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当期目录

    2012年 第34卷 第1期    刊出日期:2012-02-15
    专题综述
    人眼晶状体调节机制和力学
    宋凡, 赵希宇, 杜睿琪, 韦佳辰, 许向红
    2012, 34(1):  1-9.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120101
    摘要 ( 3466 )   PDF (3551KB) ( 1307 )  
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    晶状体是人眼屈光系统的核心,其视觉调节过程由睫状肌、悬韧带和晶状体共同实现:通过睫状肌牵引悬韧带运动,引起晶状体变形(变凸或扁平),从而改变眼睛的屈光力,使得眼睛聚光的焦点准确地落在视网膜上,最终产生视觉.晶状体的视觉调节从本质上说是一个力学问题,调节过程的实现与视觉质量紧密相关;同时调节机制也是最常见的眼部老化退行性疾病——老视的核心问题.本文介绍了晶状体调节的各种理论假说及其发展,并概述了晶状体的力学性能.
    关于计算爆炸力学的进展与现状
    宁建国, 王猛
    2012, 34(1):  10-19,69.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120102
    摘要 ( 2056 )   PDF (4621KB) ( 1748 )  
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    爆炸问题由于其强烈的非线性,绝大多数情况下不可能给出精确解,并且爆炸在极短的时间内完成强烈的物理过程,能通过实验获得的数据也有限.爆炸力学数值模拟及相关研究领域的工作极大地推动了爆炸力学学科以及武器装备的发展,本文主要对爆炸力学数值方法、材料动态本构模型以及相关工程应用进行评述.
    应用研究
    离散颗粒流动堆积行为离散元模拟及实验研究
    李婉宜, 曾攀, 雷丽萍, 林大超
    2012, 34(1):  20-26.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120103
    摘要 ( 1612 )   PDF (2179KB) ( 710 )  
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    工程应用中存在许多颗粒流动堆积问题.首先设计了一系列测量方法,通过大量的实验和统计分析,得到了颗粒的多种物理参数.并以工程中高炉炉顶称量料罐为背景,采用离散元方法模拟不同物理条件下离散颗粒的流动堆积行为,得出料罐内颗粒系统中颗粒之间力的分布不均匀,而且强力链分布主要与料罐的左下壁方向平行.同时,设计并制作了具有多参数调节的离散颗粒料罐实验模型,进行了相应的物理实验,实测结果与数值模拟吻合良好.
    垂直沉积干燥薄膜的剪切模量粒径依赖研究
    曹鹤, 蓝鼎, 王育人
    2012, 34(1):  27-30.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120104
    摘要 ( 1044 )   PDF (1251KB) ( 550 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    作者前期在关于胶体颗粒粒径对干燥薄膜的初始裂纹形成影响的研究论文中报道了:对于相同厚度薄膜的初始裂纹,其裂纹间距随颗粒粒径的增大而减小.本文从这一实验现象出发,针对垂直沉积干燥薄膜的剪切模量进行了进一步的理论分析.结果表明此薄膜的剪切模量同样具有粒径依赖的特性.同时,通过与颗粒聚集体材料剪切模量的粒径依赖性的比较,我们发现二者有所差异,这表明干燥薄膜的剪切模量不仅仅由其固相部分决定,其液相部分的影响不可忽视.
    环境模拟实验室中近地层风速廓线的形成研究
    曾波, 张鸿雁, 孟庆龙
    2012, 34(1):  31-34.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120105
    摘要 ( 1176 )   PDF (1217KB) ( 777 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在环境模拟实验室中利用阻尼网对实验区形成的近地层风速廓线进行了数值模拟和实验研究.阻尼网的布置方案以变孔隙率阻尼网作为指导,选用30目和16目定孔隙率阻尼网4种不同高度的混合式布置方式.数值模拟采用Fluent软件,将结构复杂的阻尼网简化为具有一定厚度的多孔介质模型,湍流模型为标准k-\varepsilon模型.结果表明可将阻尼网作为多孔介质处理,定孔隙率阻尼网的组合可在短实验段内形成所需近地层的风速廓线,模拟值与实验值吻合良好.
    翼梢小翼高度影响综合研究
    张建军, 钱光平, 杨士普, 司江涛
    2012, 34(1):  35-38,30.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120106
    摘要 ( 1413 )   PDF (1367KB) ( 669 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用有限体积法离散求解雷诺平均Navier-Stokes方程以及气动和结构耦合计算了带2种不同类型翼梢小翼(融合式和鲨鳍式小翼)的翼身组合体构型.重点研究了小翼不同高度对飞机升阻比、机翼压力中心移动量、重量以及颤振特性的影响规律.研究结果表明,因小翼高度增加而带来的结构重量远远低于其有效载重的增量;因小翼高度增加而带来的颤振临界速度的降低在安全余量的范围内是可以调整的.因此,在设计小翼时与结构、重量和颤振的权衡中,建议高度的选择尽量优先满足纵向的升阻特性,以发挥其减阻潜力.
    均布荷载作用下功能梯度简支梁弯曲的解析解
    李华东, 朱锡, 梅志远, 张颖军
    2012, 34(1):  39-47.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120107
    摘要 ( 1832 )   PDF (2063KB) ( 930 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用应力函数半逆解法,研究了均布载荷作用下、材料属性在厚度上任意变化的功能梯度简支梁弯曲的解析解,给出了各向应力应变与位移的解析显式表达式.首先根据平面应力状态的基本方程,得出了功能梯度梁的应力函数应满足的偏微分方程,并根据应力边界条件得出了各应力分布的表达式;进而根据功能梯度材料的本构方程和位移边界条件,得出了应变和位移的分布.最后,通过将本文的解退化到均质各向同性梁并与经典弹性解比较,证明了本文理论的正确性,并求解了材料组分呈幂律分布的功能梯度梁的应力和位移分布,分析了上下表层材料的弹性模量比λ与组分材料体积分数指数n对应力和位移分布的影响.
    细长柔韧压杆弹性失稳后挠曲线形状的计算机仿真
    潘文波, 李银山, 李彤, 李欣业
    2012, 34(1):  48-51.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120108
    摘要 ( 1403 )   PDF (960KB) ( 809 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用Maple编程对细长柔韧压杆弹性失稳后挠曲线形状进行了计算机仿真,进行了细长柔韧压杆弹性失稳后最大挠度和挠曲线封闭两种情况下的挠曲线形状仿真和详细的解答.分析计算了失稳后屈曲的力学特征,给出了解析表达式;分析计算了失稳后屈曲的平衡状态曲线的几何特征,绘出了计算机仿真曲线.结果表明:失稳后最大挠度和挠曲线封闭是属于两个完全不同的屈曲状态.
    根部柔性梁的不确定性建模与确认
    陈学前, 肖世富, 刘信恩, 王玉军
    2012, 34(1):  52-56.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120109
    摘要 ( 1315 )   PDF (1311KB) ( 728 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    首先导出了包含根部挠性参数的悬臂梁动力学方程近似解,将平动和转动柔性参数作为不确定性源,根据若干预紧力矩下的模态实验结果完成了柔性参数识别,并假定其服从正态随机分布,识别了均值与标准差,进而通过回归分析建立了不确定参数随预紧力矩变化的数学模型.最后通过新的模态实验结果对所建模型进行了确认,通过确认结果,明确了该模型的使用范围.
    横向荷载作用下弹性地基上梁的主共振分析
    王连华, 马建军, 刘齐建
    2012, 34(1):  57-61.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120110
    摘要 ( 1367 )   PDF (1434KB) ( 783 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于Winkler地基模型及Euler-Bernoulli梁理论,建立了弹性地基上有限长梁的非线性运动方程.运用Galerkin方法对运动方程进行一阶模态截断,并利用多尺度法求得该系统主共振的一阶近似解.分析了长细比、地基刚度、外激励幅值和阻尼系数等参数对系统主共振幅频响应的影响,然后通过与非共振硬激励情况对比分析主共振对其动力响应的影响.结果表明:主共振幅频响应存在跳跃和滞后现象;阻尼对主共振响应有抑制作用;主共振显著增大系统稳态动力响应位移.
    字符计算在拉索及吊杆固有振动分析中的应用
    刘志军, 芮筱亭, 杨海根
    2012, 34(1):  62-65.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120111
    摘要 ( 1324 )   PDF (1180KB) ( 614 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    应用符号计算获得足够高的计算精度来实现固支拉索及吊杆固有振动频率方程的高精度求解和振型函数的数值计算.结合实例计算对比分析了不同边界条件对拉索及吊杆振型的影响.
    钢丝绳隔振器的非线性动力学模型
    班书昊, 李晓艳, 蒋学东, 胡爱萍
    2012, 34(1):  66-69.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120112
    摘要 ( 1811 )   PDF (1299KB) ( 914 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于非线性钢丝绳隔振器的静态力学特性,引入了频率软化系数,建立了非线性动力学隔振模型.基于该模型研究了钢丝绳隔振器对冲击激励与随机激励的动态响应,对结果进行了讨论.理论分析与数值模拟表明:引入频率软化系数的隔振模型比传统的线性动力学模型具有更好的隔振效果,更加符合实际情况.
    多工况应力约束下刮板取料机输送链板的拓扑优化
    黄飞, 彭高明, 贺浩, 史利民
    2012, 34(1):  70-74.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120113
    摘要 ( 1495 )   PDF (1549KB) ( 595 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    应用ICM方法建立了悬臂式刮板取料机输送链板的拓扑优化模型,针对多工况应力约束下连续体拓扑优化中出现的载荷病态现象,提出了在优化过程中对载荷进行分层放大处理的策略.将ANSYS中单元生死法与ICM方法及分层优化过程有机结合起来,实现单元的删除、保留与复活.借助ANSYS软件平台,利用APDL语言实现了对输送链板的拓扑优化,完成了对输送链板的轻量化设计.
    腐蚀环境下复合材料修补件力学特性研究
    王浩伟, 刘元海, 刘成臣
    2012, 34(1):  75-79,74.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120114
    摘要 ( 1474 )   PDF (1762KB) ( 764 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用复合材料补片胶接修补含裂纹LY12CZ铝合金板,开展了试验室大气环境和加速预腐蚀环境下复合材料修补件静强度拉伸和疲劳裂纹扩展对比试验研究.结果表明,复合材料补片均能显著提高损伤结构的拉伸强度和疲劳寿命,且短周期的预腐蚀环境对修补件两种力学特性的影响可以忽略不计.同时,基于Paris公式和Rose分析模型,建立了常规环境和预腐蚀环境下疲劳裂纹扩展寿命预测模型,通过与试验结果的对比证明了该模型的工程有效性.
    结构健康监测系统中传感器优化布置组合算法
    路玲玲, 王曦, 黄晨光
    2012, 34(1):  80-84,51.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120115
    摘要 ( 1416 )   PDF (1686KB) ( 771 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在对结构健康监测中的传感器优化布置方法进行调研和总结的基础上,针对薄板、壳结构开展传感器优化布置的研究.提出了一种有效的传感器优化布置组合算法,由模态动能法、模态保证准则、遗传算法组合而成.该方法所得的传感器位置主要位于动态响应比较大区域,有利于提高信噪比;同时能够有效地保证模态振型的独立性,可以较完整地获得结构模态信息.针对这种组合算法的有效性采用简易机翼模型从数值计算和实验两方面进行了验证.
    新型二维发散波电磁粒子速度计的设计初探
    吴祖堂, 李进, 王占江, 张景森, 黄晓飞
    2012, 34(1):  85-88,61.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120116
    摘要 ( 1070 )   PDF (1515KB) ( 866 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为探索发散波作用下粒子速度二维电磁测试方法,研究了脉冲电流作用下Helmholtz线圈磁场特性,设计了新型二维发散波电磁粒子速度计构型.通过有机玻璃试验样品中粒子速度的一维和二维电磁测试对比实验,表明新型二维发散波电磁粒子速度计可以为具有分界面、沟槽或节理的非均匀分层介质中的发散波传播规律研究提供有效的测试手段.
    教育研究
    关于梯度系统——分析力学札记之十八
    梅凤翔
    2012, 34(1):  89-90.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120117
    摘要 ( 1211 )   PDF (472KB) ( 680 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    给出定常的二阶Lagrange系统和一阶Lagrange系统成为梯度系统的条件.如果梯度系统的势函数可以成为Lyapunov函数,那么就可进一步研究力学系统的稳定性.
    关于摩擦碰撞的Kane难题
    刘延柱
    2012, 34(1):  91-94.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120118
    摘要 ( 1344 )   PDF (1267KB) ( 1101 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    物体之间的摩擦斜碰撞可导致机械能增大与物理规律相悖的Kane难题来源于Whittaker假定的缺陷.本文以刚性小球对固定平面的斜碰撞为例,叙述Kane难题的提出,难题的产生原因,以及为解决此难题对于摩擦碰撞规律的几种修正方案.
    关于Newton力学和Lagrange力学的守恒量
    薛纭
    2012, 34(1):  94-96.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120119
    摘要 ( 1004 )   PDF (861KB) ( 709 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    试图阐明Newton力学和Lagrange力学在寻求守恒量方法上的异同.用两个例子说明动量或动量矩守恒与循环积分在方法和结果上的差异.分析表明,Noether对称性是在更高的层次上揭示守恒规律.对同一力学系统,不同的方法得到的结果有重合也有区别,可取其所长联合使用.
    论理论力学中摩擦力和摩擦角概念的引入
    苏振超, 薛艳霞
    2012, 34(1):  96-99.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120120
    摘要 ( 1971 )   PDF (1205KB) ( 906 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    从逻辑的和有利于学生对问题的理解的角度出发,对理论力学教学中摩擦力和摩擦角这些概念的引入,给出了另一种引入方法,得到了物体失去平衡的两种临界状态.这种方法对初学者在理解相关的概念上有所帮助,讨论了物体的状态与受力之间的关系,并对这种引入方式的优点进行了分析.
    速度合成定理几何证明中一直存在的概念错误
    邵兴
    2012, 34(1):  99-100.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120121
    摘要 ( 1135 )   PDF (572KB) ( 713 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    指出理论力学教材用几何法证明速度合成定理时存在的错误,从概念和几何两方面给予分析.提出了合理的位移分解图.
    关于平行力系中心的注记
    陈立群
    2012, 34(1):  101-101.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120122
    摘要 ( 1161 )   PDF (294KB) ( 708 )  
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    给出平行力系中心公式的一种推导,并探讨平行力系中心的定义.
    异步教学法在高师理论力学教学中的应用-----以淮北师范大学理论力学课程为例
    张峰, 刘春丽
    2012, 34(1):  102-103.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120123
    摘要 ( 887 )   PDF (719KB) ( 658 )  
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    异步教学法是适合高师理论力学课程教学采用的教学方法,通过在淮北师范大学进行的教学实验结果显示,实验组的学生的学业水平明显优于对照组.
    基于科研问题的力学综合实验教学研究与实践
    马宝峰, 李岩, 郭辉, 王海文, 万连, 潘晓丽, 赵小虎, 蔡楚江, 白涛
    2012, 34(1):  103-105.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120124
    摘要 ( 1173 )   PDF (980KB) ( 638 )  
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    探索了基于科研问题的力学实验教学方法,并在北京航空航天大学本科生流体力学综合实验教学中进行了教学实践.该实验教学方法不侧重传授具体的知识和实验技能,而是更加关注学生解决问题的思路和对科研基本流程的训练,从而使本科生在做毕业设计之前对做科研的方法有个基本的认识.
    从工程结构分析过程探索工程力学教学改革
    张宏, 毛东风, 段庆全, 齐俊林
    2012, 34(1):  105-107.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120125
    摘要 ( 1473 )   PDF (941KB) ( 942 )  
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    分析了目前我国大部分高校本科工程力学课程的教学及教材的现状,根据笔者多年来从事本科和研究生工程力学类课程教学及工程结构分析科研的体会,讨论了工程力学课程的实质内容,提出根据工程结构分析过程调整工程力学知识结构讲授顺序,加强空间一般问题的分析等对工科工程力学(I)课程教学及教材改革的建议.
    力学纵横
    关于“世界力学家大会”和“国际理论与应用力学联合会”
    朱克勤
    2012, 34(1):  108-111.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120126
    摘要 ( 1145 )   PDF (1648KB) ( 594 )  
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    第23届世界力学家大会(International Congress of Theoretical and Applied Mechanics简称ICTAM)将于2012年8月19~24日在北京召开, 这是四年一届的世界力学家的盛会. 今年夏天来自世界各地的著名力学家将汇聚北京, 宣读和交流他们在力学理论和应用的各个领域所取得的最新研究成果. 作为力学界的“奥林匹克大会”首次在中国举行, 表明中国力学研究的成果已经在国际上引起广泛关注和认可. ICTAM的主办单位“国际理论与应用力学联合会”(International Union of Theoretical and Applied Mechanics简称IUTAM)是国际力学界具有最高学术地位的学术团体.
    晚清《时务通考》对西方力学知识的传播
    聂馥玲
    2012, 34(1):  111-115.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120127
    摘要 ( 1573 )   PDF (1905KB) ( 737 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用原始文献分析法,探讨了《时务通考》传播的力学知识、体系及叙述方式.认为《时务通考》传播的力学知识比较全面、有一定深度,其知识体系和叙述方式能够适应当时的理解能力与接受能力.但是这种分类体系部分地遮蔽了西方知识之间的内在逻辑关系,不利于力学原理的掌握.
    从吃汤包说起——浅谈流变学
    武际可
    2012, 34(1):  116-117.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120128
    摘要 ( 1406 )   PDF (720KB) ( 754 )  
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    从如何做汤包说起,一种物质在高温下表现为流体,低温下表现为固体,这类物质统称为流 变体,或更广义地说,是软物质. 近几十年来,随着石油工业、印刷工业、食品工业、生理 学的血液研究、地壳变形研究的需要,流变学显得愈益重要.
    春节话舞狮子
    刘延柱
    2012, 34(1):  118-120.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120129
    摘要 ( 1019 )   PDF (949KB) ( 727 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    分析舞狮表演中狮子滚球的动力学原理. 解释驱使球体滚动前进的推动力来自地面摩擦力, 并非来自舞狮人踩踏球体的内力.
    猴子玩具跳起360°翻跟斗能站稳——重要力学参数的优化及测试
    王永, 田燕萍, 庄表中
    2012, 34(1):  120-121,90.  DOI: 10.6052/1000-0879-20120130
    摘要 ( 1075 )   PDF (915KB) ( 640 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对猴子玩具跳起翻跟斗后站稳的力学机理进行动力学分析. 讨论了研制过程中重要力学参数的优化, 叙述这些参数的实验测试方法和测试结果.