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当期目录

    2005年 第27卷 第3期    刊出日期:2005-06-10
    专题综述
    计算机辅助工程(CAE)及其发展
    杨鼎宁 邹经湘 盖登宇 杨鼎宁
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2003-186
    摘要 ( 2979 )   PDF (2311KB) ( 1418 )  
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    CAD/CAM/CAE三者中,前两者概念较直观,CAE概念则是发展的,涵盖范围 广,比较灵活. 当前,CAE已由数值计算发展到仿真,并向CAD/CAM全面融合的虚拟现实拓 展. 随着有限元技术的成熟以及神经网络、遗传算法等智能算法的引入,计算机辅助工程分 析不仅服务于详细设计,而且支持总体方案设计. 基于产品研发过程,对CAE本身进行 了分析,全面阐述了CAE的目标、物理内容、算法,说明了有限元/人工智能在方案设计中 的应用. 对优化技术的发展历程进行了回顾,并展望了未来CAE的发展动向及若干重要问题.
    身边力学的趣话
    从"野渡无人舟自横"到"香蕉球"技术
    周道祥
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-069
    摘要 ( 1378 )   PDF (464KB) ( 1143 )  
    相关文章 | 计量指标
    借助流体力学的伯努利原理揭示了``野渡无人舟自横''的力学实质, 并把这一理 论用于足球``香蕉球''的计算, 从而给出了``香蕉球''水平方向偏离距离的定量结 果.
    教育研究
    结合工程实例讲授相似理论
    李会知
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-110
    摘要 ( 1719 )   PDF (377KB) ( 1020 )  
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    简述了流体力学中相似理论的教学特点以及结合工程实例讲解的重要性和效果, 并结合工程实例编制了两个例题和答案.
    应用研究
    非线性转子-机匣系统的分岔行为研究
    吴敬东 刘长春 朱诚实 闻邦椿
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-171
    摘要 ( 2005 )   PDF (542KB) ( 1128 )  
    相关文章 | 计量指标
    建立了一类非线性转子-机匣系统的碰摩模型. 应用数值分析的方法 对其进行研究,得到了不同参数变化下系统响应随转速变化的分岔图,分析了系统参数变化 对分岔过程的影响,并作出了在相应参数状态和特定转速下的Poincar\'e截面图,揭示系统 参数变化对非线性碰摩转子-机匣系统分岔特性的影响.
    蜂窝夹芯剪切等效模量研究
    王萍萍 陈昌亚 罗文波 孔宪仁 邹经湘
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-172
    摘要 ( 949 )   PDF (434KB) ( 1140 )  
    相关文章 | 计量指标
    蜂窝夹层轻型结构以其比强度、比刚度高, 而在航 空航天工程中被广泛采用. 由于蜂窝形状、尺寸多样, 使夹层结构设计、优化分 析变得复杂, 特别是蜂窝夹芯的剪切模量难以准确的等效计算. 以薄板理论 为基础采用有限元方法对单蜂窝分析的方法, 获得蜂窝夹芯的剪切等效模量, 与 其它方法相比较, 精度较高, 与试验结果吻合较好.
    落体法测刚体转动惯量的测量方法比较
    郭长立 李三庆
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-183
    摘要 ( 2884 )   PDF (612KB) ( 1550 )  
    相关文章 | 计量指标
    用JIJG-I刚体转动惯量实验仪的同组数据,分别用测角加速度法和测 时间法计算待测圆盘的转动惯量,结果表明,测角加速度法比测时间法的测量精度可提高1 到2个数量级,具有明显优点;同时分析了测时间法产生误差的主要原因,也指出了使用测 角加速度法的注意事项.
    力学家
    经典力学的奠基人------伽利略
    邱德胜 钟书华
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-186
    摘要 ( 3212 )   PDF (1027KB) ( 1232 )  
    相关文章 | 计量指标
    伽利略是意大利杰出的科学家,经典力学的奠基人,被誉为``近代科学之 父'',其对经典力学作出了创造性贡献,并创立了理性与实验相结合的科学方法. 对伽 利略在经典力学方面的成就进行评述.
    教育研究
    测量临界转速和拍的振动实验
    陈明 严勇 张秋华
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-193
    摘要 ( 1750 )   PDF (1023KB) ( 906 )  
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    介绍了一个测量单盘转子的临界转速和拍的频率的振动实验. 这个实验几乎涉及了单自 由度系统振动的全部基本概念和理论,是一个比较典型的理论力学和振动力学课程的教学实 验.
    三维各向同性谐振子的形式不变性与守恒量
    楼智美
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-200
    摘要 ( 1656 )   PDF (469KB) ( 972 )  
    相关文章 | 计量指标
    研究相空间中三维各向同性谐振子的形式不变性,得到与形式不变性相应的10个守恒量.
    应用研究
    机械载荷作用下单边裂纹载流薄板的应力场
    刘思远 白象忠 刘俊杰 敖涛
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-211
    摘要 ( 2003 )   PDF (638KB) ( 985 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用坐标变换的方式,将单边裂纹载流薄板通电瞬间由温度产生的应 力场表达式中的各应力分量分离,并用极坐标进行表示. 给出了 I型穿透裂纹尖端附近的应力场的表达式. 最后将温度产生的应力场与单向拉伸载荷作用 产生的应力场相叠加,推导出用极坐标表示的机械载荷作用下单边裂纹载流薄板的应力 场的表达式,并给出算例.
    教育研究
    论可积微分约束引入的循环积分
    许佩霞 王永安
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-221
    摘要 ( 1199 )   PDF (299KB) ( 622 )  
    相关文章 | 计量指标
    对循环坐标和多余坐标间存在一类线性可积微分约束的力学系统,导出了循环积分的一般表 达式. 采用实例分析了产生循环积分的原因,并解释了该循环积分的物理意义.
    应用研究
    基于运动约束解过约束并联机构变形协调方程
    韩先国 陈五一
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-232
    摘要 ( 1349 )   PDF (576KB) ( 704 )  
    相关文章 | 计量指标
    提出利用运动约束关系来间接求解过约束并联机构变形协调方程. 首先介绍了该方 法的原理,接着分别针对平面和空间过约束并联机构,详述该方法的解决步骤,结 果验证了该方法的正确性,从中还可看出该方法在求解复杂过约束并联机构时非常 简洁,最后介绍了采用该方法解决多度过约束问题.
    教育研究
    对偶空间在理论力学中的应用
    林文慧
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-251
    摘要 ( 1394 )   PDF (291KB) ( 567 )  
    相关文章 | 计量指标
    作为对偶空间在理论力学中的一个应用,通过对偶空间推导出质点系和刚体的平衡条件 以及位移的约束条件,并举例说明应用.
    应用研究
    蚯蚓蠕动过程中非光滑波纹形体表的力学分析
    施卫平 任露泉 YAN Yuying
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-272
    摘要 ( 2174 )   PDF (333KB) ( 681 )  
    相关文章 | 计量指标
    蚯蚓体表的形状是蚯蚓适应其生存环境和自然进化的结果. 用力学分析方法,解释蚯蚓 的多体节非光滑形态在其运动过程中所表现出的省力、节省能量的特性. 计算结果表明具有 波纹形表面的蚯蚓在蠕动过程中可以节省1.12{\%}的纵向肌肉的收缩力,在运动过程中所 消耗的能量也可以节省1%左右.
    复合结构壳体蠕变变形有限元研究
    任学平 关丽坤 张乃洪 周秉利
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-324
    摘要 ( 1994 )   PDF (917KB) ( 733 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于蠕变理论,采用有限元数值计算方法,用ANSYS作为计算平台,建立了壳体结构的 蠕变变形计算模型. 对由耐火材料是镁碳砖炉衬和炉壳组成的复合结构转炉,由于高导热率的 镁碳砖广泛使用,引起转炉炉壳的温度升高,导致转炉不同程度地出现了炉壳蠕变变形,致 使炉壳使用寿命缩短. 研究转炉炉壳蠕变变形的状态及分布规律,可为控制炉壳蠕变变形、 延长炉壳使用寿命提供依据. 运用所述的有限元计算模型,对复合结构的转炉炉壳的蠕变变 形行为进行模拟,模拟结果与现场测量值基本吻合.
    教育研究
    略谈一名基础力学课程教师的基本功
    叶志明
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-358
    摘要 ( 1202 )   PDF (625KB) ( 593 )  
    相关文章 | 计量指标
    就一名力学基础课程教师在业务上应该具备的基本功进行了阐述, 它们分别是:力学学科的基本功、相关学科知识基本功、教育学理论基本功、人文学科知识 基本功、教学方法和手段基本功等.
    应用研究
    一种岩石概率型本构及其应用
    白金泽 丁 桦 梁乃刚
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-371
    摘要 ( 1400 )   PDF (800KB) ( 703 )  
    相关文章 | 计量指标
    在岩石材料非均匀特性的基础上,建立了弹塑性概率材料本构. 认为材料单元的 切线模量与破坏强度都是服从二参数Weibull分布的随机量,通过用户材料子程序将该本构 导入到LS-DYNA3D中,推导了程序流程,分析了导入过程中的关键技术. 算例验证表明,应 用该本构模拟得出的现象与实验观测完全一致,这是确定性本构无法实现的.
    横观各向同性压电材料中裂纹问题的边界元法
    余迎松 秦太验
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-377
    摘要 ( 1560 )   PDF (553KB) ( 590 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用Somigiliana公式给出了三维横观各向同性压电材料中的非渗漏裂纹问题的一般解和超 奇异积分方程,其中未知函数为裂纹面上的位移间断和电势间断. 在此基础上,使用有限部 积分和边界元结合的方法,建立了超奇异积分方程的数值求解方法,并给出了一些典型数值 算例的应力强度因子和电位移强度因子的数值结果,结果令人满意.
    基于响应面方法的结构碰撞优化
    张立新 隋允康 高学仕 付志远
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-386
    摘要 ( 1463 )   PDF (954KB) ( 775 )  
    相关文章 | 计量指标
    应用响应面方法可将结构响应表达为设计变量的显式形式. 为拟合响应面, 基于中心复合设计和单纯形设计简化出了中心对称和拟单纯形设计,其既可以保证约束近似 精度,同时降低计算量. 针对常见优化问题,使用响应面方法将其构造为线性或者非线性约 束优化模型,并应用Matlab优化工具箱求解. 方管碰撞优化数值算例表明文中提出的试验 设计方法及优化模型有较好的求解效率和精度.
    学术讨论
    关于``多胞材料''和``点阵材料''的一点意见
    余同希
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-387
    摘要 ( 1231 )   PDF (153KB) ( 634 )  
    相关文章 | 计量指标
    教育研究
    同一类型对称性可生成不同类型守恒量------分析力学札记之十三
    梅凤翔
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-437
    摘要 ( 1356 )   PDF (408KB) ( 719 )  
    相关文章 | 计量指标
    将对称性分为Noether对称性、Lie对称性和形式不 变性等3种类型, 将守恒量分为Noether守恒量、Hojman守恒量和新型守恒量等3种 类型. 研究Lagrange系统同一类型对称性生成不同类型守恒量的问题.
    应用研究
    试验机弹性储能对岩石力学性能测试的影响
    彭瑞东 谢和平 鞠杨 周宏伟
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-438
    摘要 ( 1543 )   PDF (928KB) ( 924 )  
    相关文章 | 计量指标
    在材料试验机上进行岩石力学性能测试时, 如何准确测量岩石的变形是整个测试分 析的基础. 为了具体考察试验机刚度对岩石变形测量的影响程度, 在两台不同的试验机上进行了岩石的单轴压缩试验, 通过对加卸载过程中试验系统及岩石能量变化的分析, 详细研究了试验系统弹性储能对岩石变形测量的影响, 进而给出了基于试验机刚度的修正计算方法, 来确定岩石在测试过程中的变形.
    混凝土板爆破作用数值分析
    孙庆云 张奇 白春华 闫华
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-455
    摘要 ( 2155 )   PDF (625KB) ( 722 )  
    相关文章 | 计量指标
    混凝土板是爆破拆除经常遇到的爆破对象,是建筑物的基本构件. 爆炸应力波峰值随 距离衰减是工程爆破参数设计的理论依据之一. 通过数值计算,研究爆炸应力波峰值随 距离的衰减规律. 研究结果表明,与无限混凝土介质相比,爆炸应力波峰值在混凝土板中衰 减较快. 应力波峰值的衰减指数随装药量增大而减小,衰减指数的变化率也随装药量的增大 而减小.
    灰色相关性分析在结构静力损伤识别中的应用
    陈孝珍 朱宏平 陈传尧
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-467
    摘要 ( 1480 )   PDF (933KB) ( 734 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于灰色理论的相关性分析方法,首次提出了灰色曲率关联系数的概念并将其应用到 结构的静力损伤识别中,提出了对局部损伤十分敏感的静态位移曲率置信因子SDCAC_i ,通过该因子的大小对各节点所连接的单元是否会发生损伤进行精确的判断,然后运用最 小二乘法对损伤区域的损伤程度进行识别. 并将该方法应用于两端固支梁的损伤识别中,由 识别结果可以证明:不论测量数据(用有限元仿真计算并考虑了测量误差)的多少,该方法 对结构中的单损伤和多损伤都能进行准确的定位,因此该方法在大型结构及复杂结构的损伤 识别中具有广阔的应用前景.
    力学纵横
    投“小问题”
    张浪
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-484
    摘要 ( 933 )  
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    应用研究
    基于压力传感器的汽车重心实时监测力学模型
    冯辉荣 丁艺 罗仁安
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2004-500
    摘要 ( 2258 )   PDF (650KB) ( 1248 )  
    相关文章 | 计量指标
    介绍了传统车辆重心测定的方法,提出了基于压力传感器的汽车重心实时监测机理的 力学模型. 利用该模型能实时监测汽车的整车重量、重心位置,提供安全装载和安全车速监 测与报警,可为汽车安全系统提供可靠的重心计算力学模型,为研制汽车重心实时监测系统 提供了必要参数与依据.
    圆截面弹性细杆的平面振动
    刘延柱
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2005-003
    摘要 ( 2186 )   PDF (476KB) ( 883 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于Kirchhoff理论讨论圆截面弹性细杆的平面振动. 以杆中心线的Frenet坐标系为参考 系建立动力学方程. 杆作平面运动时,其扭转振动与弯曲振动解耦. 讨论任意形状杆的扭转 振动和轴向受压直杆在无扭转条件下的弯曲振动,证明直杆平衡的静态Lyapunov稳定性与 欧拉稳定性条件为动态稳定性的必要条件. 考虑轴向力和截面转动惯性效应的影响,导出弯 曲振动的固有频率.
    教育研究
    热爱教育事业 教学科研相长——《理论力学》精品课建设体会兼谈青年教师的培养与成长
    陆明万 李俊峰 张雄 任革学 高云峰
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2005-012
    摘要 ( 1321 )   PDF (814KB) ( 766 )  
    相关文章 | 计量指标
    介绍青年教师通过国家精品课建设得到培养与成长的体会. 对青年教师来 说,教学不仅是付出,更是提高. 热爱教育事业,坚持教学科研相长是高校青年教师成长的 必由之路.
    专题综述
    从``哥伦比亚''号悲剧看多尺度力学问题
    白以龙 汪海英 柯孚久 夏蒙棼
    2005, 27(3):  0-0.  DOI: 10.6052/1000-0992-2005-108
    摘要 ( 2031 )   PDF (1586KB) ( 912 )  
    相关文章 | 计量指标
    航空航天安全蕴含着大量的涉及多个物理层次的多尺度力学问题. 多尺度 力学问题对现有的力学概念和理论是一个巨大的挑战. 以铝合金层裂和岩石脆性破坏为 典型案例,讨论了多尺度力学问题的特点、难点以及可能的处理方法,说明合理表征和处理 多尺度问题的跨尺度耦合及跨尺度敏感性是解决多尺度问题的关键.