Please wait a minute...

当期目录

    2018年 第40卷 第4期    刊出日期:2018-08-08
    专题综述
    在超声速流动中激波与边界层的干扰特性
    刘沛清, 郭知飞
    2018, 40(4):  357-361.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-363
    摘要 ( 439 )   HTML ( 14)   PDF (12452KB) ( 378 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    激波与物面边界层的干扰涉及可压缩流动的稳定性、转捩、分离等问题,直接影响到飞行器的阻力、表面热防护和飞行性能等工程技术问题。首先总结了前人对于激波与边界层的干扰所做的工作,之后重点研究和对比分析了超声速与跨声速流动中,正激波、斜激波以及头部激波对于飞行器层流和湍流边界层的干扰影响。激波强度的不同对边界层干扰作用不同,在强干扰情况下将会引起边界层分离和翼型失速。

    应用研究
    自行车上台阶的碰撞模型分析
    王禹衡, 邱信明
    2018, 40(4):  362-366.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-044
    摘要 ( 491 )   PDF (4966KB) ( 471 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    自行车前车轮与台阶发生斜碰撞以后可能落上台阶,也可能弹回地面,后者容易引发侧翻或倾倒的事故。本文将建立一个基于恢复系数的通用薄车轮台阶碰撞模型,并通过一个实际案例代入具体参数数值,得出此案例下车轮速度大小与速度方向的安全可行域,并讨论台阶高度对可行域的影响。
    形状记忆聚合物表面弹性薄膜的屈曲研究1)
    白梦琪, 孟宪红
    2018, 40(4):  367-371.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-063
    摘要 ( 351 )   PDF (4621KB) ( 349 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    形状记忆聚合物具有形状变化后在特定条件下可恢复的特点,因此作为一种柔性基底材料在柔性电子中得到广泛应用。对于形状记忆聚合物基底和弹性薄膜组成的双层结构,当 基底收缩时,其表面的弹性薄膜可以形成屈曲波形。针对基底收缩过程中波形的变化, 本文实验测得形状记忆聚合物材料在不同温度下的 属性,结合一维应变恢复函数,利用柔性基底表面薄膜屈曲波形参数(波幅、波长等)表达式,求解得到了在基底收缩的过程中,弹性薄膜屈曲波形的变化规律,和实验结果吻合很好。
    考虑陀螺效应的铣削颤振分析1)
    马伯乐, 任勇生, 张玉环, 马静敏
    2018, 40(4):  372-379.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-073
    摘要 ( 394 )   PDF (3871KB) ( 360 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    主要研究主轴旋转过程中产生的陀螺效应对切削颤振稳定性边界的影响。基于一种旋转下的主轴、刀杆和刀具模型,采用欧拉$\!$-$\!$-$\!$伯努利悬臂梁理论获得考虑陀螺效应的切削系统的传递函数。在此基础上,探究了考虑陀螺效应的高速切削系统的稳定性。结果表明,陀螺效应改变了高速铣削的临界切削深度。并且在考虑陀螺效应的情况下,刀具齿数越多临界切削深度越小,降低系统刚度将减小临界切削深度,增大系统阻尼比将增大临界切削深度。
    纳米板振动特性的两类尺度效应研究1)
    钱晨飞, 沈火明, 张波, 刘娟, 张英蓉
    2018, 40(4):  380-386.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-022
    摘要 ( 340 )   PDF (9639KB) ( 303 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用非局部应变梯度理论研究了纳米板横向自由振动特性。通过迭代法获得非局部应力的渐近表达式,利用哈密顿变分原理推导了纳米板的振动控制方程。针对四边简支边界条件,运用双重三角级数法给出了板固有频率的表达式,然后研究了非局部参数、材料特征参数、几何尺寸对纳米板自振频率的影响。数值结果表明:非局部效应会弱化纳米板的等效刚度,因而使板的固有频率降低,应变梯度效应则与之相反,两类效应仅在纳米尺度下对自振频率有显著影响;板几何尺寸的改变也会对其振动频率产生重要影响。
    基于状态空间理论的功能梯度圆球瞬态热传导分析1)
    闫秀峰, 刘一华, 盛宏玉, 吴枝根
    2018, 40(4):  387-391.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-086
    摘要 ( 390 )   PDF (3841KB) ( 279 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于状态空间理论研究功能梯度圆球的球对称瞬态热传导问题。根据热传导方程和热流密度的定义,取温度场和热流密度为系统的状态向量,通过将圆球分层和在时域内应用差分格式对控制方程进行离散,建立了系统的状态方程,给出了功能梯度圆球瞬态热传导问题的半解析解。算例分析表明:本文解不但结果正确、计算效率高,而且适用于材料参数沿径向任意梯度变化的圆球瞬态热传导分析。
    两平行圆柱热源作用下饱和土体热固结解析解1)
    吴章俨, 郑荣跃, 刘干斌, 薛传成, 周敏, 黄则浩
    2018, 40(4):  392-397.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-421
    摘要 ( 558 )   PDF (13326KB) ( 306 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于应力平衡条件、渗流连续方程、能量守恒方程,考虑土颗粒和孔隙水热膨胀系数的不同,建立考虑热水力耦合的饱和土体三维热固结控制方程。利用傅里叶变换和拉普拉斯变换导出变换域上的控制方程,解得点热源在变换域和实数域上的解析解,再利用区域积分给出两平行圆柱形热源热固结土体温度、孔压、位移的解析解,并对其进行分析,发现径距比增大会导致两热源温度相互影响程度减弱,热固结系数减小会导致孔压和位移的峰值增大。
    带朵纠倾掏土孔孔壁应力分析及工程应用
    胡春林, 陈伟超, 周文韬
    2018, 40(4):  398-401.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-001
    摘要 ( 275 )   PDF (2604KB) ( 291 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    提出了一种带朵纠倾掏土孔的既有建筑纠倾新方法,给出了带朵纠倾孔孔壁最大应力的近似计算公式,用数值计算方法验证了近似公式的适用性。新方法相对于传统圆形掏土孔方法能更好地实现建筑纠倾工程的精确可控、快速纠倾、避免过倾。当大孔半径与小朵孔半径之比在1$\sim $6范围时,纠倾效果较好。
    定面射孔新工艺对套管强度的影响研究1)
    王素玲, 苏义宝, 孙延安, 宋微
    2018, 40(4):  402-408.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-058
    摘要 ( 270 )   PDF (17919KB) ( 239 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    用于非常规储层的定面射孔工艺可有效地降低水力裂缝的起裂压力,提高近井筒的泄油面积;但该工艺对套管强度的影响研究较少。本文基于流固耦合理论,建立了地层$\!$-$\!$-$\!$水泥环$\!$-$\!$-$\!$射孔套管的应力耦合模型,退化为裸套管与API标准进行比对,效验了模型,并发现地层约束条件下套管承受内压的能力提高了1.48$\sim$2.16倍,在此基础上,给出了套管尺寸、射孔直径及射孔相位角对套管承压能力的变化规律。计算表明:螺旋射孔方位角为45$^\circ$时,定面射孔间夹角为30$^\circ$时,套管内径越小,套管壁厚越厚,则套管的承压能力越高;相同参数下,定面射孔工艺比螺旋射孔工艺引起的套管承压能力略低。
    深海采矿机构转臂动力学建模与力学分析1)
    周知进, 杨智, 刘爱军
    2018, 40(4):  409-414.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-043
    摘要 ( 265 )   PDF (2639KB) ( 265 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    深海采矿机构多关节转臂运动时受到海洋水动力作用,转臂驱动油缸力矩与变幅机构驱动力受到影响。分析了深海采矿机构转臂受水动力的影响,建立采矿转臂在调整采矿姿态时的动力学模型。基于采矿机构特定转臂尺寸实例,得出了关节驱动力矩与变幅机构油缸驱动力曲线,以及基于ADMAS模型关节驱动力矩曲线。通过对采矿转臂进行动力学数值求解与仿真分析,验证其动力学方程的正确性。
    经皮支架植入过程对左冠状动脉的血流动力学影响1)
    尉驰俊, 邱越, 樊瑜波, 彭礼清, 郑庭辉
    2018, 40(4):  415-421.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-259
    摘要 ( 192 )   PDF (8029KB) ( 323 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention, PCI)是检查和治疗冠心病的常用手段,冠状动脉支架植入过程中可能引发急性血栓的发生。本文通过血流动力学计算探究PCI支架植入手术过程对急性血栓形成的影响。根据真实的冠状动脉计算机断层扫描影像进行建模,在脉动生理血流条件下模拟该手术过程中导丝介入的5个阶段,获得各项血流动力学参数。计算结果表明,导丝介入过程会导致冠状动脉内各项血流动力学参数发生改变,即冠状动脉内血流出现偏心现象,时均壁面剪切力升高,振荡剪切指数下降,粒子相对停留时间降低,横向壁面剪切应力小幅上升,使得血管的内皮细胞暴露在高壁面剪切力的环境下。虽然较短的相对粒子 停留时间、 较小的振荡剪切指数对急性血栓的形成具有阻碍作用,但高时均壁面剪切力与血流偏心对急性血栓形成的诱导作用可能更加明显。

    教育研究
    清华大学钱学森班的理论力学教学实践
    李俊峰
    2018, 40(4):  422-427.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-211
    摘要 ( 270 )   PDF (368KB) ( 889 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    扼要介绍了给清华大学钱学森班讲授8年的 理论力学课及其升级课程``动力学与控制基础''的教学实践情况,分析了新时代学生基础差异化、教学要求多样化、学生成长需求个性化对教学的挑战,对新建课程的教学内容、体系、教材、考核等安排做了说明。
    力学专业的微积分学习1)
    唐少强
    2018, 40(4):  428-431.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-028
    摘要 ( 323 )   PDF (255KB) ( 419 )  
    相关文章 | 计量指标
    简单讨论了力学专业学习中微积分课程的内容、意义、作用和学习方法,是计划在北京大学出版社出版的《微积分导引》的序言。
    理论力学习题背后的故事(2)------记里鼓车和轮系传动
    高云峰
    2018, 40(4):  432-435. 
    摘要 ( 302 )   PDF (25771KB) ( 282 )  
    相关文章 | 计量指标
    谈微元体平衡微分方程的教学法
    刘敬喜, 李国清
    2018, 40(4):  436-439.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-349
    摘要 ( 436 )   PDF (796KB) ( 507 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    从微梁段、部分截面微梁段、微矩形薄板和3维微元体的平衡问题入手,逐一分析平衡体中的应力与内力的关系,详细讨论这种关系的数学与力学意义并建立相应的平衡方程,考察了方程形式由常微分方程到偏微分方程组的变化,将分析结果列入表格进行对比,指出了微元体和应力状态在图示法上的区别,还总结了``用力的平衡条件可求应力''的前提条件和适用原则。
    平面应力应变问题与转轴公式的群表示
    刘荣刚, 边文凤, 刘伟
    2018, 40(4):  440-441.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-021
    摘要 ( 649 )   PDF (349KB) ( 436 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    从坐标变换出发,讨论了材料力学中形如任意斜截面应力的公式.结果表明待求量可以表示为已知量的变换,变换关系为 SO(2)群的直积,并且此变换也适用于应变问题与转轴公式.
    工程问题导向型材料力学教学法改革与实践1)
    杨晓峰, 刘全
    2018, 40(4):  442-445.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-031
    摘要 ( 403 )   PDF (3102KB) ( 378 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高材料力学教学效果,开展了工程问题导向型材料力学教学法改革与实践。课堂在讲授基本原理基础上,以工程问题为实例重点介绍应用基本原理解决问题的思想与方法;灵活课后作业形式,引导启发学生以兴趣小组为单位,应用所学基本原理探索研究问题,开展学习与实践活动。教学改革实践取得显著效果,不仅强化加深了学生对基本原理和知识的理解,更提高了学习兴趣,培养了学生主动思考解决问题的能力,锻炼了学生的动手能力和创新意识。
    材料力学 教学中的编程实践1)------应力状态分析
    许杨剑, 阮洪势, 沈倩倩, 王效贵, 梁利华
    2018, 40(4):  446-450.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-275
    摘要 ( 334 )   PDF (5139KB) ( 373 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    介绍了利用Excel中的VBA语言进行材料力学教学中的编程实践,制作交互式的动画,让抽象的概念和枯燥的理论知识变得形象和生动化。 通过动画及其工程应用展示,能够帮助学生培养解决复杂工程问题的能力。 此外,由于该编程入门简单,也可以通过实践性的大作业帮助学生提升编程能力和计算机的应用水平,从而能够更好地适应科技的发展和复合型工科人才培养的需求。
    杆件在偏心压力作用下的正应力及其强度计算讨论
    张劲夫, 秦卫阳
    2018, 40(4):  451-452.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-391
    摘要 ( 289 )   PDF (417KB) ( 359 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    杆件在偏心压(拉)力作用下的正应力及其强度计算问题在一般材料力学教科书中都有过专门的介绍,然而在这些介绍当中均没有考虑作用在杆件上的轴向外力在杆件弯曲变形中所引起的附加弯矩对正应力的影响贡献,本文在考虑这一影响贡献的基础上,推导出了计算杆件最大正应力的表达式,并与材料力学教科书中的未考虑上述影响的对应公式进行了比较,给出了二者之间的相对误差随载荷的变化规律,并说明了这种误差的影响范围。
    西学东渐中力学在中国传播的教学启示1)
    张伟伟, 张俊婷
    2018, 40(4):  453-457.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-310
    摘要 ( 269 )   PDF (306KB) ( 375 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文试图对西学东渐过程中国人对待力学的态度转变进行梳理,并对照当今大学课堂中学生的表现,从中获得一些教学方法的启示以提高教学效果。为此,以力学著作翻译为线索,本文将国人对待力学的态度划分为致用、兴趣、厌学、主动四个阶段,并将其模型化后应用于当今大学课堂的学情分析,并探讨各阶段的特征及对策,以历史之大见课堂之小,提出大学课堂的教学方法,达到提高课堂学习效率的目的。
    力学纵横
    力之大道两周天*
    杨卫
    2018, 40(4):  458-465.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-267
    摘要 ( 282 )   HTML ( 2)   PDF (3520KB) ( 363 )  
    相关文章 | 计量指标
    力之大道两周天,旨在说明无论是工程还是科学问题,处处都有力学的道理。以此为纲,交流7个工程问题,7个科学问题,各取一周天之数。讲述内容分三部分。第一部分缅怀钱学森先生的传承与思想;第二、三部分分别介绍7个工程案例和7个科学案例。工程的案例旨在说明力学之硕果,科学的案例旨在说明力学之源泉。
    《大众力学丛书》十年
    武际可
    2018, 40(4):  466-468. 
    摘要 ( 241 )   PDF (9679KB) ( 311 )  
    相关文章 | 计量指标
    身边力学的趣话
    北半球地漏旋涡一定是逆时针旋转的吗?------ 从赤道线上乌干达小哥的``漏斗旋涡演示''谈科氏力的影响
    张华
    2018, 40(4):  469-476.  DOI: 10.6052/1000-0879-18-087
    摘要 ( 253 )   PDF (17003KB) ( 327 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    从乌干达赤道线上的一则漏斗旋涡演示出发,探讨了与科氏力有关的一系列问题。分别讨论了引起旋涡强度变化的3个物理因素即彻体力无势、斜压性和黏性对实际生活和工程中旋涡生成的影响。对地漏旋涡而言地转偏向力(无势力)只是决定其旋涡的次要因素,与黏性力密切相关的边界条件和初始条件才是决定地漏旋涡的主要因素;对影响气候的气旋和反气旋而言,地转偏向力是主要影响因素;讨论了大气温度梯度引起的斜压性和地转偏向力对大气环流、风带和高空急流的影响以及对飞行带来的影响;此外还介绍了地转偏向力对高速飞行物的影响、河岸冲刷与铁轨磨损现象、科里奥利错觉及其对飞行员的影响,最后介绍了科氏力在工程中的应用之一:科里奥利质量流量计原理。
    全国周培源大学生力学竞赛
    第十一届全国周培源大学生力学竞赛个人赛命题总结
    肖万伸, 彭凡, 任毅如, 方棋洪, 周加喜, 杨刚, 刘腾喜
    2018, 40(4):  477-478.  DOI: 10.6052/1000-0879-17-358
    摘要 ( 712 )   PDF (800KB) ( 650 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对第十一届全国周培源大学生力学竞赛个人赛命题进行了总结,介绍了理论力学和材料力学的命题思路,并提出了一些建议。
    小问题
    小问题
    2018, 40(4):  479-480. 
    摘要 ( 203 )   PDF (1370KB) ( 467 )  
    相关文章 | 计量指标