期刊,力学与实践 2024年卷3期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

力学与实践

主　　编：蒋持平

出版周期：双月刊

国际刊号：1000-0879

电子邮箱：lxsj@cstam.org.cn

电　　话：010-62554107

邮政编码：100190

地　　址：北京北四环西路15号

力学与实践/Journal Mechanics in EngineeringCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>《力学与实践》创刊于1979年，是由中国科学院主管，中国力学学会与中国科学院力学研究所共同主办的综合性学术期刊。它是力学学科发行量最大、读者面最广的学术刊物。它刊登力学及其交叉学科的进展；报道力学应用的成果和力学教育的进展；介绍古今中外力学家及其成就、力学史、学术活动、力学趣话、新书评介等。在国内力学刊物中独具特色。它以工程技术人员、科研人员和院校师生为对象，帮助他们丰富力学知识，开阔视野，活跃学术思想。刊登的文章力争做到深入浅出，形式多样，文字简练，生动活泼。创刊30多年来刊物深受广大读者的喜爱，堪称“读者之友”。《力学与实践》封面上5个有力的字是书法家范曾为之题写的。

正式出版

收录年代

复合材料修复内壁减薄柱壳承载能力试验与数值研究

滕赟展铭吴文伟张建...

570-580页

查看更多>>摘要：为解决水下由于腐蚀导致内壁减薄柱壳易失稳的问题,开展复合材料修复内壁减薄柱壳承载能力试验及数值研究.本研究通过制作初始柱壳和不同减薄程度的修复柱壳模型,进行静水压力试验,并利用非线性数值分析方法研究修复柱壳的屈曲机理以及修复参数对修复柱壳承载能力的影响规律.结果表明:经复合材料修复后的减薄柱壳能有效恢复承载能力,且修复厚度对性能提升具有显著影响.但当修复参数达到一定阈值时,承载能力趋于稳定.该研究结果对于指导和推动复合材料修复水下设备的应用研究有重要的参考价值.

关键词：

修复柱壳复合材料承载能力有限元分析

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波浪滑翔器航向控制方法与实验研究

孙秀军陈重喆周莹

581-592页

查看更多>>摘要：波浪滑翔器是一种典型的非线性、强耦合、欠驱动系统.传统比例-积分-微分(proportion integral derivative,PID)控制器在复杂多变的海洋环境下难以满足高精度的航向控制要求且存在参数整定困难、无法在线调整等缺点.针对此问题提出一种基于改进粒子群优化(improved particle swarm optimiza-tion,IPSO)算法的反向传播(back propagation,BP)神经网络PID控制方法,首先建立波浪滑翔器数学模型,其次利用BP神经网络的自学习能力自适应调整PID参数.同时针对BP神经网络存在对初始权值敏感、反向传播易陷入局部极值等缺点,引入IPSO算法对网络初始权值进行优化,确保BP-PID网络能够获取全局最优解.基于仿真进行海试验证,结果表明所提算法能够显著提高航向控制性能,验证了所提算法的有效性和真实性.

关键词：

波浪滑翔器反向传播神经网络航向控制粒子群优化比例-积分-微分

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考虑指数渗流的砂井地基弹黏塑性固结分析

杨强

593-601页

查看更多>>摘要：为深入探究饱和黏土地区砂井地基的固结机制,在Barron自由应变假定下,引入考虑时间效应的统一硬化(unified hardening,UH)模型描述土骨架的变形非线性关系,同时引入指数渗流方程代替Darcy定律,并考虑渗透系数变化及涂抹效应的影响,研究了土体非线性、施工扰动及外载荷等因素对砂井地基非线性固结过程的影响规律.结果表明:由于土体的黏滞效应,在加载前期,砂井地基不排水边界附近孔压出现升高现象,且考虑非Darcy渗流时上述现象更加明显,砂井地基固结速率也愈加缓慢.此外,涂抹区渗透系数的减小显著降低了砂井地基整体孔压消散速率,而外载荷的增大却加快了地基的固结进程.

关键词：

饱和黏土砂井地基流变固结指数渗流统一硬化模型涂抹效应

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岩石卸荷的Mogi-Coulomb强度准则适用性研究

陈浩南朱泽奇庞鑫万道春...

602-608页

查看更多>>摘要：大量工程实践表明:岩石在卸荷条件下的强度特性与加载条件下相比,存在本质上的不同.结合岩石卸荷的破坏特征和强度特性,建立了岩桥贯通力计算模型,并基于应力强度因子叠加减原理,推导了岩石卸荷条件下的岩桥贯通力计算公式,从而探究Mogi-Coulomb强度准则对于岩石卸荷强度的适用性.将岩桥贯通力作为表征岩石卸荷破坏的强度参数,并与Mogi-Coulomb强度准则的核心参数——八面体剪应力进行对比,发现二者的量值具有极高相似性,这一发现可以间接证明Mogi-Coulomb强度准则适用于岩石卸荷强度方面的相关研究.本文揭示了岩石卸荷破坏时其岩桥贯通与八面体剪应力之间存在的紧密联系,可为岩石卸荷破坏的研究提供借鉴与参考.

关键词：

岩石卸荷强度岩桥贯通八面体剪应力Mogi-Coulomb强度准则

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非均质砂土劈裂注浆加固机理分析

秦鹏飞张颖王柳舒

609-616页

查看更多>>摘要：由于注浆工程的隐蔽性与地质结构的自然性,劈裂-压密注浆扩散机制非常复杂,对注浆加固效果的评价认识尚不深刻.本文考虑浆脉形态与砂层结构特征,构建了注浆加固体力学计算模型,基于土力学和弹性力学的基本原理,对注浆加固效果进行了定量分析计算.通过选取特征单元体,研究了砂土压缩模量、抗剪强度及防渗性能空间各向异性特征.最后结合郑州地铁12号线砂层注浆加固工程,验证了计算方法的科学性和适用性.研究发现,砂土加固体水平和垂直方向的内摩擦角ψs与ψc基本一致,而水平和垂直方向的黏聚力cs与cc,由于剪切破坏机制的不同,存在较大差别,cs远小于ce;垂直浆脉方向的渗流机制与平行浆脉方向的渗流机制也存在差别,垂直方向的渗透系数kc较水平方向的渗透系数ks小4～5个数量级;平行浆脉方向的抗变形性能略高于垂直方向.本文研究成果可有效提升劈裂注浆的理论设计水平,为砂土场地工程项目建设提供科学指导.

关键词：

砂土注浆劈裂加固压缩模量抗剪强度各向异性

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霍普金森装置校准高应变率标准样品研制

高波冯家臣彭刚王绪财...

617-624页

查看更多>>摘要：为满足霍普金森装置校准工作的需要,研制了高应变率校准标准样品,围绕降低样品高应变率下试验结果的离散性,从样品选材、界面控制、晶粒细化3方面展开研究.研究表明,低硬度纯铜材料适合制作霍普金森杆校准标准样品,通过控制样品平行度及端面摩擦,利用等通道转角挤压方法进行晶粒细化,制作的标准样品在高应变率下的试验结果具有良好一致性.随着应变速率提高,纯铜晶粒尺寸呈增大趋势,高应变速率下的纯铜标准样品均为超细晶粒组织,试验结果离散性小,可满足霍普金森装置校准工作需要.

关键词：

霍普金森装置校准标准样品离散性

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连续介质力学的类比思维教学法——黏弹性力学VS.广义热传导

尉亚军吴华徐成辉谷旭东...

625-630页

查看更多>>摘要：类比是重要创新思维方式,能发挥类比思维教育价值,强化学生类比思维训练,有助于创新人才培养.本文以黏弹性力学和广义热传导教学模块为抓手,展现类比思维教学法在连续介质力学课程运用的设计案例.首先,基于力学弹性单元和黏性单元,采用串并联方法,推导黏弹性力学Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型.其次,给出广义热传导Cattaneo-Vernotte模型和Green-Naghdi模型,介绍Green-Naghdi模型热位移概念的起源.随后,通过类比方法引入热学"弹性"单元和"黏性"单元,运用串并联方法实现Cattaneo-Vernotte模型和Green-Naghdi模型的重构,澄清黏弹性力学和广义热传导各模型间的对应类比关系.最后,分析热学基本方程与力学基本方程的差异,指出:对研究对象间差异性的关注也是基于类比方法启发创新思维的重要手段.

关键词：

类比思维连续介质力学广义热传导教学法

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刚体动量矩和动能的一般表示

王睿垠袁威冯放金长江...

631-635页

查看更多>>摘要：本文研究了刚体作平面运动时,选择任意一点作为基点,写出刚体对该点的动量矩和刚体动能的一般表达式.同时,针对复杂的多体问题,将动能的一般形式推广到广义质量和广义速度乘积的矩阵形式,通过多体系统的第一个刚体,递归生成多个铰接的刚体的广义速度,并利用动能的矩阵形式来给出多体系统的动能.通过比较以质心为基点和采用矩阵形式两种计算动能的过程,说明了可以应用矩阵形式统一给出多个刚体系统的动能表达式.

关键词：

动能动量矩多体系统

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航天器相对运动的教学设计与思政实践

祁瑞

636-642页

查看更多>>摘要：航天器相对运动研究两个及以上航天器在太空中相对彼此的运动特性,在空间交会对接和空间站建设运营等领域有着广泛的应用.相对运动的教学工作面临理论公式繁多、运动特性反直觉、思政案例难设计等挑战.课程负责人设计了"历史背景—基础理论—思想实验—课堂讨论—编程实践—工程案例"的教学流程和方法,并在其中穿插融入了人类交会对接成就史和月球采样返回的中国方案等思政案例.教学实践表明,该教学和思政设计能有效提升学生的学习成效,使得思想政治教育与专业知识教育相辅相成.

关键词：

航空航天航天器轨道动力学相对运动课程思政

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三维流场的虚拟现实技术开发与教学应用

贾永霞张钧铎吴辰禹朱虹鑫...

643-648页

查看更多>>摘要：开发了一种动态展示三维精细流场结构的虚拟现实系统.该系统包括:流场生成模块,用于通过数值模拟计算目标场景的瞬时流场,并进行可视化,得到目标场景的三维流场模型;存储模块,用于存储目标场景的三维流场模型;显示模块,根据按键指令调用并播放三维流场模型.通过虚拟现实技术实现多种模型的三维瞬时流场动态展示,实现了在流体力学教育与研究领域还原复杂流场中三维结构的功能,极大地激发了学生的求知欲与探索精神.

关键词：

虚拟现实三维流场涡结构

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