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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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    绕钝体通气空泡流型和非定常行为特征研究

    王志英劳铁涛燕国军王静竹...
    1-12页
    查看更多>>摘要：本文基于高速摄像和粒子图像测速技术(PIV)，开展了绕钝体通气空泡流型和非定常行为特征的实验研究。研究发现在给定通气量Q下，不同雷诺数的空泡流型变化呈现出明显的不同。当通气量Q=4。16 LPM时，随着雷诺数的改变，空泡流型相似，均体现为由于流动分离形成的通气空泡旋涡脱落特征。而当通气量为Q=16。67 LPM时，随着雷诺数的增加，空泡长度减小，由稳定的超空泡转变为大尺度脱落的空泡形态。分析发现，基于旋涡结构尺寸和脱落频率评估的旋涡结构泄气能力对空泡流型的转变发挥着重要的作用。此外，结合本征正交分解方法对旋涡结构进行分析，发现自然空化的出现会影响空泡脱落时间的变化，使得空泡旋涡脱落周期变得更加复杂。

    Ventilated cavitating flowVortex sheddingPOD

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    十字交叉通道中液态金属液滴液丝断裂的实验研究

    刘赵淼张晨晨赵思宇逄燕...
    13-23页
    查看更多>>摘要：液态金属液滴的生成过程通常会产生卫星液滴，从而降低液滴的单分散性。本文通过理论和实验方法研究了微通道中液态金属液丝的断裂。生成模式分为挤压、过渡和滴流模式，通过Micro-PIV获得了剪切力在不同生成模式中的重要作用。系统分析了离散相毛细数Cad、连续相毛细数Cac和黏度比λ对卫星液滴生成大小的影响，通过捕捉界面的基本几何差异，分析了界面断裂时卫星液滴的生成。挤压力和剪切力的作用会影响卫星液滴的大小，降低黏度比可抑制三种液体体系中卫星液滴的生成。所得到的结果有助于实现利用微流体技术产生单分散液滴的目标，并提高新兴微型设备的尺寸控制范围。

    Liquid metalCross junctionSatellite dropletForce analysisNeck profile

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    考虑转角约束的特征驱动拓扑优化方法

    贾东升刘磊朱继宏张煜...
    24-39页
    查看更多>>摘要：保持组件顺序是一些典型结构(如可展开的链状结构、平行打印路径的3D打印结构、连续纤维增强聚合物增材制造结构、定制支架和软机器人部件)的实际工程设计需求。本文发展了一种保持组件顺序的特征驱动结构拓扑优化方法。首先提出了基于杆链的设计变量设置方案，将当前杆的终点设置为下一杆的起点，以此获得特定组件顺序的结构构型。其次提出了打印路径的总长度约束，以精确地控制原材料的消耗;提出了相邻杆之间的夹角约束，以避免在3D打印路径的转角处出现尖锐的角度。此外考虑了组件之间的非独立关系，对相关解析函数的灵敏度进行分析。最后，通过数值算例验证了该方法对于保持组件顺序结构设计的有效性和优越性。

    Topology optimizationComponent sequence preservationChain-like structuresFeature-driven methodAdditive manufacturing

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    SH波作用下功能梯度材料的动应力响应分析

    卢淇王振清朱云杨在林...
    40-56页
    查看更多>>摘要：本文基于弹性波动理论，在均匀介质波动问题的研究基础上，研究功能梯度材料中的弹性波传播问题。结合材料设计理论，两次引入辅助函数与模量变化函数构造弹性波位移场函数和密度变化函数，将位移场、模量变化函数以及密度变化函数相互建立联系，提出了一种特殊功能梯度材料设计理论，并借此得出一种研究模量和密度连续变化的非均匀介质中弹性波传播问题的解析方法。通过该方法，可以设计满足特定需求的材料并研究材料介质中的弹性波传播问题，将FGM的模型化设计和物理机理研究紧密联系起来，为材料设计和弹性波作用下的动应力集中问题分析提供研究思路和理论参考。以SH作用下，该理论方法设计的半空间介质中浅埋椭圆空腔引起的动应力集中问题为例，计算并得出算例进行分析。结果表明，椭圆空腔引起的动应力集中(DSCF)现象对介质的非均匀性变化较为敏感。

    Functional gradient materialsElastic waveModulusDensityDynamic stress concentration

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    负载错配下准零刚度隔振的补偿方法研究

    昌耀鹏李煜周加喜王凯...
    57-70页
    查看更多>>摘要：准零刚度隔振方法能有效实现设定载荷作用下的低频隔振，但负载偏移会显著降低系统的低频隔振性能。为解决这一难题，提出一种具有补偿能力的准零刚度隔振系统，以获得任意载荷下的准零刚度特性。首先，对具有补偿能力的准零刚度隔振系统进行动态特性分析，研究负载错配对低频隔振性能的影响规律。此外，揭示了准零刚度隔振系统在负载错配下的补偿原理，将准零刚度隔振方法和补偿系统相结合，加工制备具有补偿能力的准零刚度隔振系统样机。最后，实验验证了负载错配系统的低频隔振性能。结果表明，具有补偿能力的准零刚度隔振系统能够有效解决负载错配下低频隔振性能恶化的瓶颈问题，当有效载荷偏离设定载荷时，可重新获得准零刚度特性，这使得准零刚度隔振系统能够在载荷错配下实现良好的低频隔振性能。

    Quasi-zero-stiffnessMismatched payloadVibration isolationLow-frequencyCompensation capability

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    基于曲梁的刚柔混合膝关节外骨骼结构设计及其力学分析

    金石开葛文杰陈宁
    71-84页
    查看更多>>摘要：人们可以通过佩戴外骨骼或其他类型的可穿戴设备增强肢体的力量与耐力。但肢体在长时间佩戴此类设备时，受到外界冲击和振动可能会导致肌肉关节不适(MSD)和潜在的损害。因此，预防潜在伤害与提升舒适性是外骨骼设计中非常重要的问题。我们设计了一种基于曲梁的刚柔混合膝关节膝外骨骼，利用曲梁形变使该外骨骼在兼顾柔顺性的同时具有一定的支撑性，提高了人体佩戴时的运动灵活性与舒适性。在膝关节膝外骨骼设计中，我们对曲梁刚度与膝关节刚度进行了适配，使该曲梁结构更符合膝关节的力学特性，在抑制振动冲击的同时为关节提供合理的支撑。在该研究中，我们设计了一种膝关节外骨骼系统，利用解析建模、有限元方法(FEM)、数值解析法与实验分析了该系统静力学与动力学特性。研究结果表明，整个外骨骼系统在低频环境下具有较低的振动传递率。本研究为外骨骼系统的设计和力学分析提供了一种新的思路。

    Knee exoskeletonHybrid rigid-soft mechanismMechanical analysisStructure design

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