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2010年 第32卷 第6期 刊出日期:2010-12-10
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    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  80-82.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-429
    摘要 ( 1187 )   PDF (406KB) ( 435 )  
    某些超静定结构, 当弯矩图确立后, 应用静力平衡条件无法绘出轴力图. 分析该类结构的基本特征和受力特点,利用某些刚架在结点集中力作用下无弯矩、只有轴力的特点和力法的思想, 提出解算已知弯矩图轴力超静定结构的计算方法. 算例表明该方法简化了力法的计算过程,将其应用于教学, 有利于学生对力法的深入理解.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  73-75.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-475
    摘要 ( 752 )   PDF (578KB) ( 303 )  
    西南某铁路隧道全长8.5Km,工程地质条件复杂,通过在各勘察阶段综合采用遥感判释、现场调绘、综合勘探等方法,对隧址内工程地质条件进行了详查,查明了对隧道有影响的构造,地应力,地下水等的性质,为隧道的设计施工提供了依据。
    身边力学的趣话
    摩擦角与自锁
    唐永光
    力学与实践. 2010, 32(6):  121-123.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-004
    摘要 ( 1208 )   PDF (1107KB) ( 1100 )  
    利用摩擦角概念对颗粒料堆积问题和自锁现象进行了介绍.
    教育研究
    结构设计竞赛中风力发电塔模型设计与制作
    余世策 宋翔 杨丁亮 肖瑶
    力学与实践. 2010, 32(6):  96-99.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-026
    摘要 ( 1576 )   PDF (861KB) ( 652 )  
    以第三届全国大学生结构设计竞赛为背景, 介绍了浙江大学参赛作品的设计与制作过程. 本届结构设计竞赛与往届相比, 命题中引入了多学科交叉的元素, 以设计制作木结构风力发电塔为目标, 除了要求结构具有足够的承载能力和刚度外, 还要求风力机具有尽可能高的发电量, 模型设计与制作难度非常大. 浙江大学参赛队将理论与实践紧密结合, 设计并制作出与本届竞赛试验条件相适应的风力发电塔, 取得了优异的成绩. 本文的设计思路和模型制作方法对结构设计竞赛有一定的参考价值.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  22-26.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-038
    摘要 ( 947 )   PDF (868KB) ( 706 )  

    为研究高斯拘束原理下多体系统的动力学分析问题, 针对一类多体开环链状结构, 运用高斯
    拘束方法建立了动力学方程, 讨论了动力学方程的符号推导过程, 并给出了封闭形式的动
    力学方程解析表达式. 以刚性和柔性结构为例, 比较分析了不同分析方法、不同自由度下符
    号推导多体结构动力学方程的运算时间. 分析结果表明, 高斯拘束方法与传统的拉格朗日方
    法相比, 更适合于多体结构动力学方程的符号推导, 且结构自由度越高, 其运算优势越明显.
    高斯拘束方法为一种较好的多体系统动力学分析方法.

    身边力学的趣话
    力学与实践. 2010, 32(6):  116-117.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-094
    摘要 ( 1180 )   PDF (1253KB) ( 525 )  
    该文在文献[1]的基础上进行多种实验, 出现一系列魔术表示中新的力学现象与结果,使观众感到新的惊奇, 这些结果在各个魔术大会表演中还未见过. 本文将实验结果、分析方法、操练技巧所得规律进行介绍.
    力学家
    力学与实践. 2010, 32(6):  106-109.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-114
    摘要 ( 2386 )   PDF (949KB) ( 675 )  
    全面系统地介绍了力学家和工程结构大师铁摩辛柯教授在前苏联和美国等地从事的学术活动和关于经典材料力学、工程振动、结构理论、弹性理论、板壳理论等著作内容, 为学习和研究铁摩辛柯教授的教育与工程思想和他的二十余种著作提供重要依据和较详细的资料.
    应用研究
    拱形薄壳结构的减振降噪优化设计
    易桂莲 隋允康 杜家政
    力学与实践. 2010, 32(6):  33-38.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-117
    摘要 ( 1324 )   PDF (1454KB) ( 529 )  
    基于拱形薄壳结构的动力仿真, 提出结构振动噪音最小、满足重量约束的约束阻尼厚度优化
    设计模型. 利用K-S函数得到结构的振动加速度级, 将其作为结构减振降噪效果的评定参数,
    采用响应面方法拟合目标函数, 并对其进行误差检验, 适当缩小设计变量范围调整
    误差后, 响应面曲线的拟合程度较好. 最后采用二次规划方法求解模型, 经过优化设计, 结构第一阶固
    有频率增加22.97%, 振动加速度级值减小12.96%, 结构的性能得到了很大提高.
    身边力学的趣话
    转经碗与酒杯弦乐------转经碗振动机理浅析
    王大钧 强明 刘习军 郭可谦
    力学与实践. 2010, 32(6):  110-115.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-125
    摘要 ( 1393 )   PDF (1443KB) ( 386 )  
    转经碗是一种有趣的藏族文化物件. 本文对其振动发声的机理作了实验与理论浅析.
    力学与实践. 2010, 32(6):  120-121.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-133
    摘要 ( 905 )   PDF (467KB) ( 465 )  
    结合第七届全国周培源大学生力学竞赛中的一道杂耍圆环试题, 本文详细分析探讨了圆环跳
    滚现象中的一些力学规律.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  69-72.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-152
    摘要 ( 908 )   PDF (736KB) ( 385 )  
    采用Ritz近似法建立客运专线下承式系杆拱桥侧向稳定承载力实用计算公式; 假定满足拱桥侧向弯扭边界条件的位移试函数, 建立系杆拱桥的主拱肋侧倾失稳结构势能的表达式,基于最小势能原理建立了下承式系杆拱桥侧倾失稳临界载荷实用计算公式. 采用该实用计算公式计算了某客运专线下承式系杆拱桥弹性侧向稳定承载力, 并与三维有限元屈曲计算结果进行比较, 结果表明: 该方法简单实用, 可准确地预测系杆拱桥侧倾临界载荷, 便于工程应用.
    岩桥拉张破裂数值模拟研究
    王来贵 危烽 赵娜
    力学与实践. 2010, 32(6):  54-59.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-155
    摘要 ( 861 )   PDF (5504KB) ( 410 )  
    为了研究岩桥拉张破坏规律, 采用有限元软件
    FEPG,对不同倾角岩桥拉张破裂过程进行数值模拟. 模拟结果显示, 在单轴压缩条件下, 对于
    同一裂纹角度、相等距离的两组平行预裂纹, 在不同的岩桥倾角条件下, 预裂纹扩展程度不
    同; 岩桥倾角越大, 岩桥越容易拉张破坏.
    力学与实践. 2010, 32(6):  39-42.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-163
    摘要 ( 977 )   PDF (633KB) ( 450 )  
    基于轴线可伸长杆的过屈曲精确数学模型,采用打靶法对两端简支功能梯度压杆后屈曲行为进行了数值分析.其中假设功能梯度梁的材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化.给出了不同梯度指标下FGM杆的后屈曲特征曲线,并与金属和陶瓷两种单相材料杆的相应特性进行了比较,分析和讨论了载荷、材料的梯度指数、长细比对杆后屈曲平衡路径的影响.
    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  86-87.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-164
    摘要 ( 1923 )   PDF (513KB) ( 1285 )  
    对于连续截面直梁平面横力弯曲情形, 分析了剪切变形引起横截面翘曲的影响. 基于位移模式假定, 用材料力学方法得到相应的正应力与切应力表达式, 并以均布力作用的矩形截面简支梁为例说明截面翘曲对于应力的影响. 该分析方法及其结果适用于材料力学教学.
    应用研究
    金属材料断裂韧度随温度变化的研究
    张志明 李余德 刘希祥 张广超
    力学与实践. 2010, 32(6):  43-48.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-188
    摘要 ( 1037 )  
    采用C-Mn钢韧断机理的研究成果与点缺陷在应力场中的迁移运动规律, 分析了在高温下, 空
    位对韧性断裂的微观过程的影响, 建立了中温范围内断裂韧度$J_{\rm IC}$和温度$T$的关系. 在
    此基础上对多种压力容器钢断裂韧度的实验数据进行了分析, 最后验证了模型的合理性.
    力学与实践. 2010, 32(6):  27-32.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-205
    摘要 ( 965 )   PDF (990KB) ( 359 )  
    为计算大空间钢结构高温下的力学性能, 需考虑受压钢构件屈曲. 将钢构件屈
    曲特性反映在材料的本构模型中, 进行高温下大空间钢结构有限元计算. 通过研究轴心
    受压钢构件在不同温度下的弯曲变形, 推导出考虑长细比、初始缺陷、临界力等因素的
    受压钢构件名义轴向刚度; 通过能量等效, 用等效刚度代替名义轴向刚度, 得到高温下
    受压钢构件考虑屈曲的钢材两折线应力--应变本构模型, 数值计算验证了模型的正确性.
    低合金钢在不同条件下的疲劳行为
    刘彦国,马进,孙先明
    力学与实践. 2010, 32(6):  49-53.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-226
    摘要 ( 914 )   PDF (7953KB) ( 270 )  

    在空气和腐蚀介质中对低合金钢分别的进行疲劳试验,获得了S-N曲线,并对疲劳试样表面和断口形貌进行了观察。结果表明:与空气相比,腐蚀介质使低合金钢的疲劳强度显著降低;空气中疲劳试样只有一个萌生于试样表面基体的裂纹源,而腐蚀介质中的疲劳试样一般有多个裂纹源,多数裂纹源均萌生于点蚀坑;空气中疲劳裂纹扩展区以疲劳辉纹为主,而腐蚀疲劳则以沿晶开裂等脆性特征为主;此外还对空气中的疲劳极限进行了预测,预测值与试验值比较吻合

    身边力学的趣话
    力学与实践. 2010, 32(6):  124-125.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-299
    摘要 ( 853 )   PDF (458KB) ( 340 )  
    分析了《数学钥》中的杆秤平衡算题的来源、结构、算法及相关力学意义, 进而说明17世纪后期中国数学家对杠杆计算问题的认识的深化.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  13-17.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-181
    摘要 ( 991 )   PDF (903KB) ( 541 )  

    采用二维对流扩散模型对成品油顺序输送中的混油问题进行了数值模拟研究, 运用目前
    求解对流扩散方程比较有效的两步法, 对层流态和湍流态顺序输送的混油段流动分别进行了数
    值计算, 分析了层流态和湍流态下的顺序输送规律, 表明湍流态输送比层流态输送的混油量
    要小, 并得到了混油截面平均浓度随时间的变化特点, 以及湍流扩散系数对混油浓度的影响
    规律.

    书刊评介
    力学与实践. 2010, 32(6):  126-127.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-440
    摘要 ( 1040 )   PDF (350KB) ( 458 )  
    德国力学家普朗特(Ludwig Prandl, 1875年2月4日生于弗赖辛, 1953年8月15日卒于哥廷根), 是近代力学的奠基人之一,  他在流体力学方面作出过许多开创性贡献, 如边界层理论、风洞实验技术、机翼的举力线和举力面理论、湍流混合长度理论等, 都对流体力学的发展产生了巨大的影响. 普朗特培养了包括冯$\cdot$卡门在内的许多国际著名的力学家, 他在力学方面的论文除1961年汇集为3卷本的《全集》外, 还曾出版了《流体力学概论》一书.
    教育研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  76-77.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-450
    摘要 ( 887 )   PDF (556KB) ( 329 )  
    提出一种与力矩分配法经典模型类似的水池势能模型, 分析了二者在适用性、渐进性、
    收敛性、分配步骤、收敛速度等方面的相似性, 引入类比方法论证二者在力学原理上的相通
    性. 该模型形象、生动, 有助于学生理解、掌握力矩分配法的原理、特性和解题技巧, 对培
    养学生的思维能力、创新能力有益.
    求解杆件弯曲位移的虚悬臂梁法
    刘杰民 苑学众
    力学与实践. 2010, 32(6):  78-79.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-377
    摘要 ( 1135 )   PDF (474KB) ( 425 )  
    提出计算弯曲变形的虚悬臂梁法. 利用变形等效概念将非固端杆件转化为悬臂杆件(悬臂梁或一端固支刚架), 仅借助悬臂梁受集中力和均布载荷下的位移公式, 即可求得受复杂载荷非固端杆件任意截面的广义位移. 给出了把非固端杆件转化为虚悬臂梁的解法和算例. 该法规范, 易于编程, 有独特的优越性.
    力学与实践. 2010, 32(6):  91-93.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-455
    摘要 ( 959 )   PDF (1192KB) ( 422 )  
    介绍了结构模型设计制作的基本过程, 阐述了开展模型竞赛与土木工程专业应用型人才体系的关系. 在此基础上, 从强化实践力学$\!$-$\!$-$\!$结构课程体系、改革课程内容、设置开放性实践环节等方面阐述了构建创新性、应用型人才培养体系的思路, 并通过教学实例加以分析.
    纸质构件力学性能试验研究
    王立彬 李靓 魏洋 朱华平
    力学与实践. 2010, 32(6):  88-90.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-024
    摘要 ( 1142 )   PDF (936KB) ( 511 )  
    对铅化纸制作的纸杆和纸带进行了力学试验, 分析了其力学性能, 结果表明:纸杆应力应变曲线存在线弹性段, 弹性模量主要集中在200$\sim$400\,MPa, 并具有一定的离散性. 而纸带抗拉曲线呈明显的非线性特征, 极限拉应变主要集中在0.015$\sim$0.025之间, 纸带的粘结状态对试件的极限拉应变有较大的影响.
    力学与实践. 2010, 32(6):  85-86.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-083
    摘要 ( 760 )   PDF (384KB) ( 416 )  
    弯曲正应力公式的推导是材料力学教学中的一个重点,其研究内容与方法具有广泛性与普通性,讲好这节课往往能激发学生的后续学习热情。在以讲授为主的传统教学中挖掘其中的文史知识点,通过国学经典中相关诗句的引入、公式的研究历史、古人实践中对此公式的应用,激发学习兴趣,对学生知识传授的同时进行人文素质的培养。
    力学与实践. 2010, 32(6):  94-95.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-209
    摘要 ( 784 )   PDF (256KB) ( 1086 )  
    利用Timoshenko关于弹性压杆的大变形理论对细长弹性杆两端的轴向压力与杆件最大挠度之间关系给出了较详细的解答, 同时解答了2010年全国数学建模大赛题目.
    组合轴扭转角的“整体化”求解方法
    王光周 苏飞 孙苏亚 吴鹤华
    力学与实践. 2010, 32(6):  83-84.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-300
    摘要 ( 877 )   PDF (394KB) ( 362 )  
    针对材料力学中常见的一种组合轴扭转角的求解问题, 提出了一种方便、快捷的整体化解法, 避免了将其视为静不定问题的传统求解方法的繁琐, 文章最后讨论了该方法的可行性依据与适用范围.
    力学与实践. 2010, 32(6):  100-101.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-135
    摘要 ( 1421 )   PDF (397KB) ( 1179 )  
    两端固定单跨梁在温度变化条件下的弯曲变形命题是``定性结构力学''的一个典型例题, 通
    过该命题的提出和解答, 展示了定性结构力学的基本概念和运用手法, 有助于学生了解和掌
    握定性结构力学的基本原理和方法.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  8-12.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-087
    摘要 ( 862 )   PDF (1068KB) ( 332 )  

    研究了可以计算处理包含大位移动边界非定常流动的无网格算法. 创建了无网格方法中由于大位移边界运动造成的不合要求点的判断标准, 采用高效的填充方法实现点云重构, 运用线性插值方法得到新点参数, 实现了局部重构处理大位移动点. 流场计算方面, 在计算域自动布点基础上, 采用曲线逼近计算导数及HLLC格式计算数值通量, 发展了求解基于无网格的ALE方程组的算法. 最后, 对活塞问题进行了模拟, 结果与解析解相吻合, 验证了算法的准确性; 另外, 计算比较了气流流过静止圆柱以及圆柱在静止流场运动流场, 结果表明方法是成功的.

    一种新型缩比承载板冲击载荷试验
    薛娴 耿锋 杜金名 谢建
    力学与实践. 2010, 32(6):  60-63.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-171
    摘要 ( 860 )   PDF (688KB) ( 364 )  
    通过研究冲击载荷作用下缩比钢板模型与地面土体沉降量之间的关系,
    判断并确定地面的承载安全性. 依据相似准则理论, 选定冲击载荷具体方法的基础上, 据此
    进行了缩比钢板气动冲击试验, 为支撑盘作用下地面承载力的研究评判提供了试验结果, 实
    现了模仿实际现场的一种新的冲击载荷加载方法.
    微流星体撞击航天器防护结构的模拟实验
    庞宝君 朱凼凼 孙英超 贾斌
    力学与实践. 2010, 32(6):  18-21.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-477
    摘要 ( 1111 )   PDF (5781KB) ( 354 )  
    采用火山岩模拟低密度脆性微流星体材料, 对航天器典型Whipple防护结构进行
    高速撞击试验. 试验表明, 火山岩弹丸在后板的损伤中, 主要体现在其能量的集中性上, 后
    板的损伤随着弹丸速度增加而增加, 前板的碎片也是后板损伤的重要因素, 其形成的坑比火
    山岩碎片云的大和深.
    综述
    力学与实践. 2010, 32(6):  1-7.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-437
    摘要 ( 1428 )   PDF (1944KB) ( 695 )  
    将对电磁功能材料多物理场耦合性能检测技术和设备做一综述介绍, 介绍如何 在多物理场耦合条件下测试电磁滞回线、蝶形曲线、电磁致伸缩、应力应变曲线和磁电效应 等物理力学性能, 并介绍电磁功能材料在多物理耦合场作用下的新的实验现象, 包括铁电材料 在多轴电场和双轴力载荷作用下的电滞回线、裂纹尖端的畴变规律、磁致伪弹性、磁致伸缩 的``回落''等现象. 这对于理解电磁功能材料和结构在耦合场下的变形与断裂机制有重要 的意义.
    力学史
    晚清力学译著中的符号系统
    高俊梅 仪德刚
    力学与实践. 2010, 32(6):  102-105.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-520
    摘要 ( 938 )   PDF (802KB) ( 392 )  
    以晚清数学家李善兰和西方传教士丁韪良译著中出现的符号为代表, 对其在图形和计算过程中的应用规律、特点作一些分析对比, 进一步归纳总结, 探讨晚清力学译著中的符号系统. 揭示晚清时期符号系统在力学学科的发展和使用状况.
    应用研究
    力学与实践. 2010, 32(6):  64-68.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2009-272
    摘要 ( 1166 )   PDF (783KB) ( 526 )  
    本文以ANSYS软件为平台建立了近底床钢管-混凝土单层悬跨海管有限元模型,综合应用PIPE59单元、MATRIX27单元和COMBIN40单元模拟了管内流体流动引起的科氏力、离心力以及海管与底床的弹性接触,计算了不同悬跨长度下的海管位移、应力及固有频率,通过与工程常用规范对照,验证了模型的正确性。研究表明,应用ANSYS软件可模拟近底床悬跨海管在内流、外流共同作用下的位移、应力及固有频率,本文建模方法便于工程应用。
    身边力学的趣话
    “`手机吊冰箱”'揭密
    高云峰 梁斌
    力学与实践. 2010, 32(6):  118-119.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-526
    摘要 ( 694 )   PDF (1029KB) ( 416 )  
    近期(2010年11月中旬), 我们用一部诺基亚N8手机提供的动力吊起了重达60 kg的冰箱. 这个视频在网上迅速蹿红, 无数网友在看过之后大呼“不可思议!”, 但也有网友质疑“实 验太假了”、“不可能做到”, 并由此引发了各路网友的猜想和揭秘. 这段视频在主要门户 的微博平台、开心网、人人网, 包括天涯、猫扑等各大论坛被广泛传播, 不到两周时间其播 放量就超过了两百万次.