期刊,应用力学学报 2024年卷1期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

应用力学学报

主　　编：陈绍汀

出版周期：双月刊

国际刊号：1000-4939

电子邮箱：cjam@mail.xjtu.edu.cn

电　　话：029-82668756

邮政编码：710049

地　　址：西安交通大学西安市咸宁西路28号

应用力学学报/Journal Chinese Journal of Applied MechanicsCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是由国家科委审批公开发行的中央级学术刊物。主要反映现代力学在工程实际中的应用，及时交流运用控力学理论、计算方法和实验技术在解决工程实际问题中取得的新成果。涉及内容包括流体、振动、强度等方面的问题。

正式出版

收录年代

地聚合物复合材料断裂性能研究进展

韩旭张鹏

1-24页

查看更多>>摘要：混凝土的断裂性能直接影响着结构的安全性和耐久性。研究裂缝在混凝土中的扩展规律，是分析混凝土断裂性能的基础。具有非均质和非线性特性的混凝土是一种多相材料，在其内部存在大量初始裂缝，因此混凝土的断裂机理十分复杂，影响因素颇多。目前，普通混凝土断裂性能的分析方法比较成熟，针对混凝土的非线性特性已经建立了两类模型:便于数值分析的缝面软化模型和便于解析计算的等效弹性裂缝模型。此外，地聚合物是一种低碳环保的建筑材料，具有优异的机械性能、耐久性能和耐高温性能。因此，对于地聚合物复合材料(geopolymer composite，GPC)的断裂性能研究是推广其工程应用的必要前提。地聚合物与普通混凝土具有相似的脆性，研究者们基于普通混凝土断裂力学的分析方法，开展了 GPC断裂性能的研究。本综述梳理了混凝土断裂力学发展历程，概括了 GPC性能的主要影响因素，总结了原材料组成、碱激发剂和纤维对GPC断裂性能的影响，并对GPC断裂性能的未来研究方向进行了展望。

关键词：

断裂力学地聚合物复合材料断裂性能影响因素

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维普

船用机器人爬壁平台研究进展

张永杰张诺杨振胡小才...

25-35页

查看更多>>摘要：船舶爬壁机器人与陆地机器人的不同之处在于其兼具移动和吸附功能，能够于倾斜的船舶壁面上完成爬壁运动，通过配备除锈、清洗、焊接所需的高压水枪、焊枪、图像识别等装置完成对应作业任务，每种作业任务需要的运动机械结构和运行方式也有不同。通过介绍近年来设计制造的爬壁机器人及其爬壁平台，按照其吸附原理和运动特点将其分为磁吸附、负压吸附和仿生类等爬壁平台设计方法，介绍了各类爬壁平台的机械结构设计、运动性能和适用范围，期望能够为未来船用机器人的设计制造和技术发展提供灵感。

关键词：

船舶吸附移动爬壁式机器人仿真吸附技术综述

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典型钛合金壁板高温环境下振动疲劳分析与试验研究

梁元吕锦锋刘江华王斌...

36-41页

查看更多>>摘要：振动和高温一直是影响飞机结构安全的重要因素，受到振动载荷和高温环境联合作用的飞机结构更容易出现疲劳破坏。本研究中的典型钛合金壁板结构形式包括加筋壁板和蜂窝壁板，通过改变壁板厚度、加筋间距以及结构连接方式，使用分析和试验的手段对壁板的振动特性、振动疲劳寿命及破坏部位开展规律性研究。研究发现，加筋壁板破坏部位出现在加筋或连接角片上，蜂窝壁板在8 h试验时间内未出现破坏，壁板厚度、加筋间距以及结构连接形式对壁板振动疲劳寿命影响较小。

关键词：

钛合金壁板振动疲劳高温环境加筋壁板蜂窝

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一种考虑结构非线性的连续突风气弹响应计算方法

肖宇

42-50页

查看更多>>摘要：连续突风气弹响应在工程中一般采用随机理论进行分析求解，通过将全机频响函数，与激励功率谱密度积分，即可得到各自由度均方根值。该方法基于频域线性求解，无法直接进行非线性响应分析。为此本研究基于匹配滤波器理论，提出了一套可考虑结构非线性的连续突风响应工程简化计算方法。通过引入突风滤波器，串联至全机气弹动力学系统，构成了连续突风的时域分析模型。针对所选取自由度的均方根值，通过匹配滤波器理论，计算得到一套各自由度"时间匹配"的响应，在此基础上，针对非线性结构模型，通过调整脉冲激励幅值，寻找最大的响应作为非线性结果，最终建立了一套适合于工程应用的、考虑结构非线性的连续突风响应计算方法。算例表明，本研究所建立的方法针对连续突风，可获得满足工程精度要求的各自由度"时间匹配"的响应，同时可用于结构非线性响应计算。

关键词：

匹配滤波器理论随机理论功率谱密度结构非线性时域

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水陆两栖飞机内流场结构冲击响应特性

吕继航罗琳胤

51-57页

查看更多>>摘要：水陆两栖飞机在航空消防领域具有独特优势，但其在水面高速滑行汲水和空中飞行灭火投水过程中，机体内部的运动水流会带来非定常水冲击效应。对于飞行器的流固耦合问题，以往的研究主要集中于机体外围流场与刚性飞机的相互作用，极少关注内部流场对结构变形和应力分布的影响。为此，根据水陆两栖飞机的使用模式，采用光滑粒子流与结构有限元耦合仿真的方法，开展全机主要影响区域的结构有限元建模和内流场建模，利用流固耦合方式求解机体弹性结构在汲水和投水内流场作用下的动态应力分布。结果表明:飞机高速汲水过程中，箱体结构持续受到内流冲击激励，结构各部位的应力不断变化，部分区域出现应力幅值较大幅度的振荡变化，且水箱隔板在某些时刻的最大瞬态应力达到0。38σb，最大振幅为0。42σmax;飞机采用重力方式空中投水时，箱体结构受到的内流冲击激励相对较弱，端框最大瞬态增量应力为0。15σb，最大振幅为0。22σmax，结构增量应力水平不高，且应力振荡幅度较小。

关键词：

水陆两栖飞机内流冲击SPH动态应力

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齿轨铁路齿条啮合与轮轨滚动接触间耦合作用机理分析

王振寰赵鑫范伟郏殿祥...

58-67页

查看更多>>摘要：针对适于山地轨道交通的齿轨铁路，建立基于显式时间积分的三维齿轨轮对-轨道瞬态接触有限元模型，模型可分析齿轮齿条啮合和轮轨滚动接触间中、高频耦合动力作用。轮对和轨道真实几何，齿轮与车轮轮径差导致"车轮悖论"现象及结构振动等均有考虑，齿轮齿条啮合和轮轨接触采用集成库仑摩擦的"面-面"接触算法求解。对比零和非零轮轨摩擦系数工况，解构"车轮悖论"现象对动态接触的影响。以初步设计的Strub型齿轨铁路为例，分析速度为10 km/h和0‰、240‰、480‰坡度下动态接触现象。结果表明，受齿轮啮合影响，齿条、轮轨接触力均呈现周期性波动，但垂向接触总力和总牵引扭矩分别在重力载荷与牵引扭矩附近波动。"车轮悖论"使齿条垂向力和法向接触应力减小，而轮轨垂向力和法向接触应力增加，齿面切向接触应力与接触斑内滑移区面积相应增加，在坡度240‰下，轮轨摩擦系数由0增至0。2，齿条、轮轨最大法向接触应力由248。69、752。66 MPa增至 195。17、757。44 MPa，最大切向接触应力相应由 24。48、152。84 MPa 变成 21。31、2。14 MPa。轮轨接触斑因发生显著蠕滑呈现全滑移。相同速度及摩擦条件下，坡度增加使齿条垂向力和牵引力增加，轮轨垂向力和牵引力减小，接触应力呈同相变化。

关键词：

齿轨列车显式有限元法瞬态接触接触应力车轮悖论

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曲线线路重载机车轮缘裂纹损伤及影响因素研究

李倩周子伟刘禹清陈再刚...

68-76页

查看更多>>摘要：针对我国某型大功率重载机车在高原多曲线线路上运行时频繁出现轮缘裂纹的问题，采用理论分析、数值模拟与现场试验相结合的方法对机车轮缘裂纹损伤进行研究。首先，基于多体动力学和安定理论，建立了该型大功率重载机车车辆动力学模型及轮缘裂纹损伤预测模型:其次，通过现场测试数据与数值仿真结果对比，验证了模型的正确性;最后，根据该型重载机车运行线路特点，分析了曲线半径、曲线超高、曲线坡度等线路参数及轮缘润滑对重载机车轮缘裂纹损伤的影响规律。研究结果表明，连续小半径曲线是该型重载机车轮缘裂纹产生的主要原因，此外轮缘润滑对机车轮缘裂纹损伤有显著影响，可通过合理的线路参数设置及轮缘润滑来降低机车轮轨动态相互作用，进而减少重载机车轮缘裂纹的发生。

关键词：

动力学仿真轨道车辆轮缘裂纹损伤预测安定图

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高速列车追尾碰撞时乘员头颈部损伤力学响应与风险评估

于振浩敬霖黄志辉

77-89页

查看更多>>摘要：基于代表我国50th百分位男性人体特征的假人模型，构建了列车-假入一体化被动安全性仿真分析有限元模型，分析了列车追尾碰撞过程中乘员的运动姿态，探讨了乘员头/颈部的生物力学响应特征，揭示了座椅排次对乘员头/颈部损伤响应的影响机制，建立了基于生物力学参数的乘员头/颈部损伤风险预测模型。结果表明:追尾列车中乘员面部与前排座椅的碰撞接触可能会引起原发性脑干损伤，乘员颈部前/后弯曲均会导致下颈部颈椎出现较大应力，而颈部前/后弯曲分别导致上颈部和下颈部椎间盘出现较大应力;现有标准中规定的Nij耐受限值会显著低估列车追尾碰撞中乘员颈部的损伤情况。

关键词：

高速列车追尾碰撞全体段缩放方法力学响应损伤评估

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移动荷载作用下基于主成分分析的斜拉桥拉索损伤识别分析

徐翔宇刘习军张素侠

90-99页

查看更多>>摘要：提出了一种基于主成分分析的斜拉桥拉索损伤识别方法来实现斜拉索损伤识别。该方法首先采集移动荷载激励桥面时拉索结构的加速度响应，然后采用主成分分析法对时域信号进行降维处理，提取降维后信号的统计学数据，结合D-S证据理论构造多阶统计矩融合指标进行识别。以天津永和桥为例，利用有限元进行数值模拟，分别针对斜拉索损伤程度、荷载质量、荷载移动速度对损伤识别精度的影响进行了探究。分析结果表明，所提方法具有良好的识别效果，有较好的噪声鲁棒性。

关键词：

斜拉索主成分分析移动荷载损伤识别

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IKAROS太阳帆第一阶段展开过程的动力学行为分析

胡伟鹏淮雨露徐萌波薛荣刚...

100-105页

查看更多>>摘要：空间结构的在轨展开涉及到复杂的高维强非线性动力学问题，这些动力学问题的建模及仿真技术是航天动力学领域的难题，也是对在轨展开过程施加控制的前提条件。本研究以IKAROS太阳帆在轨第一阶段展开过程为例，基于哈密顿变分原理，建立中心刚体-主动伸长柔性梁耦合动力学模型;采用保结构分析方法，关注动力学系统的局部动力学行为，在恒定转矩驱动和恒定功率驱动两种工况条件下，对IKAROS太阳帆第一阶段展开过程进行仿真;发现两种工况条件下的中心刚体转动角速度演化规律差别显著，恒定转矩做功将导致中心刚体的转动稳定性变差，同时，恒定功率驱动工况下，IKAROS太阳帆第一展开阶段节能效果较好。

关键词：

IKAROS太阳帆中心刚体-主动伸长柔性梁模型保结构在轨展开动力学

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