期刊,力学学报 2024年卷4期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

力学学报

主　　编：郑泉水

出版周期：双月刊

国际刊号：0459-1879

电子邮箱：lxxb@cstam.org.cn

电　　话：010-62536271

邮政编码：100190

地　　址：北京市北四环西路15号2号楼 324 房间

力学学报/Journal Chinese Journal of Theoretical and Applied MechanicsCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>《力学学报》由首任主编钱学森等创刊1957年，由中国科学院主管、中国力学学会和中国科学院力学研究所主办。《力学学报》是力学学科的综合性学术刊物，报道在理论和应用力学所有领域里，在理论、方法和实验方面的研究进展。期刊鼓励发表与力学相关的交叉学科的研究成果，力求成为力学与其他工程和科学分支的桥梁，成为有助于中国力学年青学子成长和推动与中国重大工程建设合作的平台。从2012 年开始，学报将提供四个栏目： 1 、特邀论文，2 、全文，3 、快报，4 、对近期在本刊发表论文的讨论。对栏目 1和2的论文从收稿到发表的平均周期，将力争控制在6个月以内；对栏目3和4，则为3个月以内。尽管期刊是逢单月正式发表，论文稿一旦接受发表，将在24小时内网上登出。本刊论文对中国力学学会的所有会员（超过2万人）开放下载

正式出版

收录年代

考虑应力梯度效应的金属微梁屈服模型研究

张旭秦聪屈腾飞马竞...

1025-1036页

查看更多>>摘要：一系列微加载测试结果表明,金属微梁的弯曲强度会随着材料外部几何特征尺寸的减小而显著升高,呈现出明显的尺寸相关性.基于位错塞积模型,探讨了纯金属单晶微梁的初始屈服应力,并提出了描述其尺寸相关性行为的关键内禀特征长度.通过综合分析现有的微梁弯曲实验及其离散位错动力学数值模拟结果,并考虑到位错-自由表面交互作用的影响,提出了一种仅涉及位错源的位错塞积构型.在此构型下,对线性应力梯度作用下的位错塞积行为进行了连续性分析,并建立了一个由位错源主导的应力梯度屈服模型.该模型有效地解释了微梁初始屈服应力的尺寸相关性,并与实验结果一致.研究结果表明,针对外部几何特征尺寸在数微米及以下的纯金属单晶微梁,位错塞积行为是其尺寸相关性行为的主导机制,而且刻画这种行为需要两个内禀特征长度参数,即位错源长度和位错塞积长度.为解释非均匀加载条件下微尺度晶体材料屈服应力的尺寸相关性行为,特别是纯金属单晶微梁,提供了新的视角.

关键词：

位错塞积应力梯度屈服应力尺度效应

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La基非晶合金蠕变缺陷激活机制

张剑郝奇邢光辉乔吉超...

1037-1046页

查看更多>>摘要：作为潜在的结构以及功能材料,非晶合金的变形行为研究始终受到广泛关注.非晶合金力学行为与其微观结构非均匀性之间的内禀性关联是固体力学和固体物理研究领域的重要科学问题之一.文章选取具有优异玻璃形成能力和力学性能的La62Cu12Ni12Al14 非晶合金为模型体系,探索非晶合金蠕变变形机理及其缺陷激活演化机制.基于蠕变实验,系统地研究了退火对模型合金体系蠕变行为的影响,采用唯象扩展指数方程和弛豫时间谱分析,着重探讨了非晶合金扩展指数、特征弛豫时间、弛豫时间强度分布随退火时间的演化规律,获得了退火处理对非晶合金蠕变的影响机理.基于准点缺陷理论框架推导力学响应本构方程,可精确描述非晶合金蠕变变形演化过程,通过微剪切畴的形成、扩展以及不可逆合并合理解释了弹性、滞弹性和塑性变形分量的演化机制.从非晶合金高温拉伸蠕变实验出发,厘清了热力耦合作用下非晶合金缺陷激活机制,同时为进一步探究非晶合金结构非均匀性微观起源提供新思路.

关键词：

非晶合金微观结构非均匀性退火准点缺陷理论

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不同粗糙度煤岩界面超低摩擦效应与声发射特征试验研究

李利萍胡学锦潘一山孙媛涛...

1047-1056页

查看更多>>摘要：为了揭示动载扰动作用下煤岩界面粗糙度对超低摩擦型冲击地压影响机制,采用自行研制的煤岩界面超低摩擦试验装置,以沈阳红阳三矿 1082 m采深煤岩体为研究对象,通过改变煤块与砂岩块体表面粗糙度来模拟煤岩界面不同粗糙特性,以粗糙度系数表征煤岩界面粗糙程度,工作块体水平位移表征冲击过程中超低摩擦效应强度,声发射能量为工作块体摩擦滑动过程中的信号参数,进行应力波扰动下不同粗糙度煤岩界面超低摩擦试验.研究结果表明:(1)超低摩擦滑动过程中,工作块体水平位移、声发射能量计数以及累计能量曲线呈现出孕育阶段、激发阶段、稳定阶段变化特征;(2)煤岩界面粗糙度越小,工作块体水平位移和声发射能量峰值越大,煤岩界面越易发生超低摩擦效应;(3)不同煤岩界面粗糙度下,相比于其他扰动频率,2 Hz时更易发生超低摩擦效应;(4)给出了声发射能量峰值与煤岩界面粗糙度系数对应关系.声发射能量峰值可以有效表征超低摩擦效应强度,可以用声发射能量峰值预测超低摩擦效应强度.

关键词：

煤岩界面粗糙度煤岩块体超低摩擦效应声发射信号

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非线性块系岩体动力响应及在巷道防冲支护中的应用

姜宽戚承志

1057-1067页

查看更多>>摘要：随着煤矿开采深度的增加,冲击地压灾害日趋严重,亟需采用新方法、新理论加以防治.摆型波是在深部岩体工程中发现的新型非线性波,其使岩体出现相对分离和相对压实的不同运动状态,与冲击地压灾害的发生密切相关.针对岩体中软弱结构层的非线性变形特征,引入双曲线模型建立块系岩体中摆型波传播的非线性动力模型,研究软弱层的物理力学性质(最大闭合量、初始刚度和阻尼)对块系岩体动力响应的影响.进一步,基于块系围岩与支护系统互馈作用的理论模型,在无初始地应力和考虑初始地应力的情况下研究巷道支护系统的刚度、让位能力和阻尼耗能作用对巷道顶板动力响应的影响,分析支护系统的受力情况,为新型防冲吸能巷道液压支架设备的吸能让位行为提供理论依据.研究结果表明:基于双曲线模型建立的块系岩体的非线性动力模型能够限制岩块间软弱层的最大变形量.冲击载荷越大,增大软弱层最大闭合量时岩块的加速度降低程度越显著.增加支护系统刚度,增强支护系统让位能力和阻尼耗能能力,均可有效降低巷道顶板的加速度幅值,减轻巷道围岩对支护系统的冲击力,有效保护巷道结构.

关键词：

块系岩体摆型波双曲线模型冲击地压巷道支护初始地应力

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基于阈值控制策略的Filippov Chay神经元动力学及其耦合同步

安新磊任雁澜

1068-1087页

查看更多>>摘要：细胞内外带电离子的连续泵送和传递产生的电磁感应效应对神经元的电活动及模态转换会产生一定的影响,促使其展现出更加丰富的放电特性.文章基于电磁感应影响下的Chay神经元模型,引入了一种以膜电压为阈值的不连续控制策略,建立了相应的Filippov Chay神经元模型,探究了在阈值控制策略影响下的神经元放电节律转迁及相应的边界运动.首先,对系统的边界动力学及滑膜动力学进行了理论分析.其次,利用单双参数分岔图探究了系统多样的放电模式.再次,结合Matcont仿真及稳定性理论详细分析了系统的平衡点及其稳定性,并且利用快慢动力学分析法进一步研究了在阈值影响下所产生的滑膜动力学及各种边界运动的切换.最后,通过电突触耦合,对不同阈值条件下耦合神经元的同步问题进行了讨论.数值仿真结果表明,在阈值的调控下Filippov Chay系统会产生滑膜放电活动及相应的穿越运动和擦边运动,同时其放电周期数也会随着阈值呈现出不同的变化规律,且对于不同阈值下的电耦合情况而言,在系统实现完全同步后都会稳定在周期数较低的放电态.以上所得结果有助于更好地理解神经元滑膜的相关控制,对进一步探究生物神经系统中复杂放电活动和信息处理的动力学行为提供了一定的帮助.

关键词：

Filippov神经元阈值控制滑膜动力学切换运动快慢动力学分析耦合同步

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高速列车主动横向悬挂系统Hopf分岔特性

刘沿修石怀龙曾京寇云皓...

1088-1097页

查看更多>>摘要：为研究采用主动横向悬挂的高速车辆系统Hopf分岔特性,建立整车横向简化 7 自由度非线性动力学模型,基于传统天棚控制原理提出天棚/地棚阻尼和刚度非线性控制律,即将二系横向减振器的理想主动力表示为车体或转向架横向位移和速度的三次多项式函数,理论研究状态反馈量和控制增益对车辆系统蛇行运动Hopf分岔速度、极限环幅值和频率的影响规律.结果表明:被动悬挂难以兼顾车辆一次和二次蛇行失稳工况;地棚阻尼和刚度控制律中一次项和三次项增益对一次蛇行分岔特性影响很小;优化地棚阻尼和刚度控制律一次项增益可提升二次蛇行失稳临界速度,其中地棚阻尼控制律提升效果更为显著;优化地棚阻尼控制律三次项增益可以显著降低极限环幅值且不改变蛇行频率,而地棚刚度三次项增益则不影响系统蛇行分岔特性;优化天棚阻尼和刚度控制律中一次项增益能够有效抑制一次蛇行,主要原因是改变了车体悬挂模态阻尼比和频率,然而天棚刚度控制会降低二次蛇行临界速度;综上,合理设计天棚/地棚阻尼和刚度控制律及参数,能够有效调控车辆系统分岔速度及极限环幅值.研究可为基于主动横向悬挂技术的动车组蛇行稳定性和运行平稳性协调控制研究提供理论依据和参考.

关键词：

高速列车动力学主动悬挂Hopf分岔非线性天棚/地棚控制

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基于单辆通行车激励的车桥耦合理论梁式桥阻尼比识别研究

杨仕骏阳洋王者伟程赟...

1098-1109页

查看更多>>摘要：提出一种在单辆通行车激励的情况下,基于车桥耦合理论识别桥梁阻尼比的方法.首先,将集成化检测车设计为单自由度体系,利用集成在检测车上的传感器采集信号并滤波获取桥梁一阶响应信号,通过相邻峰值点做比值并取平均得到桥梁一阶阻尼比,理论推导出检测车停靠在桥面任一位置均可识别出桥梁一阶阻尼比.其次,考虑通行车车速、检测车停靠位置、环境噪音、桥梁阻尼比和通行车阻尼对识别结果的影响,通过数值模拟验证该方法的有效性,并与工程上经典的随机子空间法和文献方法进行对比.最后,在梁式桥实桥试验进行初步验证,说明本文方法的工程适用性.研究结果表明:所提方法对检测车在桥面上的停靠位置没有具体要求,避免了路面粗糙度对阻尼比识别结果的影响,通行车的阻尼和车速在一定范围内对阻尼比识别无明显影响,并且在信噪比30 dB以上可识别出桥梁一阶阻尼比,具有较好的鲁棒性,操作简单且不需要封桥,可有效促推在实际工程中进行桥梁一阶阻尼比识别.

关键词：

通行车激励车桥耦合阻尼比梁式桥

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航空非正交偏置面齿轮分汇流系统非线性动力学

莫帅黄祖瑞刘翊恒张伟...

1110-1122页

查看更多>>摘要：在面齿轮传动系统研究领域,研究对象多为单级面齿轮副,针对面齿轮分汇流传动系统动态特性的研究内容相对较少.聚焦航空非正交偏置面齿轮分汇流系统的非线性动力学特性,建立轴承滚动体变形、齿侧间隙以及综合传递误差的数学模型,推导出包含轴承在内的非正交偏置面齿轮传动多自由度耦合弯扭组合动力学模型.利用数值方法求解航空非正交偏置面齿轮分汇流系统的振动微分方程,结合时域图、频域图、相图、Poincaré映射、李雅普诺夫指数以及分岔图研究复杂系统非线性动态特性.研究了激励频率和啮合阻尼比变化对分流级与汇流级齿轮副之间啮合线位移的影响,结果表明:系统分流级与汇流级在特定参数下表现出不同的非线性特性,随激励频率增大,分流级出现单周期、多周期以及混沌现象,而汇流级无混沌现象产生;随啮合阻尼比增大,分流级状态变化近似于逆倍周期分岔过程,而汇流级在较小的阻尼比也可能保持周期运动状态;合理的激励频率和啮合阻尼比能使得系统跳出混沌并保持稳定.

关键词：

面齿轮轴承变形非线性动力学动态响应分岔理论

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基于K-T条件的核环吊空间滑轮绳索接触段计算方法研究

赵天骄齐朝晖王天堉徐金帅...

1123-1137页

查看更多>>摘要：滑轮绳索系统是一类可以利用内嵌于其中的绳索控制的多体系统,一般存在大量绳索接触段,随着机械系统的复杂化和智能化,对这类系统的精确性和可靠性提出了高要求.针对核环吊起升机构中空间滑轮绳索接触段,推导了接触段绳索微元体平衡方程,得到了接触力密度的解析表达式.将绳索应变求解转化为优化问题,利用库恩塔克(K-T)条件,建立了绳索轴向应变以及应变对弧长导数满足的非线性方程,并求出了内部应变对滑轮两端参数的导数,计算了滑轮与绳索接触段的应变分布,推导了绳索方位角与弧长应满足的协调方程.同时结合接触段滑轮槽截面的几何特点,推导了切向和法向接触力密度与绳索轴向应变之间的关系,提出了滑轮两侧绳索应满足的边界条件,利用边界点处绳索与滑轮物质速度相等的条件,建立了约束方程.数值算例表明,计算结果符合绳索受力变形规律和接触力变化趋势.提供的方法为包含空间滑轮绳索机构的核环吊机构以及其他大型机械系统分析提供了新的思路.

关键词：

滑轮绳索系统起升机构应变分析接触力密度空间描述

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槽道各向异性黏弹性流体中微生物游动特性的数值研究

王远欧阳振宇夏严朱晨琳...

1138-1147页

查看更多>>摘要：近年来,微生物游动特性的研究逐渐成为流体力学的热点问题之一.深入了解微生物在复杂流体中的游动特性可以为微型器件的设计制造提供帮助.已有研究结果表明,管道中微生物存在复杂的行为特征,其内在的动力学机理尚未清楚.本文采用浸没边界法,引入泰勒波动板模型,探讨槽道中微生物在各向异性黏弹性流体中的游动特性;重点分析槽道壁面约束对微生物行为特征的影响规律.数值模拟结果表明,与自由游动相比,槽道中微生物游动呈现加速现象,而且槽道壁面附近加速效果更显著.另外,槽道中微生物游动效率比自由游动时更高.进一步受力分析,发现流体压力对微生物游动起推动作用,黏性力起阻碍作用.与这两者相比,聚合物产生的弹性力则小很多,几乎可以忽略.槽道中微生物受到更大的流体压力,认为加速现象与此相关.

关键词：

微生物黏弹性流体各向异性槽道浸没边界法

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