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期刊信息/Journal information
力学与实践
力学与实践

蒋持平

双月刊

1000-0879

lxsj@cstam.org.cn

010-62554107

100190

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

    国内外雪崩试验、流变模型与动力模拟进展综述

    徐小蓉田园诗孙其诚孙玉科...
    907-918页
    查看更多>>摘要:高海拔地区水电建设面临雪崩、冰崩等地质灾害的挑战.本文以雪崩为研究对象,阐述关于雪崩试验技术、流变模型及动力学数值模拟的研究进展.国内外通过开展全尺寸雪崩试验或缩尺雪槽试验,结合先进测量技术积累雪崩案例数据;雪崩常被视作复杂流体或颗粒流,采用Voellmy双参数模型、多孔黏弹塑性模型、颗粒流流变模型等描述其流变行为;基于流体动力学和基于连续介质力学的雪崩动态模拟已逐步发展成熟.该研究可为雪崩运动路径的科学预测与灾害风险评估奠定基础.

    雪崩灾害高海拔水电建设雪崩动力学雪崩流动试验流变模型

    双鱼集群水动力和游动性能研究

    徐康康银波石艳柯郭迪龙...
    919-929页
    查看更多>>摘要:为探索鱼类在群聚游动中水动力相互作用以及游动性能的影响,采用基于虚拟单元的锐利界面浸没边界法对双鱼以不同横向间距、纵向间距和尾摆相位差游动的问题进行了数值研究,并对双鱼的水动力性能和流场进行了综合分析.研究结果表明,在适当的位置和相应的尾摆相位差下,跟随鱼的游动性能可以得到显著的提高,同时影响领头鱼的游动性能.本文建议横向间距的最佳选择不应小于 0.3倍体长.此外,通过考虑流场压力来探究双鱼间的水动力相互作用机制,发现双鱼间推力的产生同时受贴体压力和尾流动力的影响.分析表明,这两种影响的主导地位会随着双鱼间的位置变化而改变,当流向间距小于0.4倍的体长时,由贴体压力主导,当流向间距大于 0.4倍的体长时,则改为由尾流动力所主导.这项研究可以为生物的集群游动力学机理提供一些见解,并支撑仿生潜航器的研制.

    双鱼游动浸没边界法水动力游动性能

    轻敲式原子力显微镜相位成像的理论和实验研究

    曾瑜刘国林关睿魏征...
    930-937页
    查看更多>>摘要:原子力显微镜有多种成像模式,轻敲模式是最为常用的扫描方式.轻敲模式能获取样品表面的高度信息和相位信息,其中相位信息具有更多的价值,其能反应样品表面的物理性质.为了理解原子力显微镜的相位成像机理,本文分别使用振动理论和能量理论推导了相位的理论表达式,发现两种理论方法所得到的相位表达式在本质上是一致的,并由理论结果得知相位与背景耗散和激励频率直接相关.其中背景耗散品的存在会掩盖样品表面的信息,降低相位对比度;而激励频率也会对相位产生极大的影响.本文通过理论和实验分析,发现在扫描过程中存在一个使得相位对比度达到最大的最优激励频率.这些结果对于解释原子力显微镜的相位像,进而在实验中优化相位成像具有重要意义.

    轻敲式原子力显微镜相位成像机理相位对比度能量耗散激励频率

    基于欠驱动滑模控制的非线性无人自行车自平衡控制及抗扰分析

    韦赵滨张奇志周亚丽
    938-947页
    查看更多>>摘要:通过把无人驾驶自行车看作 4个刚体,根据各个刚体的运动特性,采用拉格朗日方程法建立了欠驱动、非线性的动力学模型,研究了无人自行车自平衡运动的控制问题.针对系统的欠驱动特点,采用矩阵变换设计了一种欠驱动滑模控制器(underactuated sliding mode controller,USMC),通过车把转角和车体倾角的反馈信息来控制车把转角以实现无人驾驶自行车的平衡控制.根据李雅普诺夫稳定性理论和Hurwitz稳定判据确定欠驱动滑模控制器参数并进行仿真实验研究.仿真实验表明,欠驱动滑模控制算法能实现无人驾驶自行车在平面内的自平衡运动,在动态性能上优于比例微分(proportional-derivative,PD)控制算法,并具有较好的抗扰性能.

    无人驾驶自行车非线性系统欠驱动滑模控制鲁棒性

    复合材料点阵夹芯板超谐共振特性研究

    马婷张伟
    948-955页
    查看更多>>摘要:基于分层位移场理论以及冯·卡门大变形几何非线性关系,运用哈密顿原理建立了复合材料点阵夹芯板的非线性运动偏微分方程,然后用多尺度方法求解伽辽金离散后的常微分方程,并得到了 3:1超谐共振和1:3内共振同时存在条件下的夹芯板的协调方程.通过数值计算,点阵夹芯板超谐共振时振幅值随着外激励幅值增加反而呈现减小的趋势,被间接激发的第二阶模态对不同微观胞元构型变化的反应很敏感,而第一阶模态基本不受胞元构型的影响.

    点阵夹芯板超谐共振伽辽金复合材料

    基于力流和有限元法的路径规划

    兰鸿辉卢海林乔璐王倩...
    956-962页
    查看更多>>摘要:提出了一种基于力流和有限元法的路径规划方法,旨在解决复杂环境下全局路径规划的问题.将地图等效为由杆单元构成的桁架结构,在起点和终点处施加静定约束条件和相互作用力,通过捕捉点到点的力流解决避障和路径规划问题.力在物体中的传递遵循最短路径原则,因此力流路径不会偏离最优路径太远.根据上述原理设计了基于杆单元的路径规划算法,以简单桁架模型对路径计算过程进行详细演示,并分析了网格对计算效率的影响,证明了算法的可行性.在复杂迷宫地图中用本文算法与A*算法进行对比,结果显示本方法在大规模和复杂地图上具有优势,有限元法的网格构建方式比A*算法更自由,因此使计算规模更加容易控制.

    路径规划力流有限元法杆单元

    不同加载方式下沥青混合料的压实过程与集料运动特性研究

    刘天运王修山张南童刘宇...
    963-974页
    查看更多>>摘要:为探究不同加载方式下沥青混合料的压实过程与集料运动特性,利用智能骨料进行静态压实和旋转压实试验测试;同时采用三维激光扫描设备以及图像处理技术构建具有真实形态特征的粗集料,建立沥青混合料压实过程的离散元模型,并借助智能骨料测试结果对模型进行准确性验证;最后,分析了沥青混合料内部集料运动和接触状况.结果表明,均匀增长的竖向压实载荷无法有效地使颗粒沿水平方向运动,在持续性的竖向载荷以及周期性的揉搓作用下,颗粒水平方向上的迁移和旋转能力得到激发,最终实现材料的致密化;在均匀增长的竖向压实载荷下,试件骨料-骨料间接触力较大,周期性的揉搓作用减轻了试件高压实阻力的形成,使其在后期获得更好的压实效果;靠近载荷作用区域的颗粒所受的运动更加激烈,主动压实区的颗粒运动活跃度大于被动压实区,而边缘区域的颗粒运动变异系数较高.

    智能骨料压实载荷方式集料运动接触状况

    大直径盾构隧道预制中隔墙顶部节点整体受力分析研究

    唐泽人于朋臣朱元昌杜亚南...
    975-981页
    查看更多>>摘要:市域线大直径盾构隧道中隔墙主要承受由列车行驶产生的水平风压载荷,基本不承受竖向外载荷,使得其顶部节点是重要结构,需要对其力学性能进行研究.本文依托上海市机场联络线,介绍了其中隔墙顶部节点构造信息及数值模型等背景资料,随后阐述了不同构造下顶部节点计算分析与结果,最后对可能出现的顶部节点失效情况进行了受力分析.结果表明:今后中隔墙设计可按照连接件与中隔墙间无间隙的情况进行计算;当前连接件的焊缝、黏结强度均有一定安全储备;在可能出现顶部连接件掉落的情况下中隔墙会产生最大42.17 mm的侧向变形.

    大直径盾构隧道预制中隔墙顶部节点力学性能数值模拟

    圆形截面罐体液体晃动的摆锤模型可行性研究

    何烈云刘天兰王冰睿周妍...
    982-991页
    查看更多>>摘要:为研究圆形截面罐体液罐车液体晃动等效摆锤模型的可行性,运用非惯性系下流体Euler方程和均质平面体质心计算公式,构建了液体自由液面倾斜率和质心坐标精确计算模型.得出圆形截面罐体液罐车在横向加速度作用下,液体质心运动轨迹是以罐体截面中心为圆心的一段圆弧,在此基础上提出了一种以液体质心与罐体中心连线为等效摆长的摆锤模型.采用理论计算与计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真技术,分别得到相对应条件下的摆锤振动曲线图像.摆锤振动曲线图像表明,将圆形截面罐体液罐车液体晃动视为摆锤振动具有可行性,可以较好地反映出液体晃动变化规律,方便计算液体晃动时对罐体内壁的反作用力.研究结论可为开展液罐车横向稳定性研究提供理论参考.

    液罐车横向稳定性横向加速度液体晃动摆锤模型

    装配式钢纤维混凝土节点抗震性能研究

    王辉明李灿李汝飞
    992-1003页
    查看更多>>摘要:为提高装配式混凝土节点抗震性能,在装配式梁柱节点核心区后浇混凝土中掺入钢纤维,结合ANSYS有限元软件,建立某装配式梁柱节点精细有限元模型,与试验结果对比验证有限元分析的可靠性.采用细观均匀化方法确定钢纤维混凝土非局部增强塑性损伤微平面模型的参数取值,研究钢纤维体积掺量等因素对节点力学性能的影响,并将钢纤维混凝土节点应用于装配式框架结构,基于OpenSEES平台进行动力时程分析,考察对结构整体抗震性能的改善作用.结果表明:在核心区掺入钢纤维,可提高节点的承载力和延性,提高幅度分别为4.14%~10.52%和2.94%~34.55%.在结构底部节点区增加钢纤维,可减小结构的层间位移、层间位移角和基底剪力,改善装配式框架结构的抗震性能;当钢纤维掺量较高时,对结构整体抗震性能改善不明显.

    装配式结构钢纤维混凝土抗震性能微平面模型OpenSEES