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期刊信息/Journal information
力学学报（英文版）
力学学报（英文版）

双月刊

0567-7718

010-62536271

100080

北京北四环西路15号中科院力学所

力学学报（英文版）/Journal Acta Mechanica Sinica(English Series)CSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>是中国力学学会主办的学术期刊，刊登力学和相关交叉学科在理论研究、实验研究及在国民经济中具有创新性的优秀论文，反映力学学科的学术水平，是力学界同仁科学活动的知已和朋友。
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    锆合金包壳中氢扩散的直接FE2方法多尺度模拟

    赵晗郑向华杨诗婷杨鑫...
    1-14页
    查看更多>>摘要：本文基于直接FE2方法，提出多尺度模拟算法对锆合金包壳中的氢扩散行为进行了研究。该算法利用降尺度规则和缩放因子将两个尺度的有限元计算纳入单一计算框架。研究结果表明，微孔洞会引起氢沿晶格的非均匀扩散，而微孔洞分布将影响位错陷阱中的氢浓度。随着位错中氢浓度增加，局部塑性变形增加，氢在锆合金中的有效扩散率降低。此外，建立了两种代表性体积单元，分别体现孔洞演化过程不同阶段的分布特征。计算结果表明，在孔洞演化初期，氢致软化效应促进裂纹往锆合金包壳内部扩展。而在孔洞演化的第二阶段，氢致软化效应则会诱导产生孔洞间隙局部损伤。

    Direct FE2Zircaloy claddingHydrogen diffusionVoids

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    基于虚拟网格浸入边界法的运动物体流噪声混合模拟方法

    赵成李红钢黎雪刚杨焱...
    15-28页
    查看更多>>摘要：发展了基于浸入边界法的流噪声混合模拟方法，用于模拟运动体引起的流噪声。不可压流动采用高保真直接数值模拟(DNS)求解器;声传播方程(APE)用于模拟声场。其中后者采用色散关系保持空间格式和低色散低耗散龙格库塔时间格式。该DNS-APE两步法将基于虚拟单元的锐利界面浸入边界法应用在笛卡尔网格上处理复杂运动边界。验证算例包括旋转单圆柱、振荡单圆柱以及串联静止和振荡圆柱组合所产生的流噪声。研究了不同形状扑翼飞行运动和串联集群波状游动两种典型复杂仿生运动所产生的声场。本文展示了该高精度混合方法在模拟具有复杂运动边界的流动诱发的噪声产生和传播(声场)方面具备有效性，尤其是在预测生物或仿生机器所产生的流动噪声特性方面，可为动物声学、动物复杂系统行为学和相关仿生工程的低噪声设计等方面的研究和开发提供相关理论依据和概念。

    Flow-induced soundImmersed boundary methodMoving boundaryBio-inspired locomotionComputational aero/hydro-acoustics

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    持续外力扰动下双足机器人行走的自适应反馈补偿控制方法

    李子静张金霖卢梦月迟万超...
    29-39页
    查看更多>>摘要：在过去的几十年里，人们一直试图解决双足机器人在不确定环境中行走不稳定的问题。然而，目前大多数控制方法仍然无法实现双足机器人在不确定扰动下的鲁棒行走。现有研究大多集中于不平坦地形和脉冲力下该类机器人的运动控制方法上，很少考虑不确定环境中的连续变化且强度较大的外部力扰动问题。针对此问题，提出了一种基于自适应反馈补偿的扰动鲁棒控制方法。首先，基于拉格朗日方法，建立了双足机器人在不同类型外力扰动下的动力学模型。随后，通过动力学分析发现，基于混合零动力学的经典控制方法未能考虑不确定环境中连续变化且幅值较大的外力扰动影响。为此，设计了一种自适应反馈补偿控制器，并基于步行约束条件提出了自适应参数调整优化算法，以实现在不同外力扰动下双足机器人的稳定行走。最后，在数值仿真实验中通过比较分析发现，仅采用基于混杂零动态的控制器，无法使受周期力或有界噪声扰动作用的平面五连杆双足机器人的运动收敛到稳定状态，而在自适应反馈补偿控制方法中通过采用自适应参数调整优化算法生成随时间变化的控制参数，成功实现了机器人在这些扰动作用下的稳定行走，从而表明了自适应参数调整算法的有效性和自适应反馈补偿控制方法的鲁棒性。

    Bipedal robotExternal disturbanceWalking stabilityAdaptive feedback compensationAnti-disturbance control

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    多相FSI模拟Voronoi-晶格支架灌流式培养中细胞的力学响应

    邹姗姗宫赫高甲子周立明...
    40-55页
    查看更多>>摘要：在灌流式细胞培养过程中，支架内骨组织的生长与细胞的初始黏附位置及密度密切相关。本文通过定量研究Voronoi-晶格支架及支架内初始黏附细胞的力学响应，为探讨灌流式支架内适宜细胞黏附、增殖和分化的体外力学环境提供理论依据。通过与以往文献中Diamond支架灌流式细胞培养试验结果进行对比，验证多相FSI仿真方法的准确性;采用多相FSI仿真分析Voronoi-晶格支架和细胞的力学响应;最后通过响应面法建立回归模型确定Voronoi晶胞结构设计因素与支架、细胞力学响应参数间关系。Diamond支架多相FSI仿真与灌流式细胞培养试验得到的细胞初始黏附率和黏附位置具有较好的趋势一致性;基于响应面法建立的回归模型很好地预测了Voronoi-晶格支架、细胞的力学响应参数。多相FSI计算模型的使用，将细胞密度及黏附位置分布与骨组织生长紧密连接，为体外灌流构建和培养工程化骨组织提供了一定的理论依据和模拟方法。

    Voronoi-lattice scaffoldMultiphase flowFluid-structure interactionCell trajectoryMechanical response

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    基于柱面基底组装条带状三维结构的后屈曲分析

    金天棨赵建中张一慧
    56-72页
    查看更多>>摘要：基于可控屈曲变形引导二维前驱体组装出的三维微结构在发展具有复杂形貌和新型功能的柔性电子器件方面具有明显优势，因此其在基础研究和应用领域受到广泛关注。近期报道了一种屈曲组装策略可在柱面和类柱面基底上制备出复杂的三维微结构与电子器件，其能够与血管系统集成以实现对流速或其他物理信号的监测。因此阐明弹性曲梁在柱面基底上的有限变形机制对相关构型设计至关重要。本文系统研究了柱面基底上条带状结构的有限变形特征，考虑了两种代表性的条带状结构，包括弧形结构和蛇形结构。基于曲梁有限变形理论建立了预测柱面基底内外表面屈曲组装三维构型的模型，并考虑结构与基底接触和结构自接触可能致使的不同屈曲构型。实验和仿真结果均验证了理论模型的有效性。基于柱面组装的三维网状功能器件表明其有望在较宽谐振频率范围内实现能量收集。该理论模型有助于指导设计共形集成于复杂生物体表面的三维柔性电子器件。

    Buckling-guided 3D assemblyPostbucklingCylindrical substrateCurvature effect

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