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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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    爆炸载荷下头盔组件对underwash作用的影响分析

    张家瑞杜智博王兴皓康越...
    1-12页
    查看更多>>摘要：爆炸载荷作用下,头盔在一定程度上加重头部的损伤,研究将这种情况称为underwash作用.各种研究表明,underwash效应源于波相互作用或波与结构相互作用.相关的研究仍在进行,但对underwash作用机制的解释尚未达成一致.本研究通过实验和数值模拟的方法研究爆炸载荷、头盔和头部模型之间的underwash作用.通过实验和模拟中的压力分析,以及忽略几何细节的简化模型,研究揭示了underwash作用是由波相互作用和波与结构相互作用共同产生的.爆炸载荷最初在头部前方反射,经衍射后在后方汇聚,形成高压区.对于头盔组件解耦的研究表明,衬垫可以通过阵列阻碍作用缓解后部压力,从而使后部超压峰值降低36％.头盔外壳通过衍射后对载荷的几何限制提高了后部超压峰值,导致后部超压增加了388％.当使用完整的头盔时,头盔外壳所施加的几何限制作用占主导,超压峰值增加57％.

    Blast loadHelmetUnderwash effectGeometric restrictionArray hindrance

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    涡不稳定性对翼尖涡平均速度场统计量影响的量化分析

    程泽鹏潘翀王将升
    13-21页
    查看更多>>摘要：在向远场演化过程中,翼尖涡表现出如长波/短波不稳定性和涡摇摆运动等复杂的不稳定行为.然而,涡不稳定性对其流场统计量的量化影响尚未得到很好的研究.为此,本文采用粒子图像测速技术对椭圆机翼在不同迎角和雷诺数下产生的翼尖涡进行了实验测量.研究发现,在中、远场的尾迹区域,翼尖涡摇摆运动的幅值沿流向呈指数增长并在远尾迹区域逐渐饱和至10-1b.该发现与前人所报道的近场区域时的线性增长趋势不同.进一步地,采用时间平均和系综平均等两种平均方法比较分析各自的速度场统计量.在时间平均和系综平均获得的平均流场中,翼尖涡的涡核半径rc,峰值涡量Ωxp和环量Γ的沿程变化均可以用幂次律关系式来描述,即rc∝xkr,Ωxp∝x-kω和Γ∝x-kΓ.对于中、远场已完全卷起的翼尖涡,三者的幂因子满足kr=kω-2kr,表明此时的翼尖涡环量可用Γ=Ωxp(rc)2近似表述.研究还发现时间平均高估了峰值涡量的衰减速率和涡核半径的增长速率,而两种平均方式引起的峰值涡量与涡核半径的估计误差均可用摇摆幅值的幂次律来预测.以上发现对民航运输中尾流间隔系统的尾涡探测和识别具有重要意义和实用价值.

    Vortex flowVortex instabilityWingtip vortexPIV

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    一种离散弹性体综合变形能的完备正交分解方法

    梁开轩孙攀旭王东炜严亚丹...
    22-36页
    查看更多>>摘要：基于数学完备正交性和力学平衡条件,同时引入材料的物理参数,本文提出了一种适用于各向同性正方形单元和立方体单元的变形能分解方法.利用该方法可将平面离散弹性体的综合变形能分解为5种基本变形能,将空间离散弹性体的综合变形能分解为18种基本变形能,进而实现结构变形性能的量化与可视化分析.由同一单元中不同变形能的大小绘制综合分解图,可直观显示每种基本变形能所主导的区域.根据指定变形能在不同单元中的分布情况绘制云图,可用于分析变形能在结构中的梯度变化.最后,利用变形能分解方法对悬臂梁和四边固结板的变形性能进行了分析,并对比传统应变能分解结果,验证了本文方法的正确性与优越性.

    Deformation energyOrthogonal decompositionDiscrete elastomersQuantificationVisualization

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    SiC陶瓷-纤维复合装甲的增强防弹性能:纤维层合板背衬效应和碎裂动力学的研究

    陆文成武一丁马铭辉余毅磊...
    37-52页
    查看更多>>摘要：本文利用12.7 mm的穿甲燃烧弹正侵彻SiC陶瓷-纤维复合靶板.通过观察回收的弹芯和陶瓷-纤维复合靶板的整体破坏形貌,分析了弹芯和纤维层合板的主要损伤模式,同时对回收的弹芯和陶瓷碎块进行多级筛分称重处理,得到了不同背板结构下弹芯和陶瓷的碎块质量分布符合幂律分布规律.实验结果表明,对于单一的层合板作背板,当背板材料为T300时,弹芯和陶瓷的破碎程度都是最高.对于在SiC陶瓷和Kevlar或UHMWPE之间加入T300过渡层会使弹芯和陶瓷的破碎程度增加,导致耗能增加.弹芯头部主要呈现粉碎性磨蚀破碎,对于较大的弹芯碎块主要是由剪切应力和拉伸应力共同作用下的拉剪失效断裂.陶瓷在高速冲击下的主要破坏模式为陶瓷锥和径向裂纹的扩展.UHMWPE层合板的主要破坏形式是由拉伸波造成的层间分离现象,背部凸起永久塑性变形以及主要为剪切波导致穿孔失效.Kevlar层合板的破坏形式和UHMWPE层合板大致相同,不同的是Kevlar层合板主要是拉伸波导致的穿孔失效.碳纤维T300层合板损伤形式主要是剪切波导致的十字型脆性断裂.

    12.7 mm armor piercing incendiarySiC ceramicFiber composite materialsFailure modesFragment statistics

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    前交叉韧带重建后前行-跳跃着陆过程的膝关节生物力学:有限元模拟与步态分析

    Midiya KhademiMohammad HaghpanahiMohammad RaziAli Sharifnezhad...
    53-75页
    查看更多>>摘要：前交叉韧带在维持膝关节稳定性中扮演着至关重要的角色,尤其是对于经常发生断裂的运动员来说.本研究使用个性化的3D参数化有限元模拟前交叉韧带重建(ACLR)后的治疗过程,包括前行(FW)和跳跃着陆(DL)任务.该研究涵盖两个不同的群体:五名健康运动员和五名ACLR患者.对这两个群体进行了生物力学运动分析,ACLR患者组在手术后6个月和9个月进行了评估.精心制作了膝关节的综合3D参数化模型.研究发现,随着时间的推移,对于FW和DL任务,ACLR后关键膝关节结构上的应力显著减少,如自体移植物、半月板和软骨,组织张力分别减少了约9.5％和37％.这种个性化模型不仅有助于调查ACLR后膝关节组织的生物力学,还有助于估计患者恢复运动的时间线.通过考虑个体组织几何形状并结合患者特定的动力学数据,该模型增强了我们对ACLR后各种功能任务生物力学的理解,从而优化康复策略.

    Anterior cruciate ligament reconstruction(ACLR)Forward walking(FW)Drop landing(DL)Knee finite element modelGait analysis

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