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    2014年 第36卷 第2期    刊出日期:2014-04-08
    目录
    2014年36卷2期中英文目录
    2014, 36(2):  0-0. 
    摘要 ( 272 )   PDF (141KB) ( 358 )  
    相关文章 | 计量指标
    专题综述
    微纳米空间弯曲诱导的反常驱动力——从泡利的魔鬼谈起
    殷雅俊, 吴继业
    2014, 36(2):  137-146.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-023
    摘要 ( 995 )   PDF (3998KB) ( 1372 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    介绍了高度卷曲的微纳米物质空间诱发的反常驱动力,指出构成反常驱动力的基本要素有两个:一个是空间的弯曲程度,即曲率, 另一个是空间弯曲的不均匀程度,即曲率的梯度.

    高超声速飞行器反作用控制系统喷流干扰综述
    许晨豪, 蒋崇文, 高振勋, 钱战森, 李椿萱
    2014, 36(2):  147-155,160.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-376
    摘要 ( 797 )   PDF (5298KB) ( 1426 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    反作用控制系统(reaction control system, RCS)在高超声速飞行器上取得了较为广泛的应用,已成为高超声速飞行器重要的控制手段之一. RCS 工作过程中喷流与来流形成了复杂的干扰流场,使得对RCS的控制能力预测存在困难. 根据RCS 在不同高超声速飞行器上的布局位置及飞行器局部外形特点将RCS 布局方式归纳为4 类,包括小曲率表面喷流、大曲率表面喷流、头部喷流和翼面附近喷流. 对用于模拟各布局方式流动特征的4 种典型模型进行了概述,并对各典型模型喷流干扰问题的研究进展进行了总结. 最后,对今后研究方向提出了一些建议.
    应用研究
    页岩气致密储层渗流模型及压裂直井产能分析
    朱维耀, 邓佳, 杨宝华, 祁红英
    2014, 36(2):  156-160.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-357
    摘要 ( 520 )   PDF (1271KB) ( 685 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    页岩气储层中存在大量的纳微米孔隙,其中气体的流动规律不同于常规气藏. 文章考虑克努森扩散及解吸作用的影响,建立页岩气稳态条件下产能公式,利用渗流阻力法得到了页岩气储层压裂直井产能方程.结合生产实例,进行了数值模拟计算. 结果表明:当裂缝导流能力达到0.12μm2·cm 后,产气量增幅减小,由此对裂缝导流能力进行优化. 游离气产量占总产气量的85%~90%,游离气对总产气量贡献较大. 该模型为页岩气产能预测及开发指标优化提供了理论依据.

    圆盘近尾迹流场相关谱分析
    钟伟, 杨渐志, 张新太, 刘泉, 刘明侯
    2014, 36(2):  161-167.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-340
    摘要 ( 446 )   PDF (3775KB) ( 1061 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    Re=22 000 时径厚比D/h=5 圆盘近尾迹开展大涡模拟数值研究. 通过对x/D=1, 2 和8 处脉动速度进行快速傅里叶变换(fast Fourier transformation, FFT),发现3 个特征频率:斯特劳哈尔数St2=0.123 为自然脱落频率,与文献结果相符;较小频率St1=0.035,与回流区伸缩和剪切层附近涡旋脱落点的旋转相关;高频率St3=1.3~1.7 则与剪切层湍流结构相关. 通过分析截面r/D=2.8 圆周上两点间流向速度相关系数、相干谱和相位谱,发现相关系数受涡旋脱落影响出现以30°或45°为周期的正负波动,表明轴面上涡旋脱落点具有随机性.
    判断煤与瓦斯突出危险性的三维模型
    陈力, 乔继延, 丁雁生
    2014, 36(2):  168-171.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-392
    摘要 ( 395 )   PDF (1216KB) ( 701 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    根据有效应力原理,建立瓦斯压力和煤体变形之间的耦合关系. 在地应力和瓦斯压力的共同作用下,煤体发生弹脆性破坏,之后发展为层裂-粉化破坏,据此判断发生煤与瓦斯突出的危险性. 根据一维煤激波管瓦斯突出实验,结合一维混相流动模型,进行了数值验证,证实了模型的可靠性.
    基于星历匹配法的载人小行星探测轨迹优化问题求解
    路毅, 李济生, 李恒年, 车征
    2014, 36(2):  172-179.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-471
    摘要 ( 563 )   PDF (4479KB) ( 1211 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对基于星历匹配法的载人小行星探测轨迹优化问题解法进行了研究. 提出星历匹配法的概念,利用其求出最优发射窗口初值与候选最优探测序列,然后利用遗传算法对特定探测序列的时间节点等参数进行优化,最后利用基于庞德里亚金极大值原理的同伦法进行小推力转化以求得最终探测轨道及其推力控制律. 结果显示星历匹配法可以快速准确地求出最优发射窗口初值与候选探测序列,这大大提高了载人小行星探测等多目标交会探测问题的求解效率.
    巨型钢框架-拉索支撑结构中拉索的抗侧机理
    顾盛, 曹洁, 沈超明
    2014, 36(2):  180-184.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-273
    摘要 ( 614 )   PDF (903KB) ( 1048 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研究巨型钢框架-拉索支撑结构中预应力拉索的抗侧机理,为确定拉索参数提供理论依据. 基于预应力的作用形态及力学原理分析得到预应力拉索的抗侧机理,推导了预应力拉索抗侧刚度理论公式. 从模型试验的角度进一步研究,将模型试验的结果与理论推导及数值分析的结果进行对比分析,最终验证了预应力拉索的抗侧机理:预应力为柔性拉索建立轴向刚度和稳定性,使预紧过的拉索既可承受拉力,也可承受压力,从而为结构提供弹性约束支撑.
    精密仪器设备半挂运输列车的振动模态分析
    柯永国, 马力, 钱景
    2014, 36(2):  185-189.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-547
    摘要 ( 471 )   PDF (1427KB) ( 872 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研究了具有牵引悬置装置的精密仪器设备半挂运输列车的振动问题,建立了14 自由度的动力学模型并进行振动模态分析, 在此基础上,计算了某典型半挂运输列车在有阻尼和无阻尼情况下的固有频率和振型.
    单跨架空索道货物脱钩跳跃弦振动响应分析
    冯辉荣, 周成军, 周新年, 巫志龙
    2014, 36(2):  190-194,189.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-349
    摘要 ( 488 )   PDF (14466KB) ( 1783 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以单跨全悬增力式架空林业集材索道为例,研究在货物脱钩等突发情况下,承载索因积蓄的弹性能瞬间释放而产生自由振动. 基于弦振动理论,建立了在指定位置脱钩的悬索振动方程,分析了脱钩工况下悬索振动固有频率、周期、波长等特征参数及主振动、自由振动、总能量等响应变化规律,并以三维图形进行直观表征与分析. 说明了脱钩振动分析对林业架空索道的安装设计、技术改进与使用安全规程的指导意义.
    随机振动试验法测定钢丝绳的弹性模量
    王猛, 郑梅生, 田联军, 蒋本浩
    2014, 36(2):  195-197,171.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-345
    摘要 ( 609 )   PDF (1267KB) ( 1193 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    运用振动理论,将钢丝绳和下挂配重简化成单自由度弹簧质量系统,利用随机振动锤击法测量系统的频率,用于计算钢丝绳的弹性模量;同时应用弹性体的纵向波动理论,推导系统的固有频率,对比两者固有频率的表达式其结果一致. 随机振动试验法简单、实用,可用于测量钢丝绳的弹性模量,作为钢丝绳弹性模量测试方法的一种补充.
    自由落体下的滚动轴承冲击载荷
    罗天宇, 孙东, 罗继伟
    2014, 36(2):  198-200,167.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-403
    摘要 ( 546 )   PDF (747KB) ( 1052 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    首先分析了滚动轴承的弹性接触变形能,根据能量守恒原理,提出了轴承变形能与自由落体势能守恒的关联方程,并完成了对轴承冲击动载荷的数值求解. 对于实践中常见的缓冲弹簧-轴承系统,根据弹簧和轴承的刚度比来确定它们各自分担的冲击能量,在此基础上对轴承的动载荷系数进行了计算,文中给出的具体算例与工程实际较为符合. 本文提出的方法可以作为确定轴承冲击载荷的参考依据.
    蒲石河混凝土面板堆石坝沉降特性分析
    李守巨, 张军, 景建伟, 梁金泉, 田泽润
    2014, 36(2):  201-206.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-398
    摘要 ( 480 )   PDF (1610KB) ( 1053 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究堆石坝竣工期的垂直和水平变形特性,采用ABAQUS 软件中的单元生死方法数值模拟了堆石坝的分层浇筑过程. 建立了堆石坝变形与上游水位、环境温度和时效之间的非线性关系模型. 采用多元非线性回归分析方法,根据现场观测数据确定了堆石坝变形模型中的参数. 研究表明,堆石坝沉降变形具有较好的规律性,沉降变形预测模型预测结果与现场观测值基本一致.
    含3个分配点结构的弯矩分配公式法精确解
    刘天一, 陈素文
    2014, 36(2):  207-209,206.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-323
    摘要 ( 526 )   PDF (708KB) ( 1259 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高弯矩分配法的计算速度和精度,将弯矩分配传递的过程视为多个等比数列的运算过程. 在第一轮弯矩分配与传递结束后,可得出各个等比数列的首项和公比,并利用等比数列公式直接求和求得精确解.提出了含有3 个分配点结构的弯矩分配公式法,在弯矩传递中采用双向传递,并通过等比数列公式求精确解.以结构、载荷均不对称的两跨刚架为例,将手算与电算结果进行比较,验证了该方法求解的精确性和实用性.
    低碳钢等多晶材料试样的滑移带形式
    苑学众, 刘杰民, 孙雅珍
    2014, 36(2):  210-211.  DOI: 10.6052/1000-0879-12-339
    摘要 ( 643 )   PDF (607KB) ( 768 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    低碳钢等多晶材料的试样在单向拉伸时,表面出现滑移带.一些参考文献中将单向拉伸的滑移带画成网格状,是不准确的.拉伸试样屈服时,不出现网格状的滑移带.建议作相应修改.
    瞬变体系的等效拉伸刚度
    徐春晖, 张琳楠, 秦太验
    2014, 36(2):  212-215.  DOI: 10.6052/1000-0879-12-473
    摘要 ( 413 )   PDF (624KB) ( 930 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对一个瞬变体系进行深入讨论. 分析可得垂直载荷与无量纲垂直位移的三次方成正比,由此引入结构等效拉伸刚度的概念,其值刚好等于结构受水平载荷作用时的刚度;对于结构不对称的情况,基于有限变形理论,给出Lagrange 观点下垂直载荷和位移之间精确表达式,当忽略水平位移时,定义结构的调和长度及等效拉伸刚度,给出统一的载荷与位移之间的关系式.
    圣维南原理的应用及屈服面的形状和大小的简便确定
    王启智, 杨井瑞, 张财贵, 周妍
    2014, 36(2):  216-218,221.  DOI: 10.6052/1000-0879-12-437
    摘要 ( 746 )   PDF (987KB) ( 2069 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    在第1 部分,讨论弹性力学的圣维南原理在线弹性断裂力学中的应用,举例说明它的误用会引起很大的误差. 在第2 部分,讨论塑性力学中的Tresca 屈服面和Mises 屈服面的形状和大小,并推广到对Mohr-Coulomb 屈服面和Drucker-Prager 屈服面的描述,给出主应力空间中Mises 屈服面和Tresca 屈服面的形状和大小的三维图象,并以此更正和补充现有的弹塑性力学教材.

    考虑阻尼影响时结构动载荷问题的冲击计算
    吴晓
    2014, 36(2):  219-221.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-013
    摘要 ( 750 )   PDF (265KB) ( 826 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在考虑阻尼影响的基础上,采用线性振动理论研究了动载荷问题的冲击计算. 利用振动方程推导出了结构动位移、动载荷系数、冲击时间的表达式,并讨论分析了结构阻尼对动载荷问题的影响.
    一种冲击动应力的实验系统与结果分析
    陈超, 侯振德, 王忠宝, 徐家福, 富东慧, 王燕群
    2014, 36(2):  222-225.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-023
    摘要 ( 429 )   PDF (1257KB) ( 1012 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为探究以材料力学理论为基础的冲击动应力问题实际与理论结果的差别程度,设计开发了冲击动应力实验装置,并测量了重锤在不同冲击高度下冲击悬臂梁的动荷系数. 同时利用ANSYS/LS-DYNA 软件对同一问题进行了数值模拟. 动荷系数模拟结果与实验值的相对差不超过3.1%,与理论值相对差在14%~23%之间. 实验和数值模拟起到相互印证的作用. 这一结论加强了对冲击动应力问题的模型、理论和误差范围的理解,在实际应用中有助于对误差范围的判断.
    教育研究
    材料力学教学中加强力学建模能力的探索与实践
    徐鹏, 谢占魁, 王复兴, 关学锋
    2014, 36(2):  226-228.  DOI: 10.6052/1000-0879-12-302
    摘要 ( 540 )   PDF (799KB) ( 1002 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对培养目标调整和学时减少的现实情况,从材料力学课程特点出发,在课堂教学环节的全程训练、力学建模与分析报告的综合训练、力学建模能力的考核评价等3 个方面,对材料力学教学中加强学生力学建模能力培养进行了有益的探索和实践. 结果表明,这些方法提高了学生学习兴趣和教学效果,对提升教学质量具有较高的参考价值.
    对《材料力学》课堂教学中“课前复习环节”的探讨
    李颖, 郭书祥, 姚宏
    2014, 36(2):  228-231.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-190
    摘要 ( 411 )   PDF (1851KB) ( 733 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文对《材料力学》课堂教学中“课前复习环节”进行了探讨,阐述了一种通过精心设计课前5 min 到10 min 的课前练习来实现课前复习有效性提问的新模式,提出了设计有效性问题遵循的原则,并展示了部分经过实践取得了较好复习效果的具体示例.
    航空器适航专业开设复合材料课程探析
    梁伟, 刘宇峰, 杨乃宾
    2014, 36(2):  231-234.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-071
    摘要 ( 422 )   PDF (519KB) ( 933 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过介绍复合材料在飞机上的应用现状,提出了复合材料结构适航审查过程的新问题. 以系统分析国内高校航空器适航专业的建设现状和不足为基础,探讨了在航空器适航技术专业开设复合材料课程的必要性,并进一步阐述了在适航专业建设复合材料课程的实施方向,为航空器适航专业开设飞机复合材料结构适航审查课程提供相关依据.
    力学纵横
    谁是19世纪实验流体力学的代表人物——纪念亨利·达西诞辰210周年
    丁祖荣
    2014, 36(2):  235-237.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-383
    摘要 ( 648 )   PDF (1132KB) ( 990 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    谁是19 世纪实验流体力学的代表人物ff国内目前只认同英国物理学家雷诺. 本文总结了法国水力学家达西的主要学术成果:管道流动达西公式、渗流达西定律、明渠系列实验和研制皮托-达西测速管等,认为达西应该是除雷诺外19 世纪实验流体力学的另一位代表人物.
    应用数学和力学家郭仲衡的生平、成就和思想研究
    白欣, 王洪见
    2014, 36(2):  238-245.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-179
    摘要 ( 644 )   PDF (578KB) ( 956 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    中国应用数学和力学家郭仲衡是理性力学的奠基人之一;国际公认的对弹性理论有卓越贡献的代表人物之一. 本文采用文献分析法对郭仲衡先生进行研究,探讨了他的生平经历、科学成就以及人生思想,记录了郭仲衡用一生的精力为中国力学史叙写的华彩篇章,以纪念他对中国理性力学事业所做的贡献及其影响.
    飞车走壁的动力学
    刘延柱
    2014, 36(2):  246-248.  DOI: 10.6052/1000-0879-12-171
    摘要 ( 636 )   PDF (1511KB) ( 1193 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    分析飞车走壁的动力学原理. 根据摩擦力和离心惯性力与重力的平衡,计算球形壁上任意大圆弧运动以及锥形壁上水平圆周运动的最低飞车速度. 讨论飞车的倾斜姿态与动量矩变化的关系.

    软物质漫谈
    王振东, 姜楠
    2014, 36(2):  249-252.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-322
    摘要 ( 813 )   PDF (5176KB) ( 1857 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    软物质是多学科交叉的研究领域,是通向研究生命体系的桥梁. 文章介绍了软物质的提出历史,软物质复杂的力学响应与弱力强反应等特点,软物质的时间与空间尺度,作为软物质的例子介绍了液晶.