践与思考
    王焕定
    2008, 30(4):  85-88.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-125
    摘要 ( 1303 )   PDF (878KB) ( 911 )  
    相关文章 | 计量指标
    在多年探索实践的基础上,提出了一种``强调自学、注重平时、启发讨论、鼓励研究'' 的教学及考试方法,是受学生欢迎和有效的. 为使方法能为教师乐于使用,又提出众人拾柴 火焰高,通过共同建设相关教学资源库,共建共享教学资源,以最大限度降低教师备课负担, 从而利于方法的推广实现.
    应用研究
    预应变对中碳钢扭转疲劳特性的影响
    苗德华 西田新一 服部信祐
    2008, 30(4):  61-64.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-183
    摘要 ( 1370 )   PDF (1051KB) ( 840 )  
    相关文章 | 计量指标
    应用扭转疲劳试验机对退火后的非预应变45#钢及其3种预应变材料进行 实验. 实验结果表明:预应变量小于5%时,与非预应变材料相比疲劳极限降低10\%; 预应变量大于5{%}时,随着预应变量的增加,其疲劳极限有恢复的趋势,当预应变量达到 8%时,预应变材料与非预应变材料的疲劳极限几乎相等;当循环应力达到1*10^7$时,各种试件表面都有明显的停留裂纹存在.
    辛体系下平面热黏弹性圣维南问题的解析解
    张维祥
    2008, 30(4):  76-78.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-198
    摘要 ( 1425 )   PDF (608KB) ( 841 )  
    相关文章 | 计量指标
    借助积分变换,将辛体系引入平面热黏弹性问题,建立了基本问题的对偶方程,并将全 部圣维南问题归结为满足共轭辛正交关系的零本征值本征解问题. 同时,利用变量代换和本 征解展开等技术给出了一套求解边界条件问题的具体方法. 算例讨论了几种典型边界条件问 题,描述了热黏弹性材料的蠕变和松弛特征,体现了这种辛方法的有效性.
    教育研究
    基础力学课程研究型教学方法的探索
    唐静静 范钦珊
    2008, 30(4):  89-90.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-222
    摘要 ( 1057 )   PDF (488KB) ( 771 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过基础力学课程教学组3年中对研究型教学的研究和教学实践的摸索总结,结合理 论力学课程教学实践,阐述研究型教学方法的理念、内容、方法与过程.
    应用研究
    记忆合金丝拔出的实验研究
    李庭杰 胡长华 胡更开
    2008, 30(4):  44-46.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-223
    摘要 ( 1577 )   PDF (1337KB) ( 828 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过光弹技术研究了单根形状记忆合金的拔出过程,得到了应力-位移曲线及相变过程, 实验结果与记忆合金纤维拔出模型吻合较好.
    教育研究
    指导工程力学专业本科学位论文的几点认识
    海龙 隋淑梅
    2008, 30(4):  91-92.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-225
    摘要 ( 1519 )   PDF (466KB) ( 594 )  
    相关文章 | 计量指标
    针对工程力学的学科特点和工程力学专业本科生在完成学位论文过程中存在 的一些问题,阐述了在指导工程力学专业本科学位论文的各个环节需要注重的一些方面,并 有针对性地提出了可操作的方法.
    应用研究
    钢筋混凝土对边简支板的爆炸试验
    孙文彬
    2008, 30(4):  58-60.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-226
    摘要 ( 1475 )   PDF (3379KB) ( 794 )  
    相关文章 | 计量指标
    爆炸载荷作用下钢筋混凝土板是建筑结构破坏的薄弱环节,其破坏还导致结构整体刚度 退化和动力响应升级. 以对边简支钢筋混凝土板为试验对象,在两个相同的试样上进行独立 的爆炸试验,观测钢筋混凝土板在弹性区动力响应和塑性区破坏特征,为碳纤维加固钢筋混 凝土板抗爆炸试验研究提供有效的数据和参照,实验现象和数据可供同类研究参考.
    多层平面钢框架连续倒塌仿真分析
    胡晓斌 钱稼茹
    2008, 30(4):  54-57.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-236
    摘要 ( 1243 )   PDF (645KB) ( 964 )  
    相关文章 | 计量指标
    为研究结构连续倒塌的全过程,采用瞬时加载法和大变形动力有限元软件LS-DYNA,对一榀 底层中柱失效的多层平面钢框架进行连续倒塌仿真分析. 分析结果表明:对于钢结构,提高 材料的失效应变,可以显著提高结构抵抗连续倒塌的能力.
    专题综述
    基于张力场理论的薄膜褶皱研究评述
    李云良 田振辉 谭惠丰
    2008, 30(4):  8-14.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-255
    摘要 ( 1928 )   PDF (1394KB) ( 800 )  
    相关文章 | 计量指标
    张力场理论是较早提出的研究薄膜褶皱的理论,该理论忽略了薄膜的弯曲刚度, 认为在褶皱 区薄膜处于单轴的应力状态,褶皱的方向为大主应力方向,垂直于褶皱方向的小主应力为零. 基于这种方法提出了很多褶皱的分析模型. 这些分析模型通过引入参数对薄膜的本构关系或 变形梯度进行修正,然后通过数值的方法进行求解,可以得到褶皱形成以后的应力分布,及 褶皱的方向. 其主要的缺点是不能得到褶皱的波长、幅度及数量等信息. 基于能量方法的褶 皱分析,首先要假定褶皱的变形模式,然后通过能量关系得到褶皱幅度和波长的表达式. 本 文对比分析薄膜褶皱的不同分析方法,并指出了薄膜褶皱研究的发展趋势.
    应用研究
    基于Lasserre算法的自然单元法形函数计算
    江涛 章青
    2008, 30(4):  79-83.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-293
    摘要 ( 1353 )   PDF (1340KB) ( 641 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于Lasserre体积算法推导了两种插值方案下自然单元法形函数及其导数 的具体计算方法,特别是对计算点处于某些特殊位置时可能造成计算失败的原因和处理方法 进行了较为深入的研究. 算例结果验证了Sibson与non-Sibson插值形函数在三角形外接圆 的圆周上具有不同的连续性,自然单元法形函数在凸区域的边界结点间是线性变化的,因而 可以方便地施加本质边界条件.
    教育研究
    弯矩图确定后轴力不能直接解算问题的探讨
    叶腾
    2008, 30(4):  94-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-294
    摘要 ( 1224 )   PDF (443KB) ( 790 )  
    相关文章 | 计量指标
    某些超静定结构,当弯矩图确立后,应用静力平衡条件无法实现对整个结构的支座反力 及内力的完全解算. 通过对此类结构受力特征的分析,定义出现此类情况结构的基本特征, 并在结构力学范畴内,对比可以解决此类问题的计算方法,提出解决思路,给出简便的解算 公式.
    应用研究
    压电结构的主动控制仿真与实验研究
    刘相秋 王聪 王威远 邹振祝
    2008, 30(4):  50-53.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-308
    摘要 ( 1754 )   PDF (973KB) ( 804 )  
    相关文章 | 计量指标
    结合有限元方法研究了直接负速度反馈和基于LQR(二次线性最优控制)的独立模 态空间主动控制方法来控制结构的振动, 采用一种新的仿真方法:PATRAN与MATLAB 联合仿真,对这两种方法进行主动控制数值仿真. 用MATLAB的xPC实时控制,进 行了主动板的振动控制实验,验证了采用上述控 制仿真方法的正确性. 各种结果表明用压电结构进行振动主动控制效果明显.
    卸载后加载对扭杆刚度下降门槛值的影响
    卢红岩 孟宪红
    2008, 30(4):  65-67.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-318
    摘要 ( 1514 )   PDF (449KB) ( 652 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于损伤力学原理,推导了扭力矩门槛值表达式. 并采用多次卸载后加载的方法 进行定扭角刚度下降实验,得到卸载后加载的剩余扭力矩,进而计算每次加载后的剪 应变门槛值. 实验表明多次卸载后加载的方法可在一定程度上提高剪应变门槛值. 此结论可以用于同类材料在工程应用中需要提高门槛值的构件.
    氩弧点焊薄片应变传感器性能实验研究
    徐永君
    2008, 30(4):  47-49.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-336
    摘要 ( 1271 )   PDF (472KB) ( 728 )  
    相关文章 | 计量指标
    对氩弧点焊薄片应变传感器传递性能和疲劳性能进行了试验研究,试验结果表明氩 弧点焊薄片应变传感器具有稳定传递性能和可靠的疲劳性能,可以应用于实际工程应变测 量.
    教育研究
    关于``平面弹性悬臂梁剪切挠度问题''的进一步研究
    王鑫伟 唐玉花
    2008, 30(4):  97-99.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-362
    摘要 ( 1678 )   PDF (454KB) ( 1111 )  
    相关文章 | 计量指标
    对于狭矩形截面的平面弹性悬臂短梁,给出了悬臂端受切向外力或一边受均匀载荷作用时精 确的有限元结果和DQ (differential quadrature, 微分求积法) 法结果作为比较依据;基于铁摩辛柯梁理论并采用Gowper导出的剪切系数,导出了与弹性力 学解精度相当的结果.
    应用研究
    低Pr数流体自然对流边界层流动的直接数值模拟
    刘滔 林文贤 高文峰 罗川旭 李明 郑勤红
    2008, 30(4):  28-33.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-367
    摘要 ( 1753 )   PDF (1050KB) ( 869 )  
    相关文章 | 计量指标
    在太阳能采暖通风系统中,空气在太阳辐射作用下于吸热壁上所形成的非稳态自然对流边界 层流动是决定系统热性能的关键所在. 对于线性分层的低普郎特数($Pr<1$)流体而言,标度分 析表明在起始阶段边界层的发展是与高度无关而只依赖于时间的,而处于稳态时,各项标度 关系与处于起始阶段终结时刻的大不相同,且都与高度和时间无关,而只与$Pr$数和线性分 层度相关. 直接数值模拟计算结果表明由标度分析所得的各项标度关系揭示了流动的特性参 数与控制参数之间的决定性内在联系. 但同时也表明标度关系并没有充分体现出 对$Pr$数的所有依赖关系,这一不足可利用直接数值模拟计算结果得到弥补.
    油藏数值模拟中井筒压力梯度的校正方法
    岳玉全 敬国栋 王立洋 刘振宇
    2008, 30(4):  15-19.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-379
    摘要 ( 1419 )   PDF (833KB) ( 761 )  
    相关文章 | 计量指标
    有限元法用于油藏数值模拟具有独特的优越性. 由于井筒附近流动的特殊性,直接采用 数值模拟得到的压力梯度计算油井产量会导致较大的误差. 本文分析了数值模拟中井筒压力 梯度产生误差的原因,在此基础上提出了计算井筒压力梯度的校正公式. 计算结果表明,压 力梯度校正公式可显著提高油井产量的计算精度,并能有效地减少井筒附近的网格剖分数量, 从而提高了计算效率.
    力学纵横
    浅析扭转理论的发展
    胡玉琴
    2008, 30(4):  100-101.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-399
    摘要 ( 2131 )   PDF (502KB) ( 835 )  
    相关文章 | 计量指标
    按照扭转理论的发展过程分别分析了不同科学家在扭转理论上的贡献,从金属丝的 扭转到圆轴、圆管的扭转,再到任意截面的扭转问题,最后发现任意截面的棱柱扭 转问题是圣维南通过弹性理论的方法解决的.
    教育研究
    用SketchPad辅助平面图形各点速度教学的新尝试
    张广清
    2008, 30(4):  95-96.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-401
    摘要 ( 1242 )   PDF (521KB) ( 679 )  
    相关文章 | 计量指标
    为了帮助学生深入掌握平面图形各点速度的分析方法,在分析平面图形内各点速度的3种方 法间关系的基础上,提出使用Sketchpad软件进行交互式速度分析的动态演示方法. 以曲柄 滑块机构为例,采用3种速度分析方法给出了速度变化规律. 分析表明这种交互式动态方 法不但效果直观,而且能够揭示前后知识点之间的关系. 笔者通过两个年级教学实践的对比 证明,学生表现出浓厚的学习兴趣,教学效果良好.
    应用研究
    多管脉冲爆轰发动机管外复杂波系的研究
    王杰 翁春生
    2008, 30(4):  38-43.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-414
    摘要 ( 1559 )   PDF (1258KB) ( 764 )  
    相关文章 | 计量指标
    为了研究多管脉冲爆轰发动机外流场复杂波系变化特点,用CE/SE方法对7管脉冲爆 轰发动机内、外流场进行了计算. 7个爆轰管的排列方式是1个居中,另外6个绕其形成环 状排列,管内填充按化学当量比混合的氢气氧气混和物. 计算结果表明:CE/SE方法是一种 好的爆轰波模拟方法,能有效地捕捉激波等强间断;7管脉冲爆轰发动机外流场中存在着多 道相互作用相互影响的激波与膨胀波. 计算结果对多管脉冲爆轰发动机外流场复杂波系的特 性研究具有重要参考价值.
    岩石三轴蠕变试验黏弹性解析及参数识别
    王怡 王芝银 韩冰
    2008, 30(4):  20-22.  DOI: 10.6052/1000-0992-2007-490
    摘要 ( 1580 )   PDF (784KB) ( 704 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于岩石三轴蠕变试验,推导了相应的黏弹性解析解,并对三参量H-K流变模型给出 了黏弹性解析解的显式以及流变参数的识别方法. 在此基础上,针对花岗岩及片岩两种岩石 的室内蠕变分级加载试验曲线进行了流变参数的识别与反演. 分析表明,同一岩样在不同加 载级别下的弹性及黏弹性参数在量值上均有所不同,其中黏弹性模量和黏滞系数的量值随 载荷的增加出现损伤衰减,基于试验反演所获参数的解析蠕变曲线与试验蠕变曲线吻合较好.
    专题综述
    城市交通废气污染现状及其预测方法
    卢伟真
    2008, 30(4):  1-7.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-084
    摘要 ( 1829 )   PDF (2339KB) ( 725 )  
    相关文章 | 计量指标
    随着工业化、城市化的发展,城市交通引起的废气污染对环境和人类健康的潜在影响 正日益引起世界各国的普遍关注. 为了更加有效地了解城市交通废气污染问题,就其污 染现状、污染物变化特征、污染物浓度模拟及其预测方法等几个方面作一简要介绍,为力志 于城市交通废气污染的研究者提供借鉴.
    教育研究
    教学杂谈
    武际可
    2008, 30(4):  84-84.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-224
    摘要 ( 998 )   PDF (460KB) ( 699 )  
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    简要介绍笔者在几十年教学中的一些体会. 概略说 来不外乎做好知识储备上的准备, 在教学上要有轻有重,在教学方法上要充分尊 重学生的主动性,提高他们学习的兴趣.
    工程中的力学
    浅谈都江堰工程中流体力学原理的运用
    刘玉泉 朱克勤
    2008, 30(4):  102-104.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-292
    摘要 ( 2575 )   PDF (1590KB) ( 2688 )  
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    分析都江堰工程中3大主要设施(鱼嘴、飞砂堰、宝瓶口)的3大功能(分水、排砂、 引水)中涉及到的流体力学原理.
    力学纵横
    大众力学丛书《创建飞机生命密码》------序言
    戴世强1
    2008, 30(4):  105-105.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-329
    摘要 ( 1384 )   PDF (206KB) ( 587 )  
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    当我们看到飞机翱翔在蓝天时,心里会升起种种疑问:这样的庞然大物是怎样上天的?它们 为什么能在乱云飞渡之中平稳飞行?它们为什么能高速驰骋于万里云天?它们为什么在频繁 的起降运行中不散架子?$\cdots\cdots$ 如果把飞机比作人,我们会问:它们为什么有如此俊俏的外貌?为什么它们多姿多彩、神态 各异?它们有什么样的皮肤和骨架?它们的心脏(发动机)为什么如此强有力?飞机的长寿 秘诀在哪里?总而言之,创建飞机生命的密码何在?科学家和工程师们为此付出了多少艰辛 的劳动?力学在创建飞机生命的密码发挥了多大的作用? 翻开这本薄薄的书吧!我们可以从中轻松地得到上面这些问题的答案. 《创建飞机生命密码》是一本有趣的力学科普读物. 与常见的科普书不同,作者虚构了两个 人物------虚心好学的大学生剑青和充满好奇心的中学生夏雯,为了探寻航空的奥秘,他们 认真读书,四处求教,深入思考,逐渐懂得了创建飞机生命的密码,了解了力学在航空事业 发展中的不可或缺的作用. 航空界业者的循循善诱,使他们大大地长了见识;读者跟随他们 足迹也窥见了有关飞机的秘密. 由于这是一本力学科普读物,作者扣住力学在航空发展的作用这一主题,浅显生动地娓娓道 来,不经意间涵盖了力学的几乎所有分支学科:流体力学、固体力学和一般力学(动力学与 控制). 大体说来,前半本书主要涉及流体力学(空气动力学),告诉读者:升力怎 样产生(也就是说,飞机怎样上天),航行中的飞机要承受哪些气动力,怎样产生足够的推力,人类怎样 突破``音障''等深层次的原理;而后半本书主要讲述固体力学和一般力学(弹性力学、气动 弹性、结构力学、飞行力学、振动力学等)的作用,阐释飞机飞行的轨迹、总体架构及其稳 定性、部件材料的疲劳损伤断裂、颤振和抖振的产生和预防、优质复合材料的使用 等等. 全书涉及了许多深奥的力学知识及其应用,但读来相当容易而有兴味. 本书作者是航空界的资深专家,从事航空教学、科研、型号设计已近半个世纪,他深深热爱 航空事业,所带领的不少学生已成为业内的领导和业务骨干. 他全过程地参加了我国第一种 飞机------``运十''的设计、试验、制造、试飞过程,因此,就能得心应手地描述设计和制 造飞机的种种诀窍. 他以十年的深刻感受,深知必须掌握、运用力学知识,才能创造自己的 飞机,才能真切掌握飞机的根底,才能拥有自己的知识产权,才能掌握自己飞机的生命;他 确信中华民族完全能掌握自己大飞机的知识产权. 正是在这种信念驱动下,他以古稀之年, 夙兴夜寐,精心构思创作了这一力学科普著作. 这种精神令人钦佩. 不久前,我国已正式做出决策,将设计制造有自主知识产权的大飞机,相应的公司 已然成立. 这给我国航空业的迅猛发展创造了新的契机,也为我国力学工作者开辟了更大的用武之地, 这本书的推出可谓正当其时. {\ziju{0.03}最后,用本书的结束语的最后一段话做小结:``青年朋友们,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃,创 建飞机生命密码是一个极为广阔的舞台,充分发挥你们的聪明才智,趁年青,打下扎实的基 础,厉兵秣马,艰苦奋战,在这个舞台上大显身手吧.''
    力学问题求解悬赏
    孙博华
    2008, 30(4):  67-67.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-333
    摘要 ( 1661 )  
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    特别说明:对科学问题悬赏的多少并不重要,悬赏只不过是为科研生活增加点趣味,为饭后增加点谈资。另外出题人不负责提供如何解答。同时欢迎追加悬赏金额。 力学作为最古老的科学学科之一,在20 世纪得到了很大的发展,这包括有限元提出、断裂力学、生物力学的创立、稳定分岔和混沌理论、边界层理论、塑性力学和位错理论、湍流统计理论、奇异摄动理论、力学的公理化体系、克服声障和热障等,力学的确可以并且解决了大量的科学和工程实际问题。但是,力学是发展的科学,有些看起来简单的问题,有时求解并非容易。 为了鼓励创新,特别提供以下二个问题向对力学有兴趣的所有学者悬赏求解。 【1】 武际可问题:在徐秉业先生主编的《身边的力学》,北京大学出版社(1997 )中有武先生写的一篇文章:"从土豆的内伤谈起-漫谈接触问题"提出的一个问题:一个均匀的弹性球,从某一高度在重力作用下,(1 )落到均匀的弹性半空间上,它的弹跳高度是多少?(2)落到均匀的弹塑性半空间上,它的弹跳高度是多少? 【2】 打鸡蛋问题:二个完全相同的鸡蛋,一个运动的鸡蛋碰撞一个静止的鸡蛋,请问那个鸡蛋更容易破?
    术语杂谈
    流变学中的 Deborah 数
    朱照宣
    2008, 30(4):  64-64.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-375
    摘要 ( 2513 )   PDF (199KB) ( 689 )  
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    流变学所考虑的对象,可以说介于固体和流体之间. 固体力学中考虑介质的变形,流体力学则考虑介质的流动,流变介质既有流动又有变形. 创立流变学的是美国的宾厄姆 (C.E.Bingham 1878$\sim$1945, 也翻译为宾汉),他把流变学定义为``流动和变形 的学科''. 但是, 他为流变学起的名词 rheology 却是``流 rheo 的学问 logy'', 他为流变学会的会徽上写上了希腊文``一切皆流''. 我不清楚在中文里,``流变学''这个词是怎样确定下来的, 大概是``约定俗成''吧. 最早正式出版的流变学中文书为袁龙蔚(1928$\sim$2004) 编著的<流变学概论>(1961年, 上海科技出版社) . 汉语术语``流变学''体现了``既流又变''的性质. 流变学中有个无量纲数 Deborah 数, 是以色列学者 M. Reiner (1886$\sim$1976)引进的, 这个数的定义为松弛时间与观测时间之比,它刻画了``像流体那样流动''的程度. 形象化地说, Deborah数很小, 则介质变形是主要的, 这个数很大, 则流动是主要的. 极而言之, 固体变而不流,则 Deborah 为零. 流体在流, 说变形已不合适, 则 Deborah 数为无穷大. Deborah 的汉译, 《力学名词》(科学出版社,1993年)和《流变学词 汇》(科学出版社, 1990)都是``德博拉''. 这个 Deborah 是圣经中一个女先知的名字,现也作为女子常用名字. 在圣经通用的版本中, 女先知 Deborah 译为``底波拉''. Reiner 引进的无量纲数以 Deborah 命名, 因为这个女先知说, 在上帝面前, 大山也会流动. 有趣的是, 圣经的现代翻译(英文,中文)里, 查不到``山会流''的说法, 而 Reiner则认为, 英文翻译得不确切, 没有忠实于圣经旧约的原文------希伯来语 (注意: Reiner 是以色列人). 圣经 (教会内规定版本) 上有关的话为: 士师记,第5章, 5:``山见耶和华的面就震 动'', 相应的英文为 Judges, 5.5:``The mountains quaked before the Lord.'' Reiner 关于 Deborah 数的短文见 Physics Today, vol 17, No.1, p62.
    力学纵横
    《拉家常 说力学》作者的话与篇目
    武际可
    2008, 30(4):  106-106.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-392
    摘要 ( 1369 )   PDF (221KB) ( 548 )  
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    说来别见笑. 如果从1958年我从北京大学数学力学系毕业算起,混迹力学界已经50年了. 50年来虽然写过和指导学生写过不少论文,但直到接近耳顺之年,才真正认识到,写文章是 给人看的. 1987年,我受命于中国力学学会,出任综合性力学学术刊物《力学与实践》的主编. 为了改 进刊物,我曾经同我所从教的北京大学力学系的部分学生座谈,问他们看不看这本杂志. 他 们说看不懂. 这件事对我触动很大. 《力学与实践》是我国力学界一本发行量最大的杂志,其中的大多数文 章,却连本行业的大学生和研究生都看不懂,这说明杂志的文风存在问题. 进而一想,现在 学术界的确有一种把浅显的东西说得深奥难懂的趋向. 似乎写得愈是难懂作者的学问愈是高 深. 对这种情况,我回忆起在20世纪30年代学界有一则歌谣说:``深入浅出是通俗,浅入 浅出是庸俗,深入深出还犹可,浅入深出最可恶. ''} 联想到我自己过去发表的有些论文,虽不一定够上``最可恶''但也面目可憎,不禁汗颜. 我 想,杂志应当办得深入浅出、为人们爱看,必须从自己做起. 为此,我便约了好友王振东教授共同写一些大学生容易看懂而且有趣的文章陆续在《力学与 实践》上发表,搞了一个专栏名叫《身边力学的趣话》. 几年下来,居然达到20多篇,由南 开大学出版社结集为《力学诗趣》. 这些文章影响所及,《力学与实践》后来收到不少作者同 样风格的来稿,大大丰富了杂志的内容. 有一回,我应邀到太原理工大学给学生做报告,到会的学生比我预计的要多出许多. 在报告 开始前、学生们嘈杂的谈话声中,我听到有两位说``这就是捞面条的那个老师''. ``捞面 条''指的是我的``捞面条的学问''一文. 后来还不断收到读者来信同我讨论我们文章中的问题. 这些使我意识到我们的努力收到了一点效果. 之后,同行和好友给我许多鼓励. 1997年我去香港访问,香港科技大学的余同希教 授说:``多写点这种文章,这比你写论文对社会的贡献还要大. '' 2000年,在大连遇到力学界的老前辈、中国力学学会前理事长钱令希先生,并向他索要墨宝. 他 当天就送我一幅条幅,以一手漂亮的行书写的是张继的《枫桥夜泊》诗,并在落款中附记云: ``唐诗寒山寺《枫桥夜泊》素为脍炙人口之绝唱,力学家武际可著有《力学诗趣》,书中曾就 夜半钟声句中概括之声音夜间传播之现象,以科学之美增益诗情画意之美. 谨志''. 这段话 指的就是我的``夜半钟声到客船''一文. 通过这一段写作实践,对什么是``科普''才算是有了一点真切感受. 有人把高技术,像纳米 技术、基因工程介绍给大众;有的把新产品,像可视电话、高清晰度电视介绍给大众;还有 的则是把科学技术中的新思想,像宇宙大爆炸、反物质等介绍给大众;更有的则是把奇怪事 物收集起来,像尼斯湖的怪兽、百慕大三角洲、UFO、神农架野人等等. 总之,见仁见智,不 一而足. 而我的体会是,科普是要把科学中最普遍的规律中的美阐发出来,以通俗的语言使 尽可能多的读者领悟. 科普不是猎奇. 它的真谛不仅是介绍,更主要的是挖掘和阐发、是研 究、是创新. 因此只有作者对科学深深热爱了,并且体味和挖掘出科学规律中的美来,才能 写出以科学美来感染人的文章. 科普的对象不仅是青少年、门外汉,而且可以是中老年和专 家. 钱令希教授对我的题词就是对我们在这方面努力的一种肯定、鼓励和概括. 在《拉家常 \ 说力学》这本小册子里收集的32篇文章,就是这些年来我写的科普 文章的一部分. 其中排在最后的三篇,与力学关系不太大,但涉及技术发展和科学 精神方面,也一并附在后面. 我眼下已经退休,将沿着这条路走下去,科普写作将变为我的主要追求和爱好. 希 望能够为科普做出更多贡献. 为了使读者理解这本书的大致内容,将它的目录列在下面:} 《拉家常 \ 说力学》的目录: 力学科普丛书序言 戴世强教授序 1.捞面条的学问 2.倒啤酒的学问 3.从土豆的内伤谈起 4.马尾为什么提不起豆腐来 5.洗衣机为什么老翻衣服兜 6.从肥皂泡说起 7.从窑洞的冬暖夏凉谈起 8.漫话高压锅 9.谈火的进步 10.钟表和力学的发展 11.灰尘为什么会扬起来 12.人类是怎样学会量血压的 13.被中香炉与万向支架 14.坐在大汽车的后排为什么比坐在前排要颠 15.从噗噗噔儿谈到非线性 16.甩鞭子为什么会响 17.从抽陀螺到惯性导航 18.从打秋千说开去 19.从麻脸的高尔夫球谈起 20.飞盘是怎样飞行的 21.飞去来器为什么会飞回来 22.《格列佛游记》的错误 23.跳蚤应当与人跳同样的高度 24.夜半钟声到客船------谈声音和波的传播 25.千锤打锣一锤定音 26.怎样制作笛子 27.公路交通事故 28.说热机效率话冷却塔 29.马路,是越宽越好吗 30.西方的放血疗法是怎么回事 31.从``腐草化萤''说起 32.谈镜子
    内行看门道------《奥运中的科技之光》评介
    戴世强
    2008, 30(4):  107-107.  DOI: 10.6052/1000-0879-2008-393
    摘要 ( 1268 )   PDF (217KB) ( 541 )  
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    奥运百年梦圆,举国一片欢腾. 媒体热闹非凡,书市空前活跃. 且看屏幕、书店,奥运题材、 体育题材的,比比皆是,层出不穷. 虽说鱼龙混杂,但也涌现出一批经得起时间考验的上乘 之作,笔者手头的《奥运中的科技之光》$^{[1]}$就是一本值得推荐的好书. 作为中国力学学会``大众力学丛书''最先问世的一本(该丛书第一辑有5本),一上市,就受 到了读者的热烈欢迎. 根据``中国图书出版网(www.bnpcn.com)''2008年7月16日的报道, 在北京图书大厦(2008.7.7$\sim$7.13)销售排行榜中,高等教育出版社(蓝色畅想)的《奥运 中的科技之光》在科普类图书中名列第二. 不久前,我们的力学科普代表团出访宝岛台湾, 以大众力学丛书先出的三本书$^{[1\sim 3]}$馈赠给那里的力学同行,他们爱不释手,争相阅读,最后作为奖品,发给两岸中学生力 学竞赛的优胜者,《奥运中的科技之光》在彼岸也广受欢迎. 人们会问:为什么此书能在书海 中脱颖而出?是什么吸引了读者有点苛刻的眼光?这里给大家细说端详. 《奥运中的科技之光》脱胎于电视节目``科技与奥运''的解说词,这档节目由中央电视台、 交通银行和武汉电视台联合摄制,此书收录的35篇作品由电视片的文字稿改写而成. 作者赵 致真先生曾任武汉电视台台长,是一位资深的科教影视编辑、知名的科普作家. 一年前他受 命担任节目主编之后,夙兴夜寐,奋战二百天,``几乎天天`三更暂眠,五更复起',先后披 览了几百册中文和英文原版书籍,下载了海量的中外网页,`恶补'了一把体育运动 知识$\cdots\cdots$''(见作者的后记$^{[1]}$). 正因为有这样严谨、勤奋的精 神,使他充分掌握了相关资料, 并殚精竭虑地加以提炼、剪裁,写成了一篇篇有力度的佳作. 俗话说,``外行看热闹,内行看门道''. 就体育竞技而言,这里说的``内行''有两种. 一种 是体育竞技实践及其技巧的内行,如教练员和运动员,也包括一些资深体育``粉丝'',他们 对一些体育项目的规律、技巧和要领了如指掌,或能运用自如,或能击节欣赏;另一种是体 育科技的内行,如体育教授和经过``修炼''的体育科普作者,他们对体育项目的内在机理乃 至体育设施的性能特点深有体会,因此,更能心领神会地把握体育竞技,欣赏它们的内在美. 本文所说的内行指的是后一种,此书作者是这一意义下的内行. 要掌握体育竞技的内在机理,需要掌握广博的知识,包括力学、物理学、机械工程学、人体 解剖生理学、运动心理学等等,其中最重要的是力学. 正如武际可教授所说:``竞技体育运 动的目标是更快、更高、更强,其中绝大部分都和力学有关,所以本书的主题大致上可以说 是体育竞技与力学学科的关系. ''$^{[4]}$. 读完了此书,读者会感受到力学的确无处不在. 此书涉及体育科技的各个方面,大体说来,可分为两大类. 一类是运动技巧的力学原理,包 括各类技巧的人体运动及其与运动客体的相互作用、运动客体的运行轨迹及其内在规律,例 如,撑竿跳高握杆点的运行轨迹、各种跳高姿势的重心运移及其优劣分析、田径运动员的重 心运动规律、投掷物(标枪、铁饼、铅球、链球等)的飞行力学、大小球(如足球、排球、 乒乓球、网球等)飞行中的马格努斯效应产生的轨迹(香蕉球、飘球、弧圈求等)、游泳赛跑 时所受流体阻力分析、赛艇帆船前行中的伯努利原理、跳水和体操动作中转动惯量控制、滑 冰滑雪的力学机理等等;另一类则涉及运动器械和设施的力学和物理原理分析,例如,测时 测距测速仪表的改进和原理、现代跑道的复合材料力学设计、球拍球鞋球衣泳装设计的力学 原理、球场跑道的力学设计、防护用具的力学机理等等. 总而言之,本书全方位地勾画了与 体育竞技有关的科学原理,真正做到了周光召院士的题词中所说的:``通过科学欣 赏体育,通过体育理解科学''. 此书付梓之前,笔者曾有幸通读过全稿. 听说此书作者毕业于中文系,因此,更以审慎的眼 光关注书稿中涉及的科学内容,特别是有关的力学叙述. 令人拍案惊奇的是,从这一角度看 来,全书几乎无懈可击. 可见作者的科学底子不薄,也可见他长期从事科普工作的功力. 全 书构思缜密,叙述生动,文笔简练,行文流畅,读来引人入胜. 综上所述,本书是一本不可多得的力学科普著作,无论哪一行读者,都会开卷有益. 让我们 在享用奥运``盛宴''的同时,也来享用一下这份``配餐''吧!而且,如果你愿意,还可以一 直享用下去.