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当期目录

    2015年 第37卷 第5期    刊出日期:2015-10-15
    教育研究
    关于分析力学的定义
    陈立群
    2015, 37(5):  634-635.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-349
    摘要 ( 729 )   PDF (208KB) ( 912 )  
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    本文探讨分析力学的定义. 分析了学科创始人Lagrange 的论述, 归纳了分析力学学科的特点, 最后给出分析力学学科定义的一种描述.

    关于弹性力学平面应力问题与应变问题的判别
    任珊, 罗艳
    2015, 37(5):  644-646.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-216
    摘要 ( 1390 )   PDF (256KB) ( 2080 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    大部分《弹性力学》教材都是从构件形状和载荷的角度去定义两类平面问题, 但这种定义有一定的局限性, 没有给出两类平面问题本质的区别. 本文从三维空间问题出发, 推导得到按应力求解平面问题需要满足的条件, 并给出平面应力问题与平面应变问题的判别条件.

    专题综述
    钻柱振动信息测量技术研究进展
    狄勤丰, 平俊超, 李宁, 王文昌, 王明杰, 张鹤
    2015, 37(5):  565-579.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-044
    摘要 ( 853 )   PDF (18839KB) ( 1004 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    随着深井、超深井数量的快速增加, 钻柱振动导致的钻具失效问题更加突出. 针对钻柱振动的研究可分为理论与数值模拟、测量分析两种方法. 由于钻柱振动具有复杂的非线性特征, 使得理论与数值模拟研究受到了很大限制, 因此井下振动测量技术的研究显得尤为重要. 本文比较全面和系统地介绍了国内外钻柱振动测量技术研究现状和进展情况, 并对几个应用较为成熟的国外测量系统的工作原理、分析方法及应用技术进行了详细的综述. 所得结论可为我国井下振动测量技术的发展提供重要参考.

    目录
    2015年37卷5期中英文目录
    2015, 37(5):  0-0. 
    摘要 ( 296 )   PDF (138KB) ( 300 )  
    相关文章 | 计量指标
    专题综述
    缺口件疲劳特性研究方法
    田大将, 李江华, 林伟, 金丹
    2015, 37(5):  580-584,579.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-279
    摘要 ( 964 )   PDF (1116KB) ( 882 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    缺口件疲劳问题的研究日益引起各国学者的重视. 局部应力-应变法以其简单性在工程中得到了广泛应用, 该方法通常会得到偏于安全的结果. 引入疲劳缺口因子代替弹性应力集中因子针对缺口疲劳进行研究, 仍未能从本质上改善预测结果的准确性. 考虑到"热点应力" 附近的相对应力梯度, 提出了应力梯度法研究缺口件疲劳问题, 这一概念亦被用于应力场强度方法中, 如何准确确定损伤区域是应力场强度方法需要解决的问题. 临界距离理论可将Neuber 律、Peterson 方法及应力场强度方法进行有效统一, 同时有限元方法的发展进一步支持了该理论. 目前, 该方法在高周疲劳研究中取得了较好的效果, 但对低周疲劳寿命预测的有效性仍需进一步的验证.

    应用研究
    原子力显微镜轻敲模式下由液桥引起的能量耗散
    陈少勇, 魏征
    2015, 37(5):  585-589.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-338
    摘要 ( 658 )   PDF (2671KB) ( 819 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    轻敲模式下的相位像反映的是探针样品间接触分离过程的能量耗散, 大气环境下的能量耗散主要由液桥引起. 因此为理解成像机理, 本文分析轻敲模式下液桥的形成和破碎的动力学过程, 得到此种模式下的耗散能.

    非线性因素对隔振器隔振效果影响的研究
    高永毅, 唐果, 万文, 邹声华
    2015, 37(5):  590-596,602.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-348
    摘要 ( 804 )   PDF (2809KB) ( 831 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    本文在同时考虑刚度和阻尼非线性的基础上, 研究了非线性因素对隔振器隔振效果的影响;获得了同时考虑立方刚度非线性和椭圆阻尼非线性的非线性系统运动响应和传递率计算公式;讨论了非线性因素对系统运动响应和传递率的影响.

    基于波尔兹曼方法研究幂律流体的椭圆柱绕流
    吴天, 李勇, 苏永升
    2015, 37(5):  597-602.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-366
    摘要 ( 748 )   PDF (1932KB) ( 707 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    基于格子波尔兹曼方法(lattice Boltzmann method) 和幂律流体本构方程, 建立二维流动模型, 将充分发展的速度分布与理论解进行对比, 吻合良好. 对幂律流体的圆柱绕流进行模拟, 采用了反弹格式的无滑移圆柱边界, 并使用应力积分法计算阻力系数, 分析了稳态圆柱绕流时, 阻力系数随幂律指数n 以及雷诺数Re 的变化规律. 分析了椭圆横轴/纵轴长度比和幂律指数n, 对压力系数Cp 和黏度系数Cv 的影响. 得到的变化规律与有限元方法规律一致, 验证了格子波尔兹曼模型的可行性.

    深海采矿中试系统水力提升管道水击压力分析
    邹燚, 曹斌, 夏建新
    2015, 37(5):  603-606.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-389
    摘要 ( 714 )   PDF (955KB) ( 800 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    深海采矿系统可能由于突然停泵、断电或机械故障等引起提升管道中流体速度瞬间变化, 导致管道内压力剧烈变化, 这种水击现象对管道破坏极大. 基于固液两相流体连续性原理和动量定理, 推导出含粗颗粒的固液两相流体管道水击压力的计算公式. 采用深海采矿中试系统参数, 模拟计算不同水体流速、不同流体浓度以及不同管径条件下的水击压力. 分析结果表明, 流速、体积浓度和管径是影响水击压力的重要因素, 其中, 流速影响最大. 研究结果可为深海采矿系统工程设计提供依据.

    水力压裂多裂缝起裂射孔参数优化研究
    王素玲, 张影, 朱永超, 孙卫国
    2015, 37(5):  607-611.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-410
    摘要 ( 673 )   PDF (1968KB) ( 761 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    针对复杂地质近井筒多裂缝起裂的难题, 结合岩体力学与损伤力学相关理论, 建立了近井筒地层流固——损伤力学模型, 采用数值求解获得了射孔壁面的应力及损伤状态, 计算表明:初始地应力最小值越小, 地层的起裂压力越低;射孔方位角越小, 起裂压力越低. 随着射孔方位角增大, 近井筒微裂缝为45° 夹角的拐折裂缝, 起裂压力增大, 基于此, 对于正断层及顺滑断层地应力类型, 取射孔方位角小于30°, 螺旋射孔夹角30°或45°, 对于逆断层地应力类型, 螺旋射孔夹角取45°, 可有效地实现多裂缝起裂.

    表面内嵌纤维筋加固混凝土梁破坏模式研究
    张延年, 刘新, 刘金升, 付丽, 郑怡, 熊卫士
    2015, 37(5):  612-617,611.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-329
    摘要 ( 610 )   PDF (13278KB) ( 472 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    为研究不同参数下表面内嵌纤维筋加固后T 形混凝土梁的破坏模式, 对5 根不同梁端锚固、FRP(fiber reinforced polymer) 筋表面特征和FRP 筋类型的T 形混凝土梁进行受弯性能试验. 结果表明, 无梁端锚固、光圆GFRP (glass fiber reinforced polymer) 筋和CFRP (carbon fiber reinforced polymer) 筋加固梁试件发生粘结破坏. 梁端锚固和FRP 筋表面特征影响加固梁试件的极限载荷, CFRP 筋加固梁试件的屈服载荷和极限载荷较大. 螺纹FRP 筋和有梁端锚固加固梁试件FRP 筋利用率较高. 因此, 有梁端锚固的表面内嵌螺纹GFRP 筋加固是最为有效的加固方式.

    沥青胶浆拉伸全曲线的试验研究
    孙雅珍, 潘嘉伟, 王金昌, 刘畅
    2015, 37(5):  618-621,606.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-333
    摘要 ( 741 )   PDF (7206KB) ( 944 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    细观尺度上, 沥青混合料是由沥青胶浆、粗骨料和孔隙等构成的多相复合材料, 而沥青胶浆的力学参数为沥青混合料进行细观尺度研究的重要部分, 对抗拉强度有着决定性的影响. 本文通过设计制作加载夹具针对不同温度和不同加载速率的条件, 对9 组试件进行拉伸试验, 得到沥青胶浆拉伸全曲线. 通过对沥青胶浆拉伸全曲线的研究和计算, 确定了沥青胶浆的最大破坏应力σmax、刚度Knn 和破坏位移U, 这些参数为采用粘聚带本构模型模拟沥青混合料的开裂行为提供了力学参数.

    深水套管切割力学模型
    冯定, 鄢标, 王鹏, 卢汉斌, 张红, 魏世忠, 涂忆柳
    2015, 37(5):  622-625.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-334
    摘要 ( 705 )   PDF (748KB) ( 521 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    针对深水套管切割力学模型单一、切割泵冲选择困难等问题, 利用长杆铣削模型, 建立了深水套管切割力学模型, 计算出钻柱切割扭矩和切割允许的最大泵冲, 得出了切割扭矩占井口驱动扭矩的比例与作业水深之间的关系, 对深水弃井作业中套管割断判断指标的形成具有指导意义. 结合南海某两口井套管切割的现场数据, 验证了模型的正确性, 其计算结果可以为深水弃井作业中合理的泵冲参数选择提供理论参考, 为深水弃井作业提供技术保证, 进一步提高切割效率, 具有很好的应用价值.

    求解梁的切应力的高阶勒让德模型
    孟宪红, 邢依琳, 刘双行, 石惠宁
    2015, 37(5):  626-629.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-351
    摘要 ( 679 )   PDF (868KB) ( 602 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    梁作为最简单的构件在工程中广泛应用. 由于经典梁理论在求解梁的切应力时需要引入平衡方程和剪切修正系数, 使得求解问题变得复杂. 该文采用高阶勒让德级数形式的位移函数, 并考虑上下边界处切应力为零的特点, 建立了梁的切应力的求解方法. 并将所得的理论结果与有限元方法的数值结果进行比较, 结果符合很好. 结果表明, 该文的理论模型能够准确地确定梁内部的正应力和切应力. 该文的研究可为梁的力学分析提供新的理论方法.

    教育研究
    关于非完整力学——分析力学札记之二十六
    梅凤翔
    2015, 37(5):  630-634.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-335
    摘要 ( 690 )   PDF (361KB) ( 718 )  
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    介绍Lindelöf 方程及其影响, 回忆33 年前与法国专家的讨论, 研究非完整力学的理论基础, 介绍我国学者的一些贡献.

    极值切应力及其作用面外法线方向余弦的计算公式
    王凯
    2015, 37(5):  636-639.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-224
    摘要 ( 1605 )   PDF (414KB) ( 785 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    本文从教学目的出发, 在前人工作的基础上, 推导了当3 个主应力σ1; σ2; σ3 的方向余弦分别为l1;m1; n1; l2;m2; n2 以及l3;m3; n3 时3 个极值切应力及其作用面外法线方向余弦的实用计算公式.

    数值拟合函数在弹性压杆稳定分析中的应用
    李伯维, 李黎, 聂肃非, 谢松法, 朱水元
    2015, 37(5):  640-643.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-239
    摘要 ( 664 )   PDF (661KB) ( 778 )  
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    为了得到理想压杆在变化刚度约束下计算长度形式统一而数学原理较为简单的计算方法, 结合高校结构力学教学中涉及的部分结构的约束条件, 抽象出了受力计算模型, 应用静力法对于理想无限自由度杆件在不同约束情况下的稳定问题进行了分析, 并进行了数值分析计算, 发现了能较好地描述杆件杆端约束相对刚度与计算长度系数关系的Hill 函数.

    实验结构力学教学改革初探
    陈再现, 王焕定
    2015, 37(5):  647-651.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-248
    摘要 ( 555 )   PDF (7358KB) ( 807 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    现有结构力学教学存在教学手段呆板、手算内容过多等问题, 严重影响了学生对理论内容的理解和掌握. 本文在实验结构力学思想指导下, 在自主研发的积木式结构力学实验平台基础上, 通过《实验结构力学》课程和结构力学实验室建设, 制定科学、合理的实验教学计划, 初步完成了实验结构力学教学内容. 文中对初步的实验结构力学教学模式进行较为系统的总结和讨论, 以供同行参考, 共同推进实验结构力学教学改革.

    聚合物熔体黏性耗散测量装置研制及教学应用
    徐斌, 李良超
    2015, 37(5):  651-653,660.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-149
    摘要 ( 447 )   PDF (1322KB) ( 540 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    针对聚合物熔体流动过程中黏性耗散现象的理论教学不足, 在双料筒毛细管流变仪基础上研制了聚合物熔体黏性耗散测量装置并进行实验. 根据绝热边界条件径向温度分布方程, 对实验结果进行理论分析计算. 组织学生学习POLYFLOW 软件, 利用其可视化功能对黏性耗散引起的温度场变化进行数值模拟, 并与理论计算结果对比分析. 通过让学生自己动手, 改变了理论模式教学, 对加深黏性耗散知识的理解起到积极的作用.

    力学纵横
    地球停转能使月球靠近地球吗?
    刘延柱
    2015, 37(5):  654-655.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-213
    摘要 ( 756 )   PDF (461KB) ( 1437 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    讨论了兰道尔·门罗的科普著作中关于地球骤然停止转动可引起月球向地球靠近的问题. 文中叙述潮汐力对地球和月球运动的影响. 根据二体系统的动量矩守恒和能量转换原理, 证明地球若停转月球将远离地球.

    贝壳III:贯通尺度之桥
    蒋持平
    2015, 37(5):  656-658.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-212
    摘要 ( 584 )   PDF (3628KB) ( 877 )  
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    介绍了鲍鱼壳珍珠母层的文石(碳酸钙) 晶片之间的矿物桥连接, 矿物桥与生物胶的蛋白质链协同作用的增韧机制. 鲍鱼壳的文石晶片仅0.5 μm, 呈"圣诞树" 形生长的过程中, 自然长成的矿物桥, 给仿生提出了挑战. 下一篇将介绍科学家别出心裁以定向凝结的冰棱为模, 在仿生研究方面的重要进展.

    雨伞的奥秘
    苗英恺
    2015, 37(5):  658-660.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-048
    摘要 ( 1056 )   PDF (1418KB) ( 1159 )  
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    雨伞是依靠伞柄上弹簧的弹力撑开的, 同时弹簧也将自身举了起来. 在重力的作用下, 弹簧怎么可能自举呢?伞骨和弹簧组成的特殊结构是弹簧能够自举, 雨伞能撑开的关键. 本文与实践相结合, 运用力学知识对雨伞自动撑开的原理进行了分析.

    全国周培源大学生力学竞赛
    书刊评介
    《热应力百科全书》简评
    杰拉尔德·毛嘉恩
    2015, 37(5):  661-664,639.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-070
    摘要 ( 446 )   PDF (519KB) ( 707 )  
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