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2008年 第30卷 第2期 刊出日期:2008-04-08
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    教育研究
    关于原始尺寸原理的适用性
    尚新春 卢晋福
    力学与实践. 2008, 30(2):  91-92.  doi:10.6052/1000-0992-2006-247
    摘要 ( 972 )   PDF (487KB) ( 598 )  
    以平面三角桁架为例,通过放弃应用原始尺寸原理,即在变形后的位形上建立平衡方 程,并结合变形协调关系考虑几何非线性,得到了桁架各杆轴力的解,进而给出各杆应力和 中间铰位移以及各杆转角的解. 最后给出了钢质、木质和橡胶杆桁架的3个算例,还得到了 应力的相对误差估计式. 分析结果表明应用原始尺寸原理所带来的杆内应力的相对误差与杆 内名义应变相同,对于金属桁架在满足强度条件的范围内,应用原始尺寸原理所带来的误差 是可以忽略的,而对于橡胶桁架来说其误差是需要考虑的.
    力学与实践. 2008, 30(2):  96-97.  doi:10.6052/1000-0992-2006-339
    摘要 ( 1142 )   PDF (400KB) ( 548 )  
    介绍了求解复杂截面闭口薄壁杆件扭转问题的网络理论解法,以普朗特应力函 数解法为基础,通过与电路问题比拟,借鉴了电路理论中的网络理论解法. 本文方法对解决复 杂截面闭口薄壁杆件扭转的工程问题有一定的应用价值. 在教学上,可以起到拓宽学生思路 的作用.
    应用研究
    力学与实践. 2008, 30(2):  62-66.  doi:10.6052/1000-0992-2006-371
    摘要 ( 939 )  
    基于应用影响线函数由监测效应反演荷载的理论分析,提出了通过构造监测截面监测力 学量影响线函数,建立监测力学量与桥上车辆荷载的关系式,应用监测信息反演过桥车 辆荷载的荷载识别方法. 实例结果表明该方法能有效地识别桥上车辆荷载载重.
    教育研究
    拉、压静不定问题变形几何分析中存在的问题
    常学平 王维 蒋平 任继红
    力学与实践. 2008, 30(2):  89-90.  doi:10.6052/1000-0992-2006-422
    摘要 ( 1380 )   PDF (360KB) ( 682 )  
    建立拉、压静不定问题的变形几何条件是材料力学和工程力学教学的一个难点,而教学实践 表明这个难点问题一直都没有得到妥善地解决. 对现行教材及教学中存在的问 题,提出了建议的教学方法供同仁探讨.
    应用研究
    多通道连通管液位振荡的力学分析
    雷小华 陈伟民 刘国平 何川
    力学与实践. 2008, 30(2):  35-39.  doi:10.6052/1000-0992-2006-460
    摘要 ( 1410 )   PDF (777KB) ( 597 )  
    从流体力学相关理论出发,建立了3通道连通管液体运动的力学模型,推导了液位振荡的运 动方程,进一步扩展到多通道连通管. 运用Matlab仿真平台,在不同系统参数变化 的情况下,对振荡规律进行了分析. 最后,通过3通道连通管系统实验证明:连通管液位振 荡模型及理论分析正确,能够描述连通管内液体的振荡规律,为进一步消除液位振荡打下理 论基础.
    力学与实践. 2008, 30(2):  78-82.  doi:10.6052/1000-0992-2006-493
    摘要 ( 1056 )   PDF (966KB) ( 727 )  
    利用ADINA软件针对某工程实例隧道建立了有限元模型,然后对其开挖过程 中地表沉降进行了预测并分析了隧道及冻结壁的应力与位移场,其结果与工程实测值相符; 在此模型基础上,对隧道水平局部冻结法施工引起地表变形的相关因素进行了模拟分析,结 果表明:冻结法施工时,增加冻结壁厚度对地表沉降影响并不大,而采用扩大冻结壁的范围或 减小隧道半径及埋深的方法可有效地控制地表沉降,这对今后的冻结法施工设计有借鉴意义.
    教育研究
    圆筒弯扭组合实验中弯曲切应力的测量
    李昊1 刘一华 王美芹 吴枝根 詹春晓
    力学与实践. 2008, 30(2):  98-99.  doi:10.6052/1000-0992-2007-067
    摘要 ( 1432 )   PDF (466KB) ( 756 )  
    分析了圆筒弯扭组合实验中弯曲切应力的主要测量误差,提出了改进的贴片方式,在 此基础上,重新设计了弯曲切应力的实验方案.
    应用研究
    力学与实践. 2008, 30(2):  21-25.  doi:10.6052/1000-0992-2007-118
    摘要 ( 1871 )   PDF (977KB) ( 591 )  
    根据CE/SE方法思想,构造在变换坐标系下内弹道两相流动数值计算的 格式. 采用此格式研究了膛内瞬态二维两相流动点火过程. 数值计算结果反映实际 规律并和试验结果符合. 结果表明,对中心点火方式,在点传火过程初期,膛内压力在 径向和轴向上存在较大的压力梯度,当火药全部着火后,药室内压力在径向上逐渐趋于 一致. 这表明CE/SE方法能够完全模拟瞬态二维两相流动的情况.
    力学与实践. 2008, 30(2):  26-29.  doi:10.6052/1000-0992-2007-119
    摘要 ( 1115 )   PDF (678KB) ( 764 )  
    利用HAAKE RS600流变仪对电流变体进行了强制振荡实验研究,得到了流体在不同 剪切应力幅和振荡频率下,电流变体储能模量、损耗模量、损耗因子随剪切应力和 剪切频率的变化规律.
    固定管板釜式重沸器斜锥壳过渡区的应力分析
    高炳军 王洪海 程伟 董俊华
    力学与实践. 2008, 30(2):  30-34.  doi:10.6052/1000-0992-2007-134
    摘要 ( 1089 )   PDF (1123KB) ( 641 )  
    根据抗拉刚度等效及抗弯刚度等效将换热器管束简化为当量圆筒以考察其对 斜锥壳应力状况的影响,同时根据轴向载荷等效及泊松效应等效,对作用在管板布管限定圆 内的压力载荷及作用在管束外表面的压力载荷进行了当量转换,建立了考虑管板及管束影响 的斜锥壳应力分析简化模型. 有限元计算结果表明,大端转角过渡区存在较大的弯曲应力. 对一系列结构尺寸的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥壳大端转角过渡区基于分析设计的应力 强度水平系数.
    薄层单元基本假设和简化探讨
    黄耀英 吴中如 王德信
    力学与实践. 2008, 30(2):  49-52.  doi:10.6052/1000-0992-2007-149
    摘要 ( 1182 )   PDF (613KB) ( 646 )  
    对薄层单元的基本假设和简化进行了探讨并得到如下结论:薄层单元的本构方程可 通过横观各向同性体本构方程采用合理简化得到;薄层单元受拉开裂的本构关系可 采用分布裂缝模型模拟开裂简化得到;薄层单元采用的基本假 设能在一定程度上保证计算精度及简化计算.
    力学与实践. 2008, 30(2):  16-20.  doi:10.6052/1000-0992-2007-171
    摘要 ( 1248 )   PDF (901KB) ( 770 )  
    介绍了运动机器人针对动态变化环境的运动控制与决策(如运动障碍物规避,运动 目标跟踪等)问题. 分别从速度空间控制决策的角度分析阐述了运动 决策的基本方法,以及各自的特点. 提出了关于随机运动障碍物与目标的避障问题以及解 决思路,从而建立起基于概率分析的全局优化的速度避障决策方案. 通过仿真试验说明了方 法的有效性,并与传统非概率分析的实时局部决策的方法进了比较与评价.
    教育研究
    结构位移计算的牛顿-柯特斯方法
    胡景龙 李青宁 阎艳伟
    力学与实践. 2008, 30(2):  93-95.  doi:10.6052/1000-0992-2007-208
    摘要 ( 1041 )   PDF (423KB) ( 713 )  
    应用牛顿-柯特斯插值公式推导出新的简化位移计算公式,并进一步分析了插值 公式的余项和误差. 通过实例计算将文中的方法与图乘法作对比, 体现出文中方法的优越性.
    应用研究
    力学与实践. 2008, 30(2):  53-57.  doi:10.6052/1000-0992-2007-212
    摘要 ( 1091 )   PDF (894KB) ( 786 )  
    运用分段线性系统分析理论,研究了间隙约束的悬臂梁振动系统在简谐激励 下系统稳态响应的动力学行为. 首先建立了间隙约束悬臂梁系统的动态响应分析模型,以传 递函数为基础,推导出系统的动力学分析方程及其求解方法. 然后对系统进行了数值求解分 析,得到了该系统稳态响应随激励幅值、激励频率、间隙接触刚度和阻尼变化的一般规律.
    力学与实践. 2008, 30(2):  70-73.  doi:10.6052/1000-0992-2007-227
    摘要 ( 1229 )   PDF (804KB) ( 728 )  
    基于岩石破裂电磁辐射是由岩石破裂时传播裂纹引起原子扰动产生的假说, 通过断裂力学理论计算了岩石破裂时的裂纹扩展长度及裂纹面积. 由电磁辐射幅值与裂纹长度 及裂纹面积之间的关系,给出了电磁辐射幅值与岩石属性参数之间的关系表达式. 讨论了主 要的不同属性参数对电磁辐射幅值的影响. 发现电磁辐射幅值随岩石弹性模量增大而增大;岩石破 裂的电磁辐射与岩石的尺寸有关,且岩石尺寸因素影响大于岩性因素影响. 本文的研究结果与现有的 实验结果是吻合的.
    土工长丝锚固理论与试验研究
    毛筱霏 赵冬
    力学与实践. 2008, 30(2):  74-77.  doi:10.6052/1000-0992-2007-239
    摘要 ( 1232 )   PDF (652KB) ( 665 )  
    结合新疆高昌故城土建筑遗址保护工程,将土工长丝这种新型锚杆应用于墙体加固. 基于全长粘结式锚杆的Mindlin解,对其抗拔力进行了理论分析,推导出抗拔承载力计算公 式,通过现场试验,对理论分析结果进行了验证,并就影响锚杆抗拔承载力的因素及其破坏 模式进行探讨. 试验结果表明,土工长丝锚杆可以满足土建筑遗址墙体加固的要求;通过加 肋改变锚杆表面状态对锚固力的提高非常显著.
    基于反求的医疗辅助弹性护具应变能的计算
    孙春华 尚广庆 李耀辉
    力学与实践. 2008, 30(2):  83-86.  doi:10.6052/1000-0992-2007-266
    摘要 ( 1197 )   PDF (1666KB) ( 610 )  
    提出了基于反求工程的医疗辅助弹性护具的设计方法,推导出弹性护具应变能的计算公 式. 设计中应用网格简化技术减少扫描数据以及参数化技术将三维转化为二维进行计算,减 少了网格点应变能的计算量,提高了设计效率. 应用应变能密度函数建立起弹性护具几何尺 寸与应变能之间的关系,为医生或患者科学地选择医疗护具提供了依据.
    力学纵横
    略论变分原理之科学美
    罗恩 李纬华
    力学与实践. 2008, 30(2):  102-104.  doi:10.6052/1000-0992-2007-285
    摘要 ( 1120 )   PDF (678KB) ( 823 )  
    略述力学中变分原理之科学美, 主要简述变分原理的广泛性、真理性、对偶互补与 对称性、统一性、简洁性、和谐性、系统性和整体性.
    应用研究
    Timoshenko梁谐响应求解新方法探索
    李忠芳 任传波 骆英
    力学与实践. 2008, 30(2):  58-61.  doi:10.6052/1000-0992-2007-296
    摘要 ( 1395 )   PDF (576KB) ( 723 )  
    在空间域上采用只与结点有关的无网格方法离散,在时间域上采用精细积分方法求 解. 无网格离散过程中,利用伽辽金积分等效弱形式代替微分形式的控制方程,并 用修正变分原理满足位移边界条件,采用移动最小二乘法求解离散的形函数,把形 函数代入等效积分弱形式得到离散的二阶方程;精细积分过程中非齐次项采 用Romberg积分. 同时给出了两种不同边界条件的谐响 应求解的两个数值算例,得到了精确的数值结果.
    某尾矿坝暴雨蓄洪溃塌原因分析与综合治理措施
    段仲沅 袁兵 游猛 贾瑞晨
    力学与实践. 2008, 30(2):  40-44.  doi:10.6052/1000-0992-2007-310
    摘要 ( 1048 )   PDF (1005KB) ( 550 )  
    为分析某尾矿坝局部溃决机理和对其进行综合治理,从尾矿颗粒组成及 其物理力学指标、尾矿砂沉积分布特征、调洪引起的坝体渗流条件与浸润线变化以及排水设 施等方面进行了分析,同时进行了相应的滑动稳定性计算. 根据非饱和土理论,认为降雨使 上部子坝非饱和尾亚砂土含水量增加,基质吸力降低导致其抗剪强度下降,水位、浸润线位 置上升、排水措施和加筋不足等是其局部失稳的原因,并对该尾矿坝局部溃决的综合治理措 施提出了若干建议.
    大尺度缩窄水流桥墩非定常局部冲刷研究
    董年虎 刘沛清 杨明
    力学与实践. 2008, 30(2):  45-48.  doi:10.6052/1000-0992-2007-320
    摘要 ( 1050 )   PDF (673KB) ( 1084 )  
    通过动床试验,结合黄河下游细沙河床研究了大尺度缩窄河道时非恒定流桥墩的局部冲刷. 研究结果表明,非恒定流洪水过程中的桥墩局部冲刷与恒定流的情况相比,两者之间存在差 异而且有必然的联系. 通过影响因素和试验数据的分析,建立了两者之间的关系和相应的非 恒定流桥墩局部冲刷深度计算方法. 经与原型非恒定流洪水实测资料对比,结果合理且比较 符合实际情况.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(2):  87-88.  doi:10.6052/1000-0992-2007-361
    摘要 ( 1307 )   PDF (463KB) ( 842 )  
    利用刚性杆-碟形弹簧模型讨论了压杆稳定性的非线性问题,并扩展回 归到弹性杆Euler公式. 模型简单,现象直观,可用于教学过程中解释大挠度理论.
    应用研究
    力学与实践. 2008, 30(2):  67-69.  doi:10.6052/1000-0992-2007-392
    摘要 ( 1125 )   PDF (503KB) ( 582 )  
    通过对预应力FRP放张后端部应力状态的分析后发现,适当加大粘结层的厚度和提高 粘结层的变形性能可大幅度提高端部粘结锚固的能力,满足预应力加固的需要. 附加 的简易锚固措施可进一步提高锚固能力和可靠性. 分析为预应力FRP加固技术的成本降低 和施工工艺简化提供理论依据.
    教育研究
    力学与实践. 2008, 30(2):  100-101.  doi:10.6052/1000-0992-2007-450
    摘要 ( 1057 )   PDF (437KB) ( 533 )  
    为快速开发水力学CAI软件--水力学求解器,提出了BFB开发模式和积 木式结构相结合的开发方法. 这种开发方法的优点在于最大限度地利用现有源代码,便于软 件内容的扩展及多人协同工作, 软件界面友好,使用方便,满足水力学教学的要求.
    身边力学的趣话
    拉面条的启示
    刘延柱
    力学与实践. 2008, 30(2):  107-107.  doi:10.6052/1000-0992-2007-478
    摘要 ( 1132 )   PDF (376KB) ( 598 )  
    从拉面条过程中面粉颗粒位移的不确定性,以及埃农映射与拉面条过程的相似性理解非线性 系统对于初始条件的极端敏感性.
    力学纵横
    荡秋千动力学过程的数值模拟
    陈建平 陶秋帆 袁健
    力学与实践. 2008, 30(2):  108-109.  doi:10.6052/1000-0992-2007-484
    摘要 ( 1612 )   PDF (565KB) ( 889 )  
    根据人体在荡秋千过程中的动作特点,分别建立了秋千系统的四刚体力学模型和三刚体-柔 索力学模型,应用多体系统动力学理论数值模拟了荡秋千的动力学过程,分析了人体上下屈 伸频率和初始相位对秋千摆荡幅度的影响,获得了一些具有重要价值的结论.
    专题综述
    力学与实践. 2008, 30(2):  11-15.  doi:10.6052/1000-0992-2007-492
    摘要 ( 1166 )   PDF (1247KB) ( 635 )  
    综述了连续介质方法在碳纳米管研究中的最新进展. 主要叙述梁、壳模型, 膜模型,多尺度方法,分子结构力学方法,非局部连续介质方法,以及无网格法的基本原理、 基本方法,及其最新进展,指出其局限性,并预测连续介质方法在碳纳米管研究的发展趋势 和方向.
    生物膜力学与几何中的对称
    殷雅俊 吴继业 吕存景 尹杰
    力学与实践. 2008, 30(2):  1-10.  doi:10.6052/1000-0992-2007-526
    摘要 ( 1489 )   PDF (3469KB) ( 973 )  
    简要综述了生物膜力学与几何的新进展. 在生物膜力学中,着重介绍了基于微分算子的平衡 理论和几何约束理论;在生物膜几何中,重点评述了源于生物膜力学的新梯度算子及其积分 性质. 指出:新梯度算子可能在生物膜曲面上诱发新的驱动力;生物膜力学与几何是一个有 机整体,其背后存在着一个对称的几何体系,包括对称的微分算子以及对称的积分定理系统.
    力学家
    力学与实践. 2008, 30(2):  106-106.  doi:10.6052/1000-0992-2007-552
    摘要 ( 1366 )   PDF (226KB) ( 555 )  
    力学纵横
    力学与实践. 2008, 30(2):  105-105.  doi:10.6052/1000-0879-2008-012
    摘要 ( 1133 )   PDF (452KB) ( 613 )  
    开水把壶盖顶开,启示瓦特发明了蒸汽机. 苹果掉下来打在牛顿的脸上,诱导他发现了万有 引力. 几十年来津津乐道的这类说法,影响了好几代人. 科学技术的发现发明,似乎就这样 简单、靠机灵、碰运气. 本文依据科学技术发展史证论,这些纯属无稽之谈. 并呼吁人们摒 弃这类误人子弟的说教. 代之以脚踏实地、勤奋工作、独立思考、继承创新的科学精神. 这 类事情,在时下浮躁之风盛行的社会氛围中极为重要.
    读者 作者 编者
    力学与实践. 2008, 30(2):  111-111.  doi:10.6052/1000-0879-2008-106
    摘要 ( 1167 )   PDF (353KB) ( 600 )  
    讨论了力学系统平衡的定义, 以及虚位移原理充分性成立的先决条件.
    术语杂谈
    kagome=笼目
    朱照宣
    力学与实践. 2008, 30(2):  110-110.  doi:10.6052/1000-0879-2008-135
    摘要 ( 1359 )   PDF (185KB) ( 991 )  
    数值计算中,划分平面区域可以用正方形、正三角形、正六角形等, 也可联合正三角 形和正六边形, 称为 kagome 划分. 在格栅(lattice)结构中, 也有一种叫 kagome 的格栅. 这个字 kagome, 目前尚未见诸英文词典. 其实,这是日语的拉丁字拼 写. 它在日语里不是“外来语”. 日语里来源于英语、德语、西班牙语等西方语言 的词,叫做外来语,印刷时用片假名. 这个 kagome, 印刷时用平假名かでみ, 不用片假 名,而且有相应的日语汉字写法:{\heiti笼目},可见日语词典, 如《新明解国语辞典》, 三省堂, 昭和 47年(1972年), 第188页.  从汉语来说,笼,就是鸡笼、灯笼的笼, 是由竹篾(音 mie)编成的. 目,意思是孔 眼. 比如,渔网有纲有目,分别指渔网的大绳和孔眼,所谓“善张网者引起纲, 不一一摄 万目而后得”(见《韩非子》), 并由此起源现代汉语中才有“纲目” “纲举目张”等词和成 语. 汉字的写法“笼目”(竹笼的孔眼)确切地用生活中常见的图案(图1)描述上述数值计算或格 栅结构中出现的由三角形和六边形所组成的几何形状. 附带地说,有一个类似的图案“大 卫星”(图2, star of David), 由正反两个大正三角形叠合,形成一个六边形和六个小三角形的 “六角星” . 但是, 大卫星不能作为数学问题“铺砖” (tiling problem) 的“砖” 或基本单元. 用笼目图案 “铺砖”,三角形的个数是六角形个数的两倍,即一个六边形和两 个三角形可拼成一块“砖”或基本单元.