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当期目录

    2016年 第38卷 第2期    刊出日期:2016-04-15
    教育研究
    均匀细杆在光滑圆锥曲线壁内的稳定平衡分析
    尤明庆
    2016, 38(2):  186-188.  DOI: 10.6052/1000-0879-14-363
    摘要 ( 734 )   PDF (895KB) ( 704 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    圆锥曲线到焦点与准线的距离比值为常值即离心率e.细杆置于光滑的圆锥曲线内壁,属于定常理想约束,其重心最低时稳定平衡.在极坐标下证明,细杆过焦点则为稳定平衡,其重心轨迹为离心率相同的圆锥曲线,只是缩小e/2且顶点移动至原曲线焦点;若细杆短于2e而不能通过焦点,则在水平位置稳定平衡.

    应用研究
    竖向动载荷作用下平面框架结构水平动力响应分析
    谢金哲, 杜新喜
    2016, 38(2):  139-143.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-124
    摘要 ( 610 )   PDF (3464KB) ( 764 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    固定旋转机械引起的结构振动及其减、隔振控制是设备减、隔振领域一个十分重要的研究课题.以往的研究主要关注结构的竖向振动,而结构水平向振动往往被忽略.论文以设置有固定旋转设备的单层框架结构为例,分析了结构水平和竖向动位移幅值与结构固有频率、设备安装位置及设备运转频率之间的关系.研究结果表明,在特定条件下,结构水平向振动响应可能大于竖向振动响应,这一现象在设计时应引起足够的重视.

    教育研究
    在经验与理论交叉处认识流体力学
    赵军方, 孙晓芳
    2016, 38(2):  192-194.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-217
    摘要 ( 703 )   PDF (334KB) ( 775 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    让学生建立起流体力学的认识方式是流体力学教学的深层目标.通过对比一个题目的3种不同解法,剖析了它们的解题依据,探讨了3种方法的思考深度及其对应的普遍性.认识到,经验与理论的交叉处外接现象,内联认识,是改变学生思维方式的关键点.抓住这个关键点,可以顺利地让学生从经验认识逐步上升为理论认识,帮助学生建立流体力学的认识方式,有利于培养学生原始创新的意识和能力.

    目录
    2016年38卷2期中英文目录
    2016, 38(2):  0-0. 
    摘要 ( 441 )   PDF (134KB) ( 347 )  
    相关文章 | 计量指标
    专题综述
    工程索结构动力学:非线性建模与分析
    郭铁丁, 康厚军, 王连华, 赵跃宇
    2016, 38(2):  119-125.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-184
    摘要 ( 1169 )   PDF (561KB) ( 1228 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    索结构因其轻、柔及高强度等特性被作为受拉构件广泛应用于工程领域.一方面,环境载荷激励下索结构产生了复杂的大幅动力响应,给结构带来危害;另一方面,索结构是一个同时含有平方和立方非线性的典型力学系统,具有非常丰富的非线性动力学行为.因此,索动力学的研究受到了工程界和力学界的广泛关注,产生了大量的研究成果.本文尝试从索结构动力学建模、非线性内共振分析、支座运动激励下的索动力学以及复杂环境载荷作用4个方面对索动力学研究进行总结,并讨论目前研究的局限性.

    冻土开挖破碎方法研究现状与展望
    李蒙蒙, 牛永红, 江聪, 慕青松, 李振萍
    2016, 38(2):  126-133,143.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-049
    摘要 ( 878 )   PDF (1518KB) ( 1066 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    通过对冻、融土强度性能的对比分析,发现冻土强度远大于融土,导致冻土开挖困难,是困扰寒区工程作业的一项技术难题.作者首先介绍了几种开挖冻土的方法,并对不同开挖法的实用性和可行性做了阐述,指出机械法开挖破碎冻土是十分重要和有效的措施.冻土开挖破碎的难易程度取决于冻土动力学性质及其与开挖机械的作用关系,本文对冻土动力学方面的研究做了简要概述,旨在指出影响冻土动力学性质的主要因素及其破坏损伤特征,为冻土开挖方式优化、改进开挖机械性能提供参考.最后结合以往的冻土切削和冲击试验,对进一步开展冻土开挖和开挖机械优化研究提出了几点建议,希望对改良寒区工程施工技术、提高作业效率起到指引作用.

    应用研究
    接触与摩擦对行走影响的仿真与实验研究
    祁峰, 郭闻昊, 邢建伟, 王天舒
    2016, 38(2):  134-138.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-327
    摘要 ( 676 )   PDF (8252KB) ( 862 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    主要通过实验测量的方法研究被动行走中的足地接触过程,得到接触过程对行走稳定性的影响,对实验测量结果与仿真计算结果进行了对比,得到了较好的吻合效果.

    竖直管道中固-液两相流动流态化实验探讨
    张旭辉, 康环龙, 鲁晓兵, 魏伟
    2016, 38(2):  144-148.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-230
    摘要 ( 672 )   PDF (1642KB) ( 911 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    主要探讨竖直管道中不同颗粒级配、流体流速条件下的固-液两相流动的流态化规律.首先通过量纲分析获得关键控制参数,然后以玻璃珠(粒径:0.25mm~2.0mm)、粉细砂(d10=0:044mm)两种固体和水为实验介质,开展了两相流动流态化实验,考虑流体流速(相对于管道雷诺数介于640~3300之间)和颗粒级配的影响.通过分析发现:具有均匀粒径分布的玻璃珠床,床层膨胀高度随流速的增加而增加,流速与浓度的对数呈线性关系,与Richardson-Zaki公式一致;具有较宽粒径分布的粉细砂,细颗粒随水流逐渐流出管道,剩余颗粒质量与雷诺数呈指数递减趋势.

    泡沫夹芯结构双侧挖补法修理分析与试验探讨
    杨立文, 张彦军, 段婷婷
    2016, 38(2):  149-152.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-193
    摘要 ( 726 )   PDF (6057KB) ( 1007 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    以泡沫夹芯结构为研究对象,通过四点弯曲试验研究了完好结构、损伤后结构和采用双侧挖补法复合材料补片修理后结构的承载能力.试验结果显示,试件未在修理区域破坏,而是远离修理区的加载处泡沫芯材破坏;试件中心点处应变相同时,修补后结构的承载能力小于完好件承载能力的80%.文中对产生这些问题的原因和解决措施进行了探讨.另外,采用ABAQUS有限元软件对以上几种结构进行了模拟分析,分析结果与试验结果吻合较好.

    基于剪切修正GTN模型的金属弹性退化机理研究
    肖文康, 张纯禹
    2016, 38(2):  153-157.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-235
    摘要 ( 753 )   PDF (2381KB) ( 976 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    许多金属材料在进行显微或宏观压入测试时,测得的弹性模量会随着压入深度的增大而不断降低.考虑到在压痕测试过程中金属材料并不产生明显的裂纹,这种性能退化应是由材料的损伤引起.然而,经典损伤理论认为以受压和受剪为主的压入变形不会引起材料软化和损伤.本文结合剪切变形下材料损伤的萌生和演化机理,对经典的GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)模型进行了修正,对压入测试进行了有限元模拟.模拟结果显示,材料在压入过程中的损伤是由现有空洞的扭曲变形和次级空洞的萌生共同引起,如果只考虑现有空洞变形则会低估材料在压入变形过程中的损伤演变.

    内衬涂塑预应力钢筒混凝土管应力分析
    冯若愚, 陈瑛, 雷海鹏
    2016, 38(2):  158-163.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-207
    摘要 ( 827 )   PDF (7527KB) ( 437 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    传统预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe, PCCP)容易开裂、预应力丝锈蚀而爆管失效.提出了耐腐蚀内衬涂塑钢筒预应力混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe with plastic,PCCP-P),建立了PCCP-P线弹性轴对称分层圆筒平面应变模型,考虑预应力引起的内部径向压力,针对喷射砂浆保护层在管道预制阶段不受力以及缠丝、运行阶段混凝土弹性模量不同的特点,对PCCP-P分阶段进行分析,得到各结构层的应力解析解,并建立有限元模型进行验证.本研究可为PCCP-P和传统PCCP设计提供依据.

    比拟杆法在单箱双室箱梁剪力滞效应中的应用
    周炜, 蔺鹏臻
    2016, 38(2):  164-168,152.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-084
    摘要 ( 672 )   PDF (1878KB) ( 909 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    依据加劲板理论分析箱型梁桥的剪力滞效应,建立了单箱双室箱梁的剪力滞效应分析的比拟杆法.推导了针对单箱双室箱梁的加劲杆面积公式和剪力滞微分方程;通过对算例有机玻璃单箱双室箱梁模型的剪力滞效应采用板壳数值解,实验解和本文理论解的对比分析,验证了比拟杆法在对单箱双室箱梁剪力滞效应研究中的可靠性和准确性.

    关于Mei对称性与Noether对称性的关系——以Lagrange系统为例
    张毅
    2016, 38(2):  169-171.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-018
    摘要 ( 746 )   PDF (283KB) ( 443 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    文章以Lagrange系统为例研究Mei对称性与Noether对称性之间的关系.基于无限小生成元向量作用下Lagrange函数的变分问题,建立了其Euler-Lagrange方程,研究了该变分问题的Noether对称性与守恒量.研究表明:该变分问题的Euler-Lagrange方程,Noether等式和Noether守恒量分别与Lagrange系统Mei对称性的判据方程,结构方程和Mei守恒量完全一致.文末以著名的Emden方程为例说明结果的应用.

    教育研究
    关于Poisson的《力学教程》——分析力学札记之二十七
    梅凤翔
    2016, 38(2):  172-176.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-265
    摘要 ( 660 )   PDF (348KB) ( 711 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    介绍Poisson及其《力学教程》,包括Poisson其人,其贡献,《力学教程》的内容,精彩篇章,以及对后世的影响.

    力矩析微
    邓魁英, 楚天广
    2016, 38(2):  177-180.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-119
    摘要 ( 907 )   PDF (687KB) ( 787 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    力矩是力学教学中最重要的基础概念之一,但教材中一般会同时给出力对点之矩和力对轴之矩两种定义,这在概念上容易引起学习者的困惑,尤其是空间问题中的力对点之矩,从物理意义的角度讲更是不易理解.本文在利用杠杆原理阐述力矩定义起源的基础上明确指出:力矩本质上即力对轴之矩,是力使刚体绕特定轴转动效应的一种度量,是滑动矢量;而力对点之矩是力对轴之矩的一种抽象的等价表述,是定位矢量,是力矩概念在复杂应用中的进一步发展.这种解释理清了力对点之矩与力对轴之矩两种定义之间的关系,物理意义明确直观,更有利于教学和实践中对力矩概念的清晰理解和准确应用.

    点的复合运动中相对运动的描述
    税国双
    2016, 38(2):  181-186.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-037
    摘要 ( 732 )   PDF (1302KB) ( 805 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    给出了点的复合运动中,动点的绝对运动方程和相对运动方程之间关系的描述方法,并将其应用于确定平面运动机构中选取不同动点和动系时的相对运动轨迹.该方法的推导过程简单易懂,易于实现,可以帮助学生在学习相关知识时对不同情况下的相对运动有清晰、直观的了解.特别是当相对运动非常复杂时,可以借助该分析过程给出相对运动轨迹曲线.

    工程流体力学撷要——由三个方程谈起
    南军虎, 张东
    2016, 38(2):  189-191.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-191
    摘要 ( 988 )   PDF (657KB) ( 1348 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    工程流体力学是一门理论性和实践性均较强的专业基础课程,其涉及的基础知识面广、理论和公式多.为了让学生系统地掌握课程的主要内容,并形成对内容触类旁通的认识,本文用工程流体力学中的三个方程对相关内容进行了归纳总结,以期为流体力学的学习提供帮助.

    基于生活实践的工程流体力学启发性教学初探
    许栋, 及春宁, 白玉川
    2016, 38(2):  195-198.  DOI: 10.6052/1000-0879-15-180
    摘要 ( 708 )   PDF (810KB) ( 1381 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    工程流体力学教学中需要强调理论与实践的有机结合.本文提出基于生活实践案例以问题链形式进行启发性工程流体力学教学.以总流能量方程及水头损失计算教学为例,设计了"自来水水龙头堵住一部分出口后水流喷射的距离和流量如何变化"这一简单生活实践问题,将重要知识点贯穿其中.教学应用效果表明,启发性、开放性的生活实践问题,能够很好地引导学生综合运用理论知识,解决实际问题,同时能够培养学生的生活观察和独立思考能力.

    “实践十号返回式科学实验卫星项目”专栏
    前言
    康琦
    2016, 38(2):  199-200. 
    摘要 ( 386 )   PDF (360KB) ( 388 )  
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    搭载实践十号卫星的蒸发液滴空间实验研究
    刘秋生, 解京昌, 朱志强, 林海, 陈雪, 徐国峰, 高源
    2016, 38(2):  201-202.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-066
    摘要 ( 718 )   PDF (23887KB) ( 435 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    实践十号蒸发对流实验以微重力环境中的蒸发相变流体界面过程为主要研究内容,利用空间微重力条件下浮力对流消失和热毛细对流起主导作用的特殊环境,实验研究置于加热底板的蒸发液滴相变过程中表面蒸发与表面张力驱动对流的耦合机理.利用研制的空间蒸发对流装置完成了在轨工况的科学匹配实验,得到了不同工况(温度、液滴大小、加热底板材料)下蒸发液滴形貌和热流量、蒸发速率等变化规律.为后续空间实验结果的比对分析提供了前期结果.

    微重力池沸腾过程中的气泡热动力学特征研究
    吴克, 赵建福, 李会雄
    2016, 38(2):  203-206.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-067
    摘要 ( 813 )   PDF (4984KB) ( 680 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    微重力池沸腾过程中的气泡热动力学特征研究项目是实践十号返回式卫星科学实验任务之一,主要关注微重力池沸腾过程中孤立生长气泡周围局部流动与传热机理.目前,实验装置SOBER-SJ10正样产品已完成研制和地面测试,并开展了一系列地面对比实验.地面实验结果表明设备工作正常,性能指标达到设计要求.地面实验结果表明过冷度对起始沸腾过热度影响甚微.空间飞行实验将于近期进行,其结果将加深对沸腾传热机理的认识.

    热毛细对流表面波空间实验研究
    康琦, 段俐, 尹永利, 杨京松, 吴笛, 赵肆方, 姜欢, 章楚, 胡文瑞
    2016, 38(2):  207-210.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-068
    摘要 ( 745 )   PDF (14554KB) ( 890 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    介绍了实践十号返回式科学实验卫星19项科学项目载荷之一:热毛细对流箱表面波空间实验研究,包括项目研究目标、意义、研究内容、空间实验模型及地面匹配实验结果等.阐述了本项目开展空间实验研究的必要性,用科学的地面实验研究数据预测和对比微重力条件下可能获得的研究结果,展望本项目可能取得的成果.

    空间中的胶体自组装现象
    李伟斌, 蓝鼎, 王育人
    2016, 38(2):  211-214.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-078
    摘要 ( 754 )   PDF (40010KB) ( 428 )  
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    实践十号卫星上即将开展的空间胶体自组装实验,旨在阐明重力在胶体组装过程中的作用,进一步理解胶体自组装现象,为制作大面积高质量的胶体晶体提供理论支持,以期未来制备出具有实用价值的光子晶体器件.空间胶体自组装实验的大量创新性设计,将为未来空间实验的开展提供新的思路.

    SJ-10返回式卫星上的SCCO项目
    徐升华
    2016, 38(2):  215-216.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-069
    摘要 ( 688 )   PDF (4566KB) ( 568 )  
    相关文章 | 计量指标

    SCCO项目是一个已持续了多年的国际合作项目,其英文全称为Soret Coefficients in Crude Oil,即原油中的Soret系数.在SJ-10返回式卫星项目中,中欧双方就SCCO项目展开合作,共同研制相关的载荷设备,搭载SJ-10卫星进行空间实验,本文简单介绍了该项目科学实验的研究目标和意义、空间实验内容,并对后期科学研究进行了展望.

    非金属固体材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究
    王双峰, 尹永利, 朱凤, 刘仁豪, 杨京松, 田柳
    2016, 38(2):  217-220.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-070
    摘要 ( 524 )   PDF (11940KB) ( 399 )  
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    微重力条件下固体材料的着火和火焰传播特性研究对于发展燃烧理论、保障航天器防火安全具有重要意义.由于地面设施微重力时间长度的限制,已有对微重力下材料燃烧过程的实验研究主要集中在热薄材料,而关于热厚材料的实验结果十分有限.作为实践十号(SJ-10)卫星科学实验项目之一,非金属材料燃烧实验将利用长时间微重力条件开展低速流动中典型热厚材料着火和火焰传播过程研究.简要介绍非金属材料燃烧项目的研究目标、空间实验内容、有效载荷技术特点和地面实验验证情况.

    微重力下的细胞生长与物质输运
    孙树津, 陈勤, 王成之, 李宁, 吕东媛, 龙勉
    2016, 38(2):  221-224.  DOI: 10.6052/1000-0879-16-071
    摘要 ( 704 )   PDF (7173KB) ( 587 )  
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    空间微重力条件可引起显著的人体生理变化,细胞水平的研究是认识其机制的重要环节.微重力对生命活动的影响主要是由于重力变化后生物体内外的力学环境变化引起的,失重本身可能引起细胞组织结构的应力状态变化,失重后流体行为的改变也可能造成物质交换条件的变化进而影响生物体的新陈代谢和生长.从微重力下细胞生长与物质输运条件依赖性的规律出发,以生物力学的视角探索上述问题,有助于理解重力对于生命活动的意义.

    SJ-10卫星空间科学实验项目其他实验任务简介
    2016, 38(2):  225-227. 
    摘要 ( 463 )   PDF (740KB) ( 430 )  
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