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2011年 第33卷 第1期 刊出日期:2011-02-15
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应用研究
低渗油层压裂水平井两相流研究
姚同玉 王明 朱维耀 李继山
2011, 33(1): 66-69. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-069
摘要
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计量指标
依据压裂水平井不同流动区域的流动规律, 将压裂水平井的渗流分为裂缝中的高速非达西流 动区、裂缝控制影响的椭圆渗流区、远离裂缝的基质非达西渗流区, 考虑启动压力梯度的影 响, 对压裂水平井两相渗流进行了分析, 得到了低渗透油层压裂水平井的产量公式. 研究结 果表明, 裂缝的导流能力越大, 压裂水平井的产量越高. 但随着开采时间的增加, 其产量递减幅度越 大; 压裂裂缝长度越小, 压裂水平井的初始产量越高. 但随着生产时间的推移, 压裂裂缝的 长度越大, 产量的递减幅度越小; 中间裂缝长, 两翼裂缝短的情况下, 压裂水平井的产量最 高.
浅埋隧道围岩受施工扰动的时空变化规律研究
文吉英 孙歆硕
2011, 33(1): 43-47. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-134
摘要
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参考文献
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计量指标
采用监测分析和数值模拟相结合的方法, 详细模拟了浅埋隧道施工的全过程, 得到不同施工情况下围岩的应力应变状态, 并深入分析围岩受施工扰动的应力变化规律和沉降变形趋势, 在此基础上, 采用非线性回归方法并考虑时间影响因素, 得到了地表沉降的时空变形规律.
教育研究
非力学专业力学课程优化的研究与实践
单斌 王新国 杨波 郭志斌 贺新峰
2011, 33(1): 92-93. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-161
摘要
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计量指标
为了打牢测控工程专业本科生的力学基础, 在分析非力学专业应 用力学课程教学过程中存在的不合理性的基础上, 从理清结构框架、深化基础理论、加强工程应用的角度, 着重围 绕``基础力学部分''和``应用力学部分''的讲授重点、工程实际等方面, 有针对性地提出了 该专业导弹应用力学课程内容体系优化的基本思路和具体做法, 并通过教学实践活动对课程 体系优化进行了大胆的探索和尝试, 已取得的成果说明了优化研究的有效性.
应用研究
辽西风积土动剪切模量与阻尼比特性试验研究
张向东 冯胜洋 张建俊
2011, 33(1): 48-52. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-239
摘要
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参考文献
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计量指标
研究辽西风积土的动力特性离不开其动剪切模量与阻尼比这两个最基本的参数. 通过一系列动三轴试验, 分析了围压、固结比、振动频率对原状风积土的动剪切模量与阻尼比的影响情况, 并探讨了其产生的机理. 通过试验数据分析表明, 风积土的动剪切模量随围压的增大而增大, 但阻尼比随围压的增大而减小; 动剪切模量随固结比的增大而增大, 阻尼比随固结比的增大而减小; 动剪切模量和阻尼比均随振动频率的增大而增大, 但影响较小, 不如前两个因素明显.
两结点简支的弹性基础框架的变形分析
李华东 朱锡 梅志远 张颖军
2011, 33(1): 29-34. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-255
摘要
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计量指标
基于初参数法, 研究了均布载荷作用下、两结点简支的弹性基础闭合框架的变形与内力 分布规律. 首先给出了两端弹性支撑的有限长弹性基础梁的挠曲线计算式, 根据结构的边界 条件和对称特性, 不考虑两结点处的位移边界条件, 取出一个局部结构进行了分析; 进而利 用位移和内力的边界条件确定了局部结构的初参数, 并根据结构的对称性得出了整个结构的 内力分布; 最后按照整个结构的位移边界条件, 对以上位移计算结果进行修正, 得出了框架 实际的挠度解析计算式.
高气液比垂直管流连续携液实验
魏纳 孟英峰 刘永辉 刘安琪 李悦钦 李皋 万里平 李永杰
2011, 33(1): 70-73. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-256
摘要
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计量指标
在可视化管流实验架上, 采用压缩空气和雾化液体作为实验介质, 模拟连续携液过程并测试 实验参数; 采用高速摄像仪捕捉到气流中液滴实际形状------椭球体. 实验发现: 圆球体模型、 椭球体模型计算结果与实验值分别偏差10{\%}, 58.3{\%}. 分析椭球体受力状态并结合实验数据导出了新的椭球体数学模型, 按照新模型计算的结 果与7口产水气井生产情况一致.
教育研究
流体力学教学思考
朱常龙
2011, 33(1): 94-96. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-282
摘要
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计量指标
流体力学的教学不仅仅是传授理论知识,更需要提高学生的创造性和综合素质。本文讨论了“四个”统一:静力学和动力学教学的统一;流体作用在平面上的力和曲面上的力的统一;理论和实践的统一;课程与专业的统一;提出了流体力学课程教学中哲学思维观建立、计算机解决实际问题能力培养、专业知识前瞻性的教育至关重要。
纯滚动圆轮静摩擦力方向的确定
姜芳 赵东
2011, 33(1): 86-88. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-295
摘要
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计量指标
给出了匀质圆轮受力偶或水平力作用在水平地面上作纯滚动时, 其静摩擦力方向的确定方 法. 只受力偶作用作纯滚动的圆轮, 其摩擦力的方向仅取决于外力偶矩的转向, 判断依据为 摩擦力在该圆轮的平面运动中起阻碍圆轮的转动和为圆轮的平移提供主动力两相对的作用. 当圆轮只受水平力作用作纯滚动时, 用刚体平面运动微分方程和动能定理两种方法对摩擦力 方向进行了推导判定, 摩擦力的方向不仅与水平力的作用位置相关, 还与圆轮的大小和相对 质心的惯性半径等因素相关.
关于对称性理论中梅凤翔问题
丁光涛
2011, 33(1): 80-81. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-322
摘要
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计量指标
提出在分析力学中应区分力学量的两种时间变化率,并结合力学系统不同对称性的特点,阐明Noether等式中出项(q..)不能用运动微分方程表示为t、q、q.的函数,而Mei对称性判据方程中出现的(q..)应当消去的缘由。
身边力学的趣话
蓝田日暖玉生烟
麻庭光
2011, 33(1): 102-103. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-394
摘要
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计量指标
通过对唐代诗句``蓝田日暖玉生烟''的深入分析,指出这种 烟的本质是羽流,是环境微弱的温度差造成的,具有只可在远 处判断猜测,而无法在近处观察测量的识别特征。玉生烟和其 他几个比喻如庄生梦、望帝心、明珠泪一起,共同构成了李商 隐的名诗《锦瑟》的意象美和朦胧美。了解其中的羽流生成原 理和认识历史,有助于我们认识自然,认识力学,认识流动, 达到提高鉴赏能力和陶冶艺术情操的审美效果。
综述
近空间高超声速飞行器防热隔热与热力耦合研究进展
蒋持平 柴慧 严鹏
2011, 33(1): 1-9. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-524
摘要
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计量指标
概述近空间的战略价值与世界主要国家在近空间高超声速飞行器研制方面的竞争, 高超声速飞行器热防护系统及其基础科学问题, 包括防热隔热技术原理与热力耦合问题的研究进展.
教育研究
关于一阶Lagrange系统------分析力学札记之十七
梅凤翔
2011, 33(1): 78-79. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-215
摘要
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计量指标
讨论一阶非奇异和奇异Lagrange系统的方程, 以及它们与Birkhoff方程和广 义Hamilton方程的关系.
应用研究
点载荷作用下密集颗粒物质的传力特性分析
毕忠伟 孙其诚 刘建国 金峰
2011, 33(1): 10-16. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-116
摘要
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计量指标
利用颗粒离散元商业软件PFC3D, 模拟了在2m*1m*0.01m容器中直径分别为0.01m, 0.008m和0.006m的颗粒各1*10$^4$个, 受重力作用下的静态密集堆积; 以此为初始条件, 在表层随机选择7个颗粒分别施加5.2*10$^{ - 2}$N(100倍最大颗粒重量)的点载荷, 进行应力传播特点研究. 结果表明: 力的传递在局部范围内呈现很强的各向异性; 应力涨落随着距离的增加呈指数下降; 在大于5倍最大颗粒粒径时, 其分布可以使用弹性力学理论来计算. 探讨了摩擦系数$\mu =0$, 0.2, 1对应力传递的影响, 随着摩擦系数的增加, 各向异性范围减小.
基于能量原理确定系泊碰撞载荷的有限元法
边文凤 程清 吴忠友
2011, 33(1): 17-20. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-333
摘要
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计量指标
准确地确定出船舶系泊时的撞击载荷, 对船舶及海洋平台的强度研究都是极其重要的. 提出了通过能量原理和有限元分析确定系泊撞击载荷的方法. 碰撞时, 动能和变形能满足能量守恒, 动能是包括附连水质量在内的船体总动能, 此动能在撞击时转化为变形能, 根据变形能与载荷的关系, 求出碰撞载荷. 通过具有碰撞载荷理论解的梁的验证, 表明该方法是完全可行的. 为实际工程提供了确定护舷撞击力的理论依据和计算方法.
基于J-C本构模型的Comp.B炸药落锤冲击数值模拟
李凯 朱建生 钱志博 董树南 倪添
2011, 33(1): 21-23. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-294
摘要
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计量指标
为研究Comp.B炸药在惯性冲击下的力学响应特性, 基于Johnson-Cook本构模型, 对 点火前的Comp.B炸药大落锤(400kg)冲击实验进行了数值模拟. 在不同应力加载条件下模 拟计算得到了用状态方程和不用状态方程的$\sigma$-$t$曲线, 对比应力峰值、应 力上升时间等主要力学参数, 结果表明考虑了状态方程的数值模 拟结果与实验吻合最好, 可以很好地模拟炸药惯性冲击下的力学响应.
基于振动信号神经网络层合板分层损伤检测研究
陈玲莉 田绍华 陈振茂
2011, 33(1): 24-28. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-414
摘要
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计量指标
基于振动信号应用神经网络研究层合板分层损伤的检测方法. 对层合板分层损伤区域, 采 用相同坐标不同节点建立了分层损伤处的有限元模型; 通过数值模拟提取结构无损和 不同程度面积分层损伤的全局振动标识量; 重点研究神经网络对层合板分层损伤位置 和损伤程度的检测技术. 研究表明, 用结构全局振动标识量作为人工神经网络的输入, 对 层合板结构分层损伤检测是一种很有效的工程实用技术, 可应用于实际结构的在线损伤检测.
基于等效单元概念的梁结构损伤定位方法
马中军 司马玉洲
2011, 33(1): 35-38. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-420
摘要
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计量指标
研究目的是为梁结构提供一种基于等效单元概念的新损伤定位方法. 区分刚度损伤和质量损伤两种情况, 分别对连续梁和简支梁给出了具体的损伤定位方法. 利 用的具体指标是支座反力和跨中位移. 文中的新方法都可以得到以小区间表示的损伤位置结 果, 有效性得到了数值模拟算例和模型实验的验证.
刚架桁架模型有效性的试验与数值研究
龚相超 陈浩 胡百鸣
2011, 33(1): 39-42. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-262
摘要
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计量指标
为了比较桁架模型和刚架模型的差异, 结合了一种简单试验结构,实测了试验刚架和桁架的特定截面的内力和中节点位移; 同时应用ANSYS软件对两种模型进行了有限单元模拟. 验证了刚架和桁架两种力学模型的有效性, 通过试验和数值计算的结果, 得到了两种结构的受力特点, 分析了实际桁架和理想桁架的差别, 对结构设计和教学具有一定的参考意义.
关于铅球最佳出手角的数值分析
龚劲涛 叶绍维 冯文林
2011, 33(1): 53-55. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-375
摘要
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计量指标
考虑铅球运动员的推力随出手角的变化, 利用Matlab软件计算出手角的最佳值. 在此基础上讨论了运动员的身高、推力、角度衰减系数以及铅球质量对最佳出手角的影响.
液压模块组合挂车装载问题研究
周俊 马力
2011, 33(1): 56-59. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-313
摘要
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计量指标
为了车辆设计和指导安全运输装载, 研究了任意轴线液压模块组合挂车装载问题, 分析了装载量与装载跨距之间的关系, 推导出任意轴线组合挂车装载计算公式. 利用推导的公式对典型车型进行装载计算并绘制出装载图.
扇形截面杆扭转问题的差分线法
吴泽艳 王立峰 武哲
2011, 33(1): 60-63. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-340
摘要
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计量指标
导出了扇形截面杆扭转问题偏微分方程的差分线法常微分方程组, 并解析求解了该方程组, 得到了扭转应力函数的半解析解, 计算了扭转应力及扭转刚度. 计算过程中, 用追赶法计算 常微分方程组的特解, 用公式计算三对角矩阵的特征值与特征向量, 利用实对阵矩阵的特征 向量相互正交的特性避免矩阵求逆计算, 利用复化梯形公式计算扭转刚度. 整个求解过程在 角度方向离散微分方程和用复化梯形公式进行面积积分时引入了误差, 其他求解过程是精确 的. 计算结果与已有结果进行了对比, 显示了算法的正确性. 该算法对工程中扇形截面扭 转杆的设计有一定的实用价值.
一种电力架空线垂度的简算方法
李英梅 刘军 张凤鹏
2011, 33(1): 64-65. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-179
摘要
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计量指标
以输配电工程中带有绝缘子的电力架空线为研究对象, 简化绝缘子的力学模型, 采用纵横弯 曲理论推导了钢芯铝铰线的挠度方程, 计算了在自重和温度载荷共同作用下的架空线垂度和 水平张力. 计算结果表明, 文中算法简单有效, 架空线跨距和温度等是架空线垂度的主要 影响因素. 架空线垂度对温度的平均变率为2.55mm/$^{\circ}$C; 当跨距减 小1%时, 垂度增加近60%.
教育研究
关于弹性梁的数学模型
刘延柱 薛纭
2011, 33(1): 74-77. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-115
摘要
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计量指标
叙述和比较一维弹性体的两种不同建模方法, 即弹性梁的传统建模方法和基于 Kirchhoff-Cosserat模型的建模方法. 应用精确Cosserat模型分析梁的三维运动. 考虑中 心线的拉伸压缩变形、截面的剪切变形、截面转动的惯性和端部载荷影响等因素, 建立精确 的弹性梁动力学方程. 讨论梁的静态和动态平衡稳定性. Kirchhoff杆、铁摩辛柯 梁和欧拉--伯努利梁等为Cosserat模型在各种简化条件下的特例.
计及轴向和剪切变形时压杆的Euler公式
薛纭 李燕芬
2011, 33(1): 82-83. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-063
摘要
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计量指标
依据平面截面假定, 在计及拉/压和剪切变形的情况下研究压杆的稳定性. 利用线性化 扰动方程, 导出了压杆的挠曲线方程; 根据各种端部约束的边界条件及其积分常数 存在非零解的条件,得到了 Euler临界载荷计算公式. 结果表明, 拉/压和剪切变形对稳定性的影响取决于它们的柔度差.
扭转振动实验仪与单自由度系统振动实验
李明成 陈建平 陶秋帆
2011, 33(1): 84-85. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-105
摘要
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计量指标
介绍了扭转振动实验仪的构造、原理和特点, 以及据此开设的单自由度系统振动实验. 该仪 器的研制为理论力学课程振动实验提供了必要条件. 十多年的教学实践表明, 单自由度系统 振动实验有助于加深学生对单自由度系统振动概念的理解, 培养学生的实践能力, 教学效果 明显.
应用真三维岩体建模仿真技术推进岩石力学教学改革
王述红 梁成 杨勇 杨天鸿 徐源
2011, 33(1): 89-91. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-097
摘要
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计量指标
随着计算机技术的发展和研究项目最新成果的取得, 把岩体真三维建模仿真技术引入到岩石 力学教学改革与实践中, 挖掘教学资源潜力; 开展岩体结构、岩石变形与破坏过程的数值试 验, 再现许多物理实验所不能观察到的力学现象, 例如岩体的空间真三维结构、岩石破坏过 程块体滑落等, 从而使学生对岩石的变形与破坏过程有更加清晰的认识, 提高岩石力学实验 的教学质量.
身边力学的趣话
风如拔山怒, 雨如决河倾------漫话台风
王振东
2011, 33(1): 97-99. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-471
摘要
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计量指标
台风是有很强破坏力的气象灾害, 从流体力学的角度看, 台风或飓风的形成、发展加 强、移动、减弱和消失都是大尺度流体运动不稳定的过程. 讨论了台风生成的条件, 台风的 结构, 台风从生成到消亡的3个阶段以及消亡的原因.
走钢丝的力学
刘延柱
2011, 33(1): 100-101. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-213
摘要
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计量指标
分析走钢丝的动力学原理. 解释演员为保持在钢丝上直立行走的稳定性, 对平衡棒所起的控 制作用.
走进地震预测------加卸载响应比方法
袁帅 尹祥础 梁乃刚 刘月
2011, 33(1): 104-105. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2010-467
摘要
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计量指标
概括介绍了加卸载响应比的基本思路、基本概念、物理基础、加卸载 响应比在地震预测中的应用以及取得的一些成果. 加卸载响应比方法物理基础扎实, 只需利 用地球内部的某些实测数据, 为地震预测提供了一条新的途径.
在学习中怎样少出错?
武际可
2011, 33(1): 106-106. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2011-077
摘要
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然离开教学的讲台有8年了,有时难免想起刚入大学的学生在学习方法上的不适应,不免 唠叨几句. 现在写一点在下面,兴许对他们有点参考. 科学技术愈发展,人们得和愈来愈复杂的事物打交道. 事情复杂了,就容易出错. 出错的后 果不堪设想. 一辆汽车由上千个零配件组成,只要有一个零件出了毛病,就会影响汽车的性能. 有时厂家 还会因为一批汽车的某个零件出问题而把整批汽车召回修理. 一套含百万条语句的软件,只 要有一个符号出问题,运行时就会不正常. 2003年8月14日,导致北美大范围停电事故, 直接经济损失达60亿美元,就是控制软件的漏洞和错误引起的. 在现代战争中指挥的错误会导致战败,在一项复杂的研究工作中,一个环节的失误,会使前 功尽弃. 可见减少错误的意义是非常重大的. {\ziju{0.02}这里先不一般地讨论如何减少错误的问题. 首先来谈谈理工科大学生和研究生学习中,如何 减少错误的问题. 这经常是从中学毕业后刚进入大学学习中遇到的一个十分令人烦恼的问题. 一些中学拔尖的学生乃至高考``状元'',进入大学的门,学习成绩便直落下来. 从中学进入 大学,从大学进入研究生,学习所面对的问题也复杂了许多. 如果在学习期间就能够养成尽 量少出错的习惯,在将来工作中是会终生受益的.} 一般在学习中容易出现的错误有两类,一类是概念错误,一类是运算的错误. 概念错误,是很难自我纠正的,犹如一个人总是把张三当做李四,没有外人的纠正,也不对 照有关的张三李四的传记和图像资料,就会一直错下去而不自知. 为此在开始接受一个新概 念时必须把它完全弄明白. 搞清楚它和别的相近似的概念的区别. {\ziju{0.02}在中学里,老师每讲一个新概念,总要反复举例说明它的内涵,在大学里不会讲得那样仔细, 而对于研究生来说,接触新概念就要自己去独立体会它的真实含义和界定,甚至必须独立提 出一个以前没有的新概念. 一些刚入大学的学生,常常是一下课,也和在中学时一样,就忙 于做习题. 没有认真复习所学的新概念就忙于做习题,总容易犯概念错误. 有时复习一遍还 不容易掌握一些概念的实质,这时需要对照几本不同的参考书,认真比较这些概念的叙述, 还要查阅有关的例证,以便牢固掌握. 只有这样复习之后再去做题,才会得心应手.} 对一个概念准确把握可不是一个很容易的事. 举例来说,从18世纪中叶人们就开始用无穷级 数来求解方程,许多人从直觉认为,一个由无穷多连续函数组成的级数,如果收敛的话,它 一定也收敛到一个连续函数. 过了一百多年后才弄清楚这个直觉是错的,引进了一致收敛的 概念,结论是只有一致收敛的连续函数序列才会收敛到连续函数. 说一个函数级数收敛和它 一致收敛,是两个不同的概念,把二者不加区分,就容易得出错误的结果,这中间许多著名 的数学大家都犯过这个错误. 类似的,数学中的极限、微分等概念也都是经过漫长的岁月才 清晰起来的. 再例如,在材料力学的梁的理论中,必然遇到一个中性层(或中性轴)的概念. 也就是在梁 受纯弯曲时,横截面上正应力为零的那一层. 从17世纪伽利略研究梁开始,过了二百多年, 才由纳维搞清楚,并且弄清楚了它的位置是梁的形心所在的那一层. 既然人类在准确把握一个科学概念有时是经过上百年的积累才搞清楚了的,是经过不断犯错 误才逐渐清晰起来的,那么作为一个初学者,想在一堂课内只靠听老师讲就能够准确把握是 很难做到的. 所以对于一些重要的概念一定要下功夫去琢磨它的方方面面. 有时是需要通过 做习题才能够暴露对概念的理解是不是准确. 在经过做题的的试错中调整自己对概念的理解 以达到准确把握.
《科学游戏的智慧与启示》序言
武际可
2011, 33(1): 107-107. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2011-078
摘要
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目前,从国家、学校到每一个家庭,都非常重视对下一代的教育. 的确,教育好下一代,是关乎我们国家未来和民族兴旺的大事. 教育,不能只是把已有的知识,整理好,按照一定的顺序灌输给孩子们. 如果按照这种模式,学生们有时会把学习知识当作沉重的负担,久而久之还会产生逆反心理,导致厌学、逃学的副作用. 可见,教育最重要的事情是要引起学生们对所学内容的兴趣,让他们主动地去获取知识. 孔子说:``知之者不如好之者,好之者不如乐之者. ''爱因斯坦说:``在学校里和生活中,工作最重要的动机是工作中的乐趣,工作所得到的成果的乐趣,以及对该成果的社会价值的认识. 在年轻人的这些心理力量的觉醒和强化之中,我看到了学校被赋予的最重要的任务. 只有这样的心理基础才能导致一种快乐的愿望,去追求人类最高财富,即知识和艺术家般的技艺. ''
封面图片说明--2010,33(1)
宋凡 许向红 邵颖峰 蒋持平
2011, 33(1): 93-93. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2011-079
摘要
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1216
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抗热震陶瓷表面的纳米肋结构. 利用等离子刻蚀技术和酸腐蚀方法,在ZrB2-20\% SiCp-5\%AlN陶瓷表面制备出仿蜻蜓翼膜表面的超疏水纳米结构. 这种结构使在陶瓷的热震过程 中其表面能够自动地覆盖一层空气膜,增加了陶瓷表面热阻近万倍,极大地提高了陶瓷的抗热 震性能.
中国力学学会2011年及2012年部分国际、国内学术活动计划
中国力学学会办公室
2011, 33(1): 108-113. DOI:
10.6052/1000-0879-lxysj2011-076
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