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2011年 第33卷 第5期 刊出日期:2011-10-15
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    身边力学的趣话
    力学与实践. 2011, 33(5):  90-92.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-045
    摘要 ( 2173 )   PDF (7767KB) ( 654 )  
    从流体力学的角度, 简要介绍了边界层流动中马蹄形分离涡旋的形成机 理及其在工程中的应用和影响, 并简要介绍了马蹄涡的控制方法.
    教育研究
    力学与实践. 2011, 33(5):  74-75.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-050
    摘要 ( 855 )   PDF (5832KB) ( 1589 )  
    针对力学专业课程设置的特点,进行了兴趣引导型的教学模式的改革与实践. 通过组织概论 型课程与讲座、科学创新实验、力学史教育及实践教育与理论教育相结合等方式,使力学专 业的学生尽早了解本专业的课程设置、专业内容及其分类、专业知识在工程实际中的广泛 应用,从而激发学生学习的兴趣,提高同学学习的积极性与主动性.
    应用研究
    三纵列液压模块组合挂车侧倾稳定性计算
    刘兴敏 马力 杨晓慧
    力学与实践. 2011, 33(5):  38-41.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-084
    摘要 ( 998 )   PDF (7113KB) ( 515 )  
    研究了三纵列任意轴线的液压模块组合挂车的侧倾稳定性问题, 分别推导了 面向侧翻稳定性及爆胎稳定性的关于装载量、装载货物质心高度及路面横向倾角的通用计算 公式. 最后用推导的通用公式对典型三纵列液压模块组合挂车的侧倾稳定性进行了实际计算, 并绘制了装载量、装载货物质心高度及路面横向倾角的关系图.
    教育研究
    力学与实践. 2011, 33(5):  72-73.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-032
    摘要 ( 846 )   PDF (5834KB) ( 468 )  
    通过对考试结果的分析说明提高民族班教学质量是可以实现的, 学生成 绩差的主要因素是主动学习的动力不足, 而不是基础差这个客观因素. 只 要学生和教师共同努力, 通过训练完全可以实现培养合格工程技术人才的目标.
    力学与实践. 2011, 33(5):  63-64.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-023
    摘要 ( 1029 )   PDF (5196KB) ( 889 )  
    讨论了牛顿力学和拉格朗日力学中的力. 在牛顿力学中着重讨论了主动力, 约束和理想约束 力. 在拉格朗日力学中着重讨论了广义力的两种分解方法.
    应用研究
    力学与实践. 2011, 33(5):  33-37.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-060
    摘要 ( 756 )   PDF (8989KB) ( 368 )  
    研究了含间隙裂缝的钢筋混凝土结构对称滞回非线性问题. 建立了 一种分段线性的对称滞回模型, 利用一次谐波线性方法求解结构系统的等效阻尼和 等效刚度系数,得到了对称滞回非线性系统的等价线性方程. 通过数值分析比较了考虑和不考虑间隙与碰撞 影响的两种情况下系统的混沌动力特性,研究表明: 不考虑间隙与碰撞影响的系统出现周期运 动, 考虑间隙与碰撞影响系统更容易出现混沌运动; 在特定的参数范围内系统一定会出现无 序的混沌运动.
    教育研究
    力学与实践. 2011, 33(5):  65-66.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-056
    摘要 ( 861 )   PDF (5149KB) ( 720 )  
    讨论Kirchhoff弹性杆力学向精确Cosserat弹性杆推广中的两个概念: 轴 线切向量对截面法向量是怎样偏离以及本构方程中应变矢和弯扭度的基准问题. 从单元体的 剪应变出发, 导出了截面法矢、轴线切矢以及剪应变矢三者关系, 即Cosserat弹性杆的变形 几何关系;从Hook定律出发, 论证了在一次近似下本构方程中的截面弯扭度和形心应变矢都 以原始弧坐标为基准.
    应用研究
    巧解铅球最佳出手角
    龚劲涛 任全红 冯文林
    力学与实践. 2011, 33(5):  61-62.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-068
    摘要 ( 837 )   PDF (4339KB) ( 440 )  
    利用运动叠加原理通过对铅球运动的恰当分解, 提出了一种计算最佳出 手角的新方法, 并与传统方法就两种不同情形进行了对比, 说明了新方法的物理思想.
    棒球棒动力学分析
    汤陆明 水小平 沈振兴
    力学与实践. 2011, 33(5):  57-60.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-103
    摘要 ( 1146 )   PDF (7166KB) ( 611 )  
    通过建立有限元模型, 寻找棒球的击球最佳点与棒球棒固有频率、模态振型 之间的联系. 假定棒球棒模型采用的是线弹性材料, 并且边界条件为两端自由, 这与实际是 相符合的. 接着讨论了给球棒``软木化''(在球棒头部掏出一个圆柱空腔, 在里面塞入软木 或橡胶, 然后盖上木帽) , 或者采用金属球棒都能增加``最佳点''的效果. 最后又通过实验验 证了该模型的正确性.
    薄膜式锰铜压阻计的动态标定
    王长利 李焰 刘文祥 王等旺 李捷 王惠
    力学与实践. 2011, 33(5):  46-50.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-041
    摘要 ( 763 )   PDF (8949KB) ( 826 )  
    介绍了以飞片平面撞击标定某新型锰铜压阻计的过程及方法. 标定在Phi 130 mm轻气炮上进行, 采用有机玻璃, Cu和W 3种材料为飞片和靶板材料, 实现不同速度下的 同种材料平面正撞击, 获得0.66$\sim$25.4\,GPa范围的入射压力, 并利用几何修 正和$D$-$u$关系修正两种方法对结果进行了修正, 给出了标定结果以及拟合曲线.
    力学与实践. 2011, 33(5):  28-32.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-017
    摘要 ( 774 )   PDF (8837KB) ( 405 )  
    针对空间结构振动主动控制中的作动器位置优化问题, 提出了一种改进的粒子群(PSO) 优化方法, 以系统总能量为性能指标进行优化; 应用改进PSO方法对算例结构进行了计算, 并与其他算法的优化结果进行了对比; 结果表明: 几种优化方法计算结果相符; 且 PSO优化算法能更有效快速地解决复杂优化问题, 从而有效地进行结构的振动控制.
    力学与实践. 2011, 33(5):  16-20.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-525
    摘要 ( 945 )   PDF (8865KB) ( 610 )  
    结合目前抗滑工程设计现状及预应力锚索抗滑桩桩土相互作用的特征, 引入接触单元并 改进有限元FCEP2D 软件进行计算, 得到抗滑桩锚固段的受力、弯矩和位移规律; 进而分析了不同预应力、不同滑坡推力工况下的抗滑效果, 提出了预应力锚索抗滑 桩的最佳预应力, 对工程设计具有一定的指导意义.
    力学与实践. 2011, 33(5):  42-45.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-402
    摘要 ( 731 )   PDF (6522KB) ( 443 )  
    提出了由扫描法布里--珀罗干涉法测量微小形变的方法, 设计了 一种基于激光扫描法布里--珀罗干涉原理的压电常数$d_{31}$测试 系统. 文中给出了测量原理、测量装置及陶瓷样本的测量结果,并与用IEEE标准测量方 法的测量结果进行了对比,测试结果表明两者相差很小.
    综述
    盐岩流变特性及盐腔长期稳定性研究进展
    周宏伟 王春萍 丁靖洋 张淼
    力学与实践. 2011, 33(5):  1-7.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-300
    摘要 ( 1208 )   PDF (13325KB) ( 647 )  
    介绍了地下盐腔长期运营过程中盐腔收敛变形和有效容积丧失等问题, 从盐岩流变实验研究、盐岩流变本构关系建模、盐腔长期稳定评价等方面综述了盐岩流变学研究进展. 文章指出, 将盐岩流变本构模型与流变过程中盐岩微细观尺度上的损伤演化物理机制相融合, 是盐岩流变学一个值得关注的研究方向.
    应用研究
    力学与实践. 2011, 33(5):  8-11.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-134
    摘要 ( 987 )   PDF (6672KB) ( 757 )  
    从总循环应变能的角度出发, 提出了一个新的疲劳寿命计 算模型, 通过对30CrMnSiA 钢和AISI 4340钢两种材料的的疲劳寿命计算, 并与相 关实验数据对比, 证明了该模型计算疲劳寿命较为准确.
    一类蚂蚁黏附系统的实验研究
    李新然 孙冬雅 谢季佳 陈少华 王海军
    力学与实践. 2011, 33(5):  51-56.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-018
    摘要 ( 787 )   PDF (12177KB) ( 401 )  
    以家蚁为研究对象, 利用扫描电镜、光学显微镜等仪器对其足部微观黏附结构进行了实验观 察, 研究了家蚁在洁净玻璃板上爬行的黏附机理, 并观察了不同表面粗糙度、倾斜度的玻璃 板及蜡表面上蚂蚁的爬行行为. 实验结果表明此类蚂蚁的黏附主要依赖于足部缩放自如的囊 状中垫. 玻璃板粗糙度及倾斜度对蚂蚁爬行行为无明显影响, 而随着蜡表面倾斜度的增大, 家蚁的黏附爬行能力逐渐降低, 最终在一定倾斜度的蜡表面黏附失效.
    16MnR钢缺口试样解理断裂行为研究
    刘彦国 李震 孙先明
    力学与实践. 2011, 33(5):  21-27.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-086
    摘要 ( 885 )   PDF (14716KB) ( 428 )  
    研究了低合金热轧钢16MnR缺口试样在$-196\,{^\circ}$C和$-130\,{^\circ}$C的解理断裂机 理. 拉伸试验、单、双缺口四点弯曲实验、断口形貌观察以及有限元分析结果表明, 缺口试 样发生解理断裂时均起裂于夹杂物粒子, 一种位于缺口根部前端(IC型), 另一种位于距缺口 根部较远的条形裂纹前端(SIC型); 且随温度升高, 起裂源的类型从$-196\,{^\circ}$C下的IC 型转变为$-130\,{^\circ}$C下的SIC型. 微裂纹均形核于夹杂物, 最终的断裂由铁素体晶粒尺 寸的微裂纹扩展控制. 缺口试样IC型解理断裂遵循裂纹形核条 件$\varepsilon_{\rm p} \ge \varepsilon_{\rm pc}$和裂纹扩展条件$\sigma_{yy} \ge \sigma_{f}$, 而SIC型解理断裂条件则演化为$\varepsilon_{\rm p}+\varepsilon_{\rm ps} \ge \varepsilon_{\rm pc}$和$\sigma_{yy} +\sigma_{yy{\rm s}} \ge \sigma_{f}$.
    力学与实践. 2011, 33(5):  12-15.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-237
    摘要 ( 987 )   PDF (8057KB) ( 582 )  
    为解决井斜控制实践中存在的不等截面尺寸梁柱问题, 讨论了典型的变刚度纵横弯曲梁力学 模型. 根据变刚度梁柱变形的挠曲线微分方程和边界条件及连续条件, 得到了梁柱变形和端 部转角的解析计算式, 进而应用梁柱理论叠加原理可解决有集中力作用下的井下控制工具和 带变径稳定器的底部钻具组合(BHA)受力分析问题. 变刚度梁柱理论在BHA力学分析中得到了 成功应用, 为井下控制工具设计、钻具组合优化及井斜控制提供了理论依据.
    教育研究
    对弹性静力学中外力功表达式及相关问题的探讨
    白冰 李小春 石露 姚华彦
    力学与实践. 2011, 33(5):  67-69.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-263
    摘要 ( 1495 )   PDF (5297KB) ( 963 )  
    外力功、势能等概念是弹性力学能量原理的重要内容. 但笔者发现, 经典弹性理论著作中给 出的外力功、势能的表达式并非真实的功、真实势能值. 本文根据弹性静力学的基本假定和 应变能定理对此进行了论证, 并以一维弹簧受压问题进行了说明. 对总势能、外力势能、外 力功及保守力的定义及其相互关系进行了详细分析, 建议在介绍系统总势能定义的同时, 应 一方面说明它不是系统的真实总势能, 另一方面要补充介绍这样定义总势能的原因是保证最 小势能原理与平衡方程等价. 通过厘清上述概念之间的关系, 以期给弹性力学的初学者以明 晰的概念.
    身边力学的趣话
    地球与月球关系的研究
    邢威加 田健
    力学与实践. 2011, 33(5):  95-97.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-258
    摘要 ( 1261 )   PDF (5083KB) ( 600 )  
    基于鹦鹉螺外壳生长线条数的变化是月亮绕地球运动周期随年代变化反映的假设, 采用外推 法得出两个结论: (1) 月球最初被地球俘获绕地球运动时距地球的距离为目前月地距离的0.2 倍左右; (2) 月球最初被地球俘获绕地球运动时的时间距今为7亿年左右. 这 为进一步研究地球与月球的关系提供了有益的启示.
    教育研究
    力学与实践. 2011, 33(5):  76-78.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-153
    摘要 ( 861 )   PDF (5524KB) ( 632 )  
    通过对现行基础力学课程考试中存在的问题和近年来基础力学考试改革现状的分析, 根据基础力学课程内容多、课时多、修课人数多的特点, 提出了基础力学考试改革的新理念 和操作方法, 指出基础力学考试改革应充分反映课程 的教学要求, 而且应有利于对课程教与学的良性促进.
    力学与实践. 2011, 33(5):  70-71.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-514
    摘要 ( 1036 )   PDF (5007KB) ( 516 )  
    文章讨论两个作一般运动的刚体在考虑摩擦力的情况下碰撞(不 受外力作用).首先由欧勒动力学方程和质心运动定理导出在碰撞的压缩阶段和恢复阶段 二碰撞点沿公法线的相对速度的变化量, 然后给出两个恢复系数公式的等价性条件与刚体 之间摩擦力的关系.
    力学纵横
    力学与实践. 2011, 33(5):  79-85.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-288
    摘要 ( 885 )   PDF (13808KB) ( 574 )  
    轧辊激光毛化技术的用途是什么? 什么样的轧辊需要毛化处理? 激光毛化轧辊技术 的优势是什么? 还存在什么不足? 激光毛化处理为什么能够延长轧辊的寿命? 激光毛化轧辊 改善了所轧钢板的哪些性能? 其机制是什么? 针对轧辊激光毛化技术的这几个基本问题 进行了讨论和释疑, 并指出了下一步的改进方向.
    身边力学的趣话
    力学与实践. 2011, 33(5):  86-87.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-381
    摘要 ( 1034 )   PDF (5965KB) ( 523 )  
    提出力学史与方法论研究和教学中应当关注的3个问题: 力学学科的性质问 题、发掘搜集和整理我国的力学学科的历史资料问题和力学史需要放眼世界的问题.
    天平、杆秤和天平动
    刘延柱
    力学与实践. 2011, 33(5):  88-89.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-354
    摘要 ( 991 )   PDF (5307KB) ( 959 )  
    叙述与天平和杆秤有关的力学问题, 以及与卫星的天平动之间的联系.
    飞石系绳的力学分析
    尤明庆
    力学与实践. 2011, 33(5):  93-94.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2010-281
    摘要 ( 1151 )   PDF (5200KB) ( 719 )  
    旋转绳索使拴在前端的沙包获得速度后甩出; 待其飞过前方高处的铁杆后, 收紧绳索使沙包 以铁杆为悬挂点作圆周运动; 当沙包接近最低点时快速抽拉绳索; 基于动量矩守恒定律, 沙 包的切向速度因旋转半径缩短而增加, 继而牵引绳索对铁杆缠绕. 摩擦力可以使绳索具有极 高的承载能力.
    全国周培源大学生力学竞赛
    力学与实践. 2011, 33(5):  98-100.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-422
    摘要 ( 929 )   PDF (7166KB) ( 408 )  
    2011年8月17$\sim$19日, 来自全国30所高校的150多名学生和30多名指导教师齐聚清华大 学, 参加第八届全国周培源大学生力学竞赛团体赛. 周培源大学生力学竞赛由教育部高等学 校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会、中国力学学会和周培源基金会共同 主办, 《力学与实践》编委会承办, 中国力学学会教育、科普工作委员会和清华大学协办.
    力学与实践. 2011, 33(5):  69-69.  doi:10.6052/1000-0879-lxysj2011-421
    摘要 ( 1174 )   PDF (1780KB) ( 330 )  
    特等奖 四川大学 一等奖 上海交通大学 东南大学 二等奖 合肥工业大学 西北工业大学 哈尔滨工业大学 (威海) 河海大学 三等奖 西南交通大学 中国地质大学(武汉) 西安交通大学 南京航空航天大学 湖南大学 山东科技大学 哈尔滨工程大学 国防科技大学 优胜奖 同济大学 解放军理工大学 南京理工大学 华南理工大学 北京理工大学 北京航空航天大学 大连理工大学 重庆大学 中国科技大学 中山大学 哈尔滨工业大学 华中科技大学 华东理工大学 武汉大学 北京大学