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当期目录

    2015年 第37卷 第6期    刊出日期:2015-12-15
    力学纵横
    《物理小识》中的力学知识举要
    周蕊, 白欣
    2015, 37(6):  768-772.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-347
    摘要 ( 924 )   PDF (578KB) ( 984 )  
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    《物理小识》是明末清初科学家方以智长期观察自然现象、钻研各种科学知识的总结.此书共12卷,涉及内容广泛,包括力学、热学、磁学、光学、天文、历法、地理、医药、饮食、金石、草木等.方以智在《物理小识》中记载了许多有关力学的知识,这对于我们现代科学研究来说具有一定的学术价值.本文主要对《物理小识》中的力学知识进行整理,介绍古人是如何在科技并不发达的时代,通过自己智慧,对力学知识进行巧妙运用.

    应用研究
    载荷横向变位对箱梁剪力滞效应的影响
    黄敦文, 舒小娟, 沈明燕, 张天予, 张佳丽
    2015, 37(6):  719-724.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-357
    摘要 ( 433 )   PDF (1107KB) ( 472 )  
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    对箱梁各翼板(顶板、悬臂板、底板)分设不同剪力滞广义纵向位移,其横向分布均取二次抛物线形式,并引入载荷横向位置参数η,以分析载荷横向变位对剪力滞效应的影响.运用能量变分原理,建立剪力滞控制微分方程,求解了简支梁和悬臂梁在均布载荷作用下的控制微分方程的解.算例分析表明:载荷横向变位改变直接承受载荷的翼板的正负剪力滞特性,对非直接承载翼板只改变其应力幅度;箱梁横向框架效应对直接承载翼板纵向应力的贡献远远大于剪切变形.与块体有限元分析结果较吻合,表明该算法能较准确分析载荷横向变位作用下箱梁剪力滞的变化规律.

    专题综述
    线性疲劳累积损伤准则适用性评估
    嵇应凤, 姚卫星, 夏天翔
    2015, 37(6):  674-682.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-331
    摘要 ( 1315 )   PDF (2219KB) ( 3199 )  
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    本文将线性疲劳累积损伤理论分为3类:(1)等损伤线性疲劳累积损伤理论;(2)变损伤线性疲劳累积理论;(3)等损伤线性分阶段疲劳累积损伤理论.对每类理论分别从理论基础、材料常数、引入的参量及工程应用等方面进行分析,归纳出典型模型,并利用金属材料的两级谱、多级谱和随机谱试验数据进行了评估.最后,从理论基础和数据评估两方面进行综合评述,得出了不同类型的模型的适用范围和计算效果,对工程实践具有参考价值.

    目录
    2015年37卷6期中英文目录
    2015, 37(6):  0-0. 
    摘要 ( 300 )   PDF (141KB) ( 276 )  
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    专题综述
    载人登月轨道研究综述
    宝音贺西, 李京阳
    2015, 37(6):  665-673.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-139
    摘要 ( 755 )   PDF (1346KB) ( 944 )  
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    21世纪初叶,美国星座计划、欧洲曙光计划以及中国嫦娥工程计划的相继提出,彻底拉开了人类重返外太空的序幕,载人登月也被赋予了全新的涵义和使命.探测内容的多样化,轨道设计的复杂精细化,宇航员安全保障的突出化,进一步加大了载人登月工程任务设计的复杂度与难度.文中分别从载人登月轨道整体、地月转移轨道、空间交会对接以及全月面到达这4个方向介绍载人登月当前研究进展与现状,并列举了各研究领域的相关热点问题.基于对上述研究现状的分析,尝试展望了该研究领域未来的发展趋势.

    应用研究
    跳跃振子平衡及其分岔的能量分析
    励轲, 陈立群
    2015, 37(6):  683-685,697.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-288
    摘要 ( 524 )   PDF (685KB) ( 688 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    用能量方法研究了跳跃振子的平衡与分岔.用势能驻值条件确定了平衡位置所满足的方程,通过势能极值判断平衡的稳定性.在不同的弹簧构型下,数值计算了平衡随系统弹性刚度和质量比变化的分岔图.结果表明,弹性刚度和质量比较小时,系统只有一个稳定平衡点和一个不稳定平衡点;刚度和质量比充分大时,系统分岔出一个新的稳定平衡点和一个新的不稳定平衡点.

    电阻应变测试技术中的温度补偿功能辨析
    张开银, 熊驷东
    2015, 37(6):  686-689.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-011
    摘要 ( 690 )   PDF (397KB) ( 843 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    针对基于温度应变补偿的结构电阻应变测试技术,分析了结构温度应变的产生原理与结构温度应变的补偿原理,辨析了结构温度应变与补偿块温度应变二者的相互关联与差异.在此基础上,指出了基于温度应变补偿模式的结构电阻应变测试技术的错误在于:概念上混淆了结构的温度应变与补偿块的温度应变,导致了结构温度应变的错误补偿.同时,给出了正确实现工程结构应变测试的环境条件,以最大限度地保证了结构应变测试数据的客观性与可靠性.

    三种典型子午线型大型冷却塔风致响应分析
    王浩, 柯世堂
    2015, 37(6):  690-697.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-005
    摘要 ( 628 )   PDF (6663KB) ( 586 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    为研究大型双曲冷却塔不同子午线型对其在风荷载作用下强度和稳定的影响,根据某实际工程建立有限元模型,分析了不同子午线型对冷却塔动力特性的影响,比较了规范静风载荷作用下不同线型冷却塔塔筒和支柱风致响应的差异,探讨了线型变化对冷却塔稳定性的影响.结果表明:子午线型的优化在冷却塔结构设计中是十分必要的, "矮胖"型冷却塔基频更高,但其抗风承载性能和稳定性比"高瘦"型塔弱,风致内力和位移响应也较大.

    迭代学习型瞬时最优控制及其收敛性分析
    童少伟
    2015, 37(6):  698-703,707.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-106
    摘要 ( 459 )   PDF (1123KB) ( 493 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    将传统的瞬时最优化控制和智能算法中的迭代学习控制相结合,提出了基于最优化控制算法和智能控制算法的迭代学习型瞬时最优化控制算法.该方法以线性系统为模型,以系统的响应与期望响应的差值为反馈,以二次型性能泛函为目标函数,通过迭代学习修正主动控制器的控制信号,提高主动控制的效果.针对迭代学习型瞬时最优化控制算法迭代的特性,本文采用范数方法给出了该方法收敛的充分条件.为验证方法的有效性,选取第二代基准模型作为计算模型,埃尔森特罗地震波南北分量作为输入载荷,数值仿真结果表明,迭代学习型瞬时最优控制算法较传统的瞬时最优控制算法有更好的控制效果.

    一种基于应变梯度监测Ⅰ型裂纹的方法
    鲍金秋, 骆英
    2015, 37(6):  704-707.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-040
    摘要 ( 651 )   PDF (766KB) ( 463 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    基于线弹性断裂力学中I型裂纹的欧文解答,解析推导了在单向拉伸作用下无限大平板中I型裂纹尖端应变梯度场,建立了应变梯度与裂纹扩展之间的关联;基于挠曲电效应建立了电极化强度与应变梯度之间的力电耦合关系,提出了一种利用应变梯度传感器监测I型裂纹的方法,获知裂纹尖端坐标和裂纹扩展长度.本研究拟为应用应变梯度传感器对工程结构中裂纹扩展的实时监测提供初步的理论依据及方法.挠曲电感应技术在结构健康监测领域前景广阔.

    初始几何缺陷对网壳截面优化结果影响研究
    陈世英, 张素娟, 李青, 鹿晓阳, 赵晓伟
    2015, 37(6):  708-712.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-261
    摘要 ( 523 )   PDF (2815KB) ( 1014 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    单层网壳结构是缺陷敏感结构,初始几何缺陷不同对"网壳截面优化结果"有显著影响,该文研究了网壳杆件截面取值与缺陷分布、结构极限承载力之间的关系.结果表明:经截面优化设计的网壳结构最不利应力最早并且一直出现在初始几何缺陷较大处;优化寻优结果与初始几何缺陷分布有直接关系,增大缺陷较大处杆件截面能显著提高结构承载力;由于缺陷随机分布,经截面优化设计的网壳结构须校核其在不同缺陷下的稳定承载力以确保结构安全.

    井筒内受压杆管后屈曲能量法分析与实验研究
    岳欠杯, 刘巨保, 付茂青
    2015, 37(6):  713-718,730.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-046
    摘要 ( 592 )   PDF (3462KB) ( 875 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    井筒内杆管柱的屈曲行为是油气井工程中的关键问题之一.选取井筒内细长杆管柱为研究对象,根据受压管柱发生正弦或螺旋屈曲的几何形状,综合考虑屈曲后与井筒的接触摩擦状态,采用拉格朗日乘数法描述井筒的滑动位移边界,在能量法中引入重力势能及摩阻力耗散能,推导了受压杆管柱与井筒的接触力、摩阻力计算公式.并研制了专用管柱后屈曲实验装置,得出管柱发生正弦、螺旋屈曲失稳临界载荷及摩阻力变化规律,实验与理论结果吻合较好,为钻柱、连续油管等钻修作业中管柱的屈曲问题提供了一种行之有效的计算方法.

    基于流固耦合的锚索涡激振动抑制方法研究
    晁春峰, 项贻强, 林建平
    2015, 37(6):  725-730.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-060
    摘要 ( 529 )   PDF (4036KB) ( 474 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    悬浮隧道锚索的涡激振动会加剧锚索的疲劳破坏,进而影响悬浮隧道的使用寿命和安全.文章在海洋立管涡激振动抑制研究的基础上,考虑悬浮隧道锚索倾斜角度和来流方向的影响,采用流固耦合的数值方法,对整流罩方法和三控制杆方法的抑制效果进行了分析.结果表明,在顺来流方向,两种方法均具有良好的抑振效果;锚索有倾斜的情况下,三控制杆方法的效果会有所提升;但在来流方向改变时,整流罩方法具有较强的适应性.

    教育研究
    关于刚体平面运动动力学方程——理论力学若干概念的思考
    洪嘉振
    2015, 37(6):  731-736.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-236
    摘要 ( 757 )   PDF (1244KB) ( 2643 )  
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    目前不少理论力学教材都涉及刚体平面运动动力学方程的教学内容,但有些教材在叙述上有许多值得商榷之处.对这一重要的基本概念,本文提出作者的思考,供理论力学教学的教师与学过此内容的学生讨论.

    基于翻转课堂的理论力学教学改革与实践
    许英姿, 沈玉凤
    2015, 37(6):  737-740.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-183
    摘要 ( 696 )   PDF (225KB) ( 1137 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    在《理论力学》课堂教学中,成立以课程学习小组自主学习与小组协作学习相结合的学习模式,以学生为中心,建立翻转课堂教学模式,有利于激发学生学习的主动性,培养学生的自主学习能力,锻炼学生的表达能力与团队协作能力,进而提高教育教学质量和人才培养质量.

    一个新的弹性力学问题的猜想
    王凯
    2015, 37(6):  740-744.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-293
    摘要 ( 605 )   PDF (341KB) ( 689 )  
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    从教学目的出发,在前人工作的基础上,提出了一个新的弹性力学问题,命名为被轴对称扭转载荷扭转的轴对称弹性体的弹性力学空间问题并得到了该问题在柱坐标中的弹性力学基本方程式①.

    考虑轴向均布载荷时压杆的稳定性计算
    黄开志, 陈小亮
    2015, 37(6):  744-749.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-297
    摘要 ( 849 )   PDF (1405KB) ( 698 )  
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    为了求得压杆同时承受轴向均布载荷和集中载荷时,临界载荷的计算公式,首先对仅承受轴向均布载荷的压杆,用初参数法,导出了临界载荷特征方程,由软件分析特征方程发现, "固支——定向"、"固支——自由"、"铰支——定向"支承的压杆,轴向均布载荷对其稳定性有明显影响,并求得了临界载荷的近似解;其次采用载荷换算与叠加的方法,求得了压杆同时承受轴向均布载荷和集中载荷时,临界载荷计算的经验公式;最后就"固支——自由"支承的压杆,与其他一些研究结果进行了比较,本文结果与"平均结果"较吻合.

    基于MATLAB的悬臂梁大变形分析
    王逸维, 王杰, 沈杰, 陈梦羽, 余晓平
    2015, 37(6):  750-753.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-312
    摘要 ( 880 )   PDF (4005KB) ( 1840 )  
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    主要研究悬臂梁大变形的挠度求解问题.通过推导悬臂梁自由端受集中力时的绕曲线方程,得出一种较为简便的大变形问题求解方法.编写程序利用黎曼积分配合二分法迭代出解,并和传统小变形解法进行了比较.同时,利用ANSYS软件建模证明了本文方法在一定范围的正确性.

    DZ-I型单自由度振动实验装置
    李训涛, 王妮
    2015, 37(6):  753-756.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-259
    摘要 ( 462 )   PDF (1063KB) ( 786 )  
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    为了提高单自由度系统实验装置模型精度与测量精度,设计了新型数字型实验装置,该装置由扭振系统、激振系统、检测系统、阻尼系统等组成.可以自动测量系统自由振动的固有频率;测量阻尼振动的阻尼大小及阻尼受迫振动的幅频响应与相频响应,提高了系统结构模型的激励测量精度与准确度,从而增进学生对单自由度系统在简谐激励下受迫振动规律的感性认识,提高学习兴趣.

    划线法构建Serendipity单元插值函数的几点思考
    孙玉鑫
    2015, 37(6):  757-760.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-381
    摘要 ( 864 )   PDF (527KB) ( 950 )  
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    插值函数的构建在有限元分析中起着至关重要的作用,本文从一个变节点四边形等参单元的插值函数的构建出发,分析了划线法构建Serendipity单元插值函数时应注意的几点问题,提出了划线法构建插值函数时选择直线或曲线的原则,并通过3个例子验证了该结论.

    考虑孔隙水浮力的渗透力公式推导
    祝恩阳
    2015, 37(6):  761-762.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-076
    摘要 ( 996 )   PDF (1356KB) ( 503 )  
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    渗透力指土中的孔隙水由于定向渗透而沿渗流方向作用于单位体积土体中土颗粒上的体积力.教材大都通过流管渗流的方式来推导渗透力公式,然而推导的具体步骤尚不足够清晰,其主要原因在于忽略了孔隙水对土颗粒浮力的考虑.作者以流管中孔隙水为研究对象,考虑孔隙水对土颗粒浮力的反作用力,通过求解平衡方程对渗透力公式进行推导,期待读者指正.

    浅谈《流体力学》教学中的智慧教育
    高慧
    2015, 37(6):  762-764.  DOI: 10.6052/1000-0879-13-484
    摘要 ( 575 )   PDF (175KB) ( 698 )  
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    在《流体力学》教学中,不仅要让学生学习到西方科学的精神,更要让学生学习到中国文化的智慧.围绕这一目的,作者在《流体力学》课堂教学方法上进行了一些探索.比如:彰显《流体力学》中的西方科学精神;在《流体力学》课堂中融入礼乐的氛围;适当地采用文学化的语言讲解流体力学的概念.

    力学纵横
    关于地月系统的拉格朗日点
    刘延柱
    2015, 37(6):  765-768.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-275
    摘要 ( 2426 )   PDF (780KB) ( 4122 )  
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    解释拉格朗日点的力学概念.计算地月系统的拉格朗日点.根据希尔曲线族的几何特征对拉格朗日点的稳定性给出直观的解释.

    恢复系数的不同定义及其适用性分析
    李逸良, 邱信明, 张雄
    2015, 37(6):  773-777.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-138
    摘要 ( 1732 )   PDF (1219KB) ( 2603 )  
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    本文归纳了恢复系数的速度、冲量、能量3种不同定义方式,并针对质点、刚体、质点系和弹性体4种不同研究对象,在具体的碰撞过程中详细计算了不同定义下的恢复系数数值.通过比较其差别与联系,逐一检验了各种定义方式的适用性.结果表明质心速度定义的恢复系数在非质点碰撞问题中是有缺陷的.

    力学小问题
    清华大学理论力学教研组
    2015, 37(6):  777-777. 
    摘要 ( 865 )   PDF (501KB) ( 763 )  
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    力学与实践 第37卷(2015 年) 总目次
    2015, 37(6):  778-781. 
    摘要 ( 331 )   PDF (181KB) ( 361 )  
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