期刊,应用力学学报 2024年卷3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

水凝胶力学性能强化及典型应用研究进展

秦广照贾博清王斌王佳翔...

485-498页

查看更多>>摘要：水凝胶在生物医学、脑机接口、传感器、制动器等高科技领域具有广泛的应用前景。然而，水凝胶在面对不同应用环境时仍存在力学性能上的挑战，包括易发生拉伸断裂、塑性变形以及疲劳破坏等问题，这严重限制了其应用范围。为了增强水凝胶的力学性能以适应不同的工作条件，本研究对当前不同组分水凝胶所具备的力学性能以及多种力学强化水凝胶的典型应用进行了综述。首先，对水凝胶的成分构成进行了介绍，包括天然聚合物水凝胶和合成聚合物水凝胶等。进而，通过系统总结不同水凝胶的力学特性和强化方式，深入剖析了抗拉强度、黏接强度和疲劳阈值等力学性能的优化途径。最后，指明了具有优秀力学性能水凝胶相应的应用场景，并对未来的发展方向进行了展望。本综述提供了水凝胶力学性能提升的多元化视角和解决方案，为设计特定需求的新型水凝胶材料提供了科学指导。

关键词：

水凝胶力学性能组成成分应用场景

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改进的基于贝叶斯框架和Lamb波的复合材料损伤定位方法

范朝珠李志强刘鹏王菡...

499-508页

查看更多>>摘要：研究了一种改进的在贝叶斯框架下将椭圆轨迹法与概率成像法进行概率集成的重构算法，通过研究Lamb波在复合材料层合板上的传播特性，对重构算法进行改进，解决了原有算法对于传感器网络边缘的分层损伤定位不准确的问题。本研究还以曲面复合材料层合板为例，进行了几种不同分层损伤工况下的有限元分析，提出了权重系数β，为该方法应用在曲面复合材料层合板上提供了可靠的解决方法。结果表明，改进的重构算法可以实现对传感器网络边缘分层损伤和曲面复合材料板分层损伤的精准定位，定位的绝对误差小于1 cm。

关键词：

复合材料分层损伤贝叶斯损伤成像信号处理

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基于燃油离心泵叶轮轴向力测试技术的研究

邹品文马高长严社斌杨栋柱...

509-515页

查看更多>>摘要：燃油离心泵的叶轮轴向力平衡设计是提升产品性能、寿命、可靠性等技术指标的重要途径，随着航空发动机技术的发展，对燃油离心泵叶轮轴向力平衡设计提出了更为苛刻的要求;现有设计技术、仿真技术、测试技术难以准确指导叶轮轴向力平衡设计，造成燃油离心泵异常磨损等故障频发。通过对燃油离心泵结构特征、工作原理进行分析，设计了一种燃油离心泵工作过程中测试叶轮轴向力的新技术，该技术将燃油离心泵工作过程中承载的轴向力传递给作动筒活塞，再使用闭环控制原理，控制作动筒两腔液压力保证在叶轮轴向力作用下作动筒活塞位置保持不变，通过作动筒两腔液压力和液压作用面积即可算出叶轮轴向力的大小;本研究的测试技术可以有效指导燃油离心泵叶轮轴向力平衡设计，优化产品结构从而提高产品可靠性。

关键词：

燃油离心泵叶轮轴向力平衡设计新技术测试难题

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含表面双裂纹的钻杆管体断裂性能研究

张智亮林莹莹钱光阳李文军...

516-523页

查看更多>>摘要：钻杆刺漏是钻杆在服役过程中最常见的失效形式，而钻杆表面裂纹的扩展是钻杆发生刺漏的直接原因。为更有效地评估钻杆表面含有多条裂纹时的安全性能，以某超深直井G105钻杆井口段为研究对象，建立管体外表面双裂纹有限元模型，分析了拉扭载荷下裂纹间距、次裂纹尺寸以及走向对环向主裂纹前缘J积分的影响。结果表明:轴向排列的环向次裂纹是相对最安全的，可大幅消减钻杆主裂纹前缘的J积分;环向排列的环向次裂纹相对最危险，可大幅增大钻杆主裂纹前缘的J积分;轴向次裂纹可增大钻杆主裂纹前缘或部分前缘的J积分，但增幅相对环向排列的环向次裂纹来说要微弱得多。次裂纹对主裂纹前缘J积分的影响强度随两裂纹间距的增大或次裂纹尺寸的减小而减小。因此在对含表面双裂纹的钻杆进行分析时，在次裂纹尺寸较大且距离较近的情况下应考虑次裂纹的影响;在次裂纹尺寸较小或距离较远时则可忽略次裂纹，将模型简化为单裂纹钻杆模型进行分析。

关键词：

钻杆双裂纹J积分安全评估

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压剪作用下单一闭合裂纹起裂扩展研究

徐海铎李宏艳梁冰孙中学...

524-535页

查看更多>>摘要：构建了压剪作用下单一闭合裂纹尖端应力场方程，应用最大周向应力准则分析了翼裂纹开裂角，侧压系数k对应力场和翼裂纹起裂扩展的影响，单轴压缩下裂纹倾角α对翼裂纹起裂应力的影响。通过单轴压缩试验及三轴文献数据对比验证了理论解的正确性。研究表明:开裂临界相对尺寸λ→0或裂纹倾角α→45°，T应力对翼裂纹开裂角的影响作用可以忽略;周向拉应力随侧压系数k的升高而降低，翼裂纹起裂所需轴向应力增大;围压对翼裂纹的扩展存在抑制作用，且裂纹面有效剪应力大于0时抑制作用更强;试验观察到预制裂纹尖端出现翼裂纹和少量的反翼裂纹和共面剪切裂纹，翼裂纹的开裂角在预测值附近上下波动;单轴压缩，翼裂纹起裂应力随裂纹倾角的增大而增大;三轴压缩，翼裂纹起裂应力随侧压系数的增大而增大，与模型预测的变化关系具有一致性。

关键词：

T应力有效剪应力翼裂纹侧压系数周向应力单轴压缩试验

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圆钢管超高性能混凝土短柱偏压力学性能研究

王秋维梁林王程伟苏宁粉...

536-545页

查看更多>>摘要：为研究钢管超高性能混凝土短柱的偏压性能，以荷载偏心率和钢管径厚比为变化参数，设计了 12个圆钢管UHPC短柱试件并对其进行偏心受压加载试验，分析了该类构件的破坏模式、荷载-挠度曲线、钢管应变和变形系数等，考察了主要因素对短柱偏压性能的影响规律。结果表明:试件的破坏特征为钢管屈服和核心混凝土压坏;荷载-挠度曲线有较明显的峰值点，偏心率越大和径厚比越小，曲线的下降段越平缓;达到60％峰值荷载时，钢管开始产生明显的约束作用，达到90％峰值荷载时，截面变形不再符合平截面假定;偏心率增大使试件的承载力和刚度下降，而径厚比减小可降低这种不利影响。在试验基础上，结合数值模拟对短柱的N-M曲线进行分析，建立了临界偏心率和套箍系数的关系表达式，并基于此提出短柱偏压承载力实用计算方法，理论与试验结果吻合较好。

关键词：

钢管超高性能混凝土偏压短柱数值分析N-M关系承载力计算

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圆钢管再生镍铁渣混凝土柱偏压力学性能研究

罗才松王枫轩付朝江祁皑...

546-556页

查看更多>>摘要：为了研究再生粗骨料取代率和偏心距对圆钢管再生镍铁渣混凝土柱力学性能的影响，设计了 13个试件进行轴心和偏心受压试验，分析试件的荷载-跨中挠度曲线、侧向挠度曲线、刚度退化和耗能。在普通钢管混凝土的研究结果基础上，回归拟合适用于钢管再生混凝土的压弯承载力预测公式。结果表明:偏压试件的挠度沿柱高呈对称分布，形状符合正弦半波曲线;加载过程中截面中性轴的位置向受压区偏移，表明受压区面积逐渐缩小，受压区高度减小;当取代率超过30％后，随着再生粗骨料取代率的增加，试件的极限承载力降低，刚度逐渐退化，试件破坏时的耗能系数表现为降低的趋势;随着偏心距的增大，试件的极限承载力降低，侧向挠度曲线的包络面积逐渐增大，刚度逐渐退化;根据拟合的压弯承载力计算公式得到的计算值与试验结果吻合较好。

关键词：

钢管再生混凝土镍铁渣偏压试验刚度退化耗能能力承载力公式

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基于静态凝聚法的蜂窝芯轴向变胞元非均匀排布优化

张旭王子沱李伟

557-566页

查看更多>>摘要：为了有效改善蜂窝结构的强度与刚度，提出利用静态凝聚法实现变胞元的几何参数和非均匀排布同时优化的方法。根据卡氏定理，推导胞元的等效弹性模量和泊松比;沿轴向均匀划分蜂窝芯为若干列子结构，利用有限元法得到子结构的刚度矩阵;采用静态凝聚法建立超单元刚度矩阵，依据超单元节点编号装配获得蜂窝芯的整体刚度矩阵;计算蜂窝芯在剪切载荷作用下的结构变形，并与ANSYS结果比较分析。以子结构的个数以及胞元的夹角、夹板宽与斜壁长之比为设计变量，胞元的等效弹性模量最大和蜂窝芯的变形最小为设计目标，利用改进的粒子群算法进行优化并研究蜂窝芯优化前后的静、动态特性变化规律。结果表明:变胞元非均匀排布优化后，最大的位移、应力、应变均明显减小，且激励频率等于第二阶固有频率时振动最为强烈。研究结论可为蜂窝结构变胞元排布的优化设计提供指导。

关键词：

蜂窝芯变胞元非均匀排布静态凝聚法

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加热方式对花岗岩力学性能影响的试验研究

高经纬程绍桐范立峰

567-574页

查看更多>>摘要：为了对比微波加热和传统加热对花岗岩力学特性的影响，采用微波加热和传统加热两种方式对花岗岩进行了不同温度加热处理(分别是300、500、600、800 ℃)，对加热后的试样分别进行密度、纵波波速测量和单轴压缩试验，分析了两种加热方式下密度、波速、应力应变曲线、单轴抗压强度和弹性模量随温度变化规律，讨论加热方式对花岗岩性能的影响。结果表明:两种加热方式下，花岗岩的密度、波速、单轴抗压强度和弹性模量均随加热温度升高而降低，并且在500～600℃范围内降低速率最大。在相同加热温度下，微波加热会使花岗岩的密度、波速、单轴抗压强度和弹性模量下降得更多。两种加热方式诱导的差异性随加热温度升高而增加。相比于传统加热，微波加热时间更短，一般仅为传统加热时间的1/7，微波加热在降低花岗岩性能方面效率更高。

关键词：

高温岩石微波加热传统加热单轴压缩

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多维平行六面体模型非概率可靠性灵敏度分析

乔心州裴金星刘鹏方秀荣...

575-584页

查看更多>>摘要：可靠性灵敏度能够反映基本变量分布参数对可靠度的影响程度，为可靠性分析与优化设计提供指导。提出了一种基于多维平行六面体模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。首先，给出基本变量域完全位于安全域时采用非概率可靠性指标，而基本变量域与安全域有交集时采用非概率失效度作为可靠性度量的原因。其次，推导结构线性系统的可靠性灵敏度解析式，并进一步探讨所提方法对结构非线性系统的适应性问题。最后，通过3个工程算例验证文中方法有效可行。

关键词：

非概率可靠性灵敏度分析多维平行六面体模型可靠性指标失效度

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