包装工程与流体力学的一些关系(上)

从学术视角研究包装工程与流体力学的一些关系 .阐述了包装工程中的流体力学现象与包装阻隔模型 ;根据流体力学的相关原理、公式 ,分别论述了液体包装容器底部受力、气体包装中的溢散规律、物品包装中介质扩散的机理与包装防潮原理 .已有的研究提示 。

复杂多相流体的介观模拟:耗散粒子动力学方法及应用

在悬浮液、乳液和泡沫等复杂多相流体中,离散分布着大量的纳米至微米尺度的颗粒、液滴和气泡等,在流动作用下这些离散相物质呈现出复杂的个体或群体运动行为,进而显著影响这些复杂多相流体的宏观流变和流动行为.针对这类流体,开展介观尺度数值模拟成为一种有效且相对经济的研究手段.其中,耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics,DPD)方法是一种具有代表性的介观尺度数值模拟方法,由于其粒子方法的特质,DPD方法适合用于上述复杂多相流体内部结构的数值建模和数值模拟研究.本文对近年来DPD方法在颗粒悬浮液、乳液和气泡等复杂多相流体模拟方面研究进展进行了系统的介绍,深入探讨了DPD方法在复杂多相流体介观模拟方面的针对性改进以及当前存在的不足,并对DPD方法的研究和应用进行了总结和展望.

软体智能机器人的系统设计与力学建模

机器人或机电装备通常由电机模组、液压元件、齿轮和铰链等硬质部件构成,具有动力足、精度高等优点,但在实现低噪声、高安全系数与亲和性等方面存在挑战.受自然界生物体的柔软特性与高环境适应性的启发,设计制造软体机器人是近年来机器人领域的研究热点.作为软体机器人的核心构成部分,智能软材料可在外界不同刺激下产生不同响应,具有材料柔韧、生物相容性好、易于制备、价格低廉等优点,可广泛应用于机器人的设计与制造.几类典型的具备驱动功能的智能软材料与结构获得广泛的研究,包括气动软体肌肉、形状记忆合金/聚合物、离子交换聚合物、介电高弹体、响应水凝胶等.本文介绍了多种驱动类型的软体智能机器人研究成果,并从软体智能机器人的系统设计与力学建模两个方面进行了归纳分析与讨论.

弹性力学平面直梁问题的一种通用求解策略

不同边界条件下狭长等矩形截面直梁在各种载荷作用下的响应分析是弹性力学平面问题教学的主要内容之一。针对直梁的主要边界受多项式载荷作用这一情形,介绍一种通用的理性求解策略,即根据载荷形式确定应力函数形式,进而利用严谨的数学推导一步一步获得多项式形式的弹性力学解析解。针对线性分布载荷作用下一端简支一端固支的直梁,给出了应力函数的解析表达式,通过与基于有限元法的应力计算结果的对比,验证了其正确性。

肿瘤细胞通过对基质纤维重塑影响局部侵袭的细胞力学机制

目的癌症转移始于早期的肿瘤细胞局部侵袭,在此期间,癌细胞从原发肿瘤中脱离,穿透细胞外基质(ECM),然后侵入邻近组织。然而,脱离和穿透过程中的细胞力学机制尚未完全理解。方法开发了一种双肿瘤球系统,通过实验原位观察肿瘤的侵袭和数值模拟进行定量分析来研究局部侵袭的力学机制。肿瘤球的制备采用的是经典的悬滴法,在获得合适的双肿瘤球后,通过加入适量的胶原溶液以完全淹没肿瘤球。此外,采用粗粒化建模方法来模拟肿瘤球和ECM纤维网络之间的相互作用。模拟是通过自主编写的FORTRAN代码进行求解运算。结果和结论细胞主动收缩产生的张力场在肿瘤侵袭中起着关键作用,是侵袭过程中重塑胶原纤维的驱动力。重塑的胶原纤维由于纤维基质的硬化,促进了细胞的极化和迁移,纤维的有序排列也有利于癌细胞的侵袭。抑制细胞收缩力能够消除ECM重塑,并显著减少癌细胞的侵袭。本研究通过开发的考虑细胞与ECM纤维之间相互作用的粗粒化细胞模型,预测了纤维网络的张力场以及肿瘤侵袭过程中的细胞极化迁移。本研究强调了肿瘤转移早期阶段细胞力学的作用,并可能为癌症治疗提供新的治疗策略。

功能梯度材料与结构的若干力学问题研究进展

功能梯度材料的宏观材料特性在空间上是连续变化的,因此即使在线弹性理论范围内,由于控制偏微分方程是变系数的,相应的力学分析具有很大的挑战性.综述了功能梯度材料与结构若干力学问题的最新研究进展,包括功能梯度材料梁、板、壳结构的解析解与半解析解以及简化理论的研究、功能梯度材料结构的数值计算方法研究、功能梯度材料的断裂力学研究.最后对未来功能梯度材料与结构的力学研究进行了展望.

基于动力学有限元的树在风中摇曳动画

建立了阔叶树在风中的摇曳的有限元模型.考虑了风场与和树之间流固耦合效应,探讨了由平均风压和旋涡脱落引起的2种不同的振动模式,提出一种加速有限元求解的虚拟材料法.通过该模型可以模拟不同风力等级下树的晃动,树的晃动程度与风力等级表中的相符;并通过模拟结果数据库,可生成树在风中摇曳的动画.

新型纳米结构金属材料的力学性能及变形机制

"纳米结构"化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.该文综述了与上述科学问题相关的新型纳米结构金属材料的微观组织结构表征及力学性能测试、强韧化机制计算模拟方面的研究进展.并讨论了急需从微观尺度上就新型纳米结构金属材料的特征力学行为和关键变形机制开展深入、系统研究.

物品包装临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数关系初探

运用经典的加速度损坏边界和新提出的位移损坏边界理论 ,研究了线性包装系统临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数 (缓冲衬垫刚度、最大可压缩量 )间的关系 ,并给出了数值解 。

表面涂层系统与基底结合的一种解析分析方法

表面工程中的涂层 ,由单层涂层发展到多层涂层与复合涂层 .多层涂层已得到很多应用 ,进行其机械性能的分析对于发展微机械等技术有着重要的意义 .从弹性力学平面问题的艾雷应力函数解法出发 ,通过傅立叶变换 ,得到了多涂层系统的解析结果 .与通用有限元程序 ANSYS的计算结果比较 。

基于φ取值区间的D-P系列准则与M-C准则匹配方法

在边坡稳定安全系数求解中,与传统M-C(Mohr-Coulomb)准则相匹配的D-P(Drucker-Prager)准则有平面应变莫尔-库仑匹配D-P准则或者莫尔-库仑等面积圆D-P准则,但这些结论都建立在对边坡算例个别参数试算的基础上,具有"平均和综合"意义,对参数确定的具体边坡,从"平均"意义得出的匹配结论可能存在较大偏差。本文在前人研究基础上,提出了一种在DP系列准则间进行边坡稳定安全系数转换的新方法,即用π平面上D-P系列准则半径比值作为安全系数转换系数,并通过已有算例进行了验证。在此基础上,进一步提出基于内摩擦角φ取值点的D-P系列准则与M-C准则匹配方法,在算例演示中,只需将边坡取不同φ值时DP1准则和M-C准则计算得到的安全系数比值数据,加入内摩擦角～DP半径比值的二维空间,通过比较各曲线在相应φ值的竖向截距即可得到最佳匹配准则。

2011 年软物质力学高级讲习班简介

由国家自然科学基金委员会数理科学部主办,中国力学学会、北京国际力学中心（BICTAM）协办,浙江大学承办的软物质力学高级讲习班于2011年12月21～27日在杭州浙江大学举办.

辛求解体系下功能梯度材料平面梁的完整解析解

采用辛弹性力学解法,求取弹性模量沿轴向指数变化,而Poisson比保持不变的功能梯度材料平面梁的完整解析解.通过求解被Saint-Venant原理覆盖的一般本征解,建立起完整的解析分析过程,进而给出平面梁位移和应力的精确分布规律.传统的弹性力学分析方法常常忽略被Saint-Venant原理覆盖的解,但这些衰减的本征解对材料的局部效应起着较大的影响作用,可能导致材料或结构的突然失效.采用辛求解方法,充分利用本征向量之间的辛共轭正交关系,得到了功能梯度材料梁的完整解析解.两个数值算例分别将功能梯度材料平面梁的位移和应力分布与相应均匀材料情形的结果进行比较,研究了材料非均匀性对位移和应力解的影响.

第六届全国固体力学青年学者学术研讨会报告综述

简要介绍了在兰州大学召开的第六届全国固体力学青年学者学术研讨会的情况,概括总结了与会学者所做的学术报告内容,并就新时期固体力学的发展提出了一些思考和建议.

基于分子动力学与耗散粒子动力学串行耦合的面心立方金属粗粒化模型（英文）

通过全原子分子动力学(MD)与等温耗散粒子动力学(DPD)的串行耦合,提出了面心立方金属粗粒化模型的建立方法。该方法将一定数量的原子粗粒化为单个介观DPD粒子,假设DPD粒子间作用势的表达式为Sutton-Chen势函数形式,利用遗传算法,以MD和DPD计算的单晶金属常温(298K)等温线相一致为目标,确定了DPD粒子间作用势函数的参数。对单晶铜纳米棒的轴向拉伸开展MD和DPD对比模拟,发现在纳米棒弹性响应阶段,两者计算结果吻合较好,而屈服应力和屈服应变存在一定差距。建议在优化DPD势函数参数时,引入更多的材料力学响应信息,进一步提高介观DPD模型的准确性。

第十八届美国理论与应用力学大会总结

1会议概况2018年6月5—9日，第18届美国理论与应用力学大会(18th U.S.National Congress of Theoretical and Applied Mechanics,USNCTAM2018)在美国芝加哥召开.本次大会由美国力学国家委员会和中国力学学会联合主办，旨在探讨和交流近四年世界范围内在理论和应用力学领域的基础研究、创新技术的最新进展，吸引了来自世界各地的近千名专家学者参会，其中近300人来自中国.本次会议分为固体力学、流体力学、计算力学、生物力学和动力学与控制五大专题，并增设了博士与博士后职业发展研讨会和女性研究人员社交活动.大会由美国塔夫斯大学曲建民教授、美国西北大学Wing Kam Liu教授、浙江大学杨卫院士(中国力学学会理事长)和北京理工大学方岱宁院士(中国力学学会副理事长)担任共同主席.本次大会展现了中国科学研究在力学领域的雄厚力量，多数学者报告了近两年在国际前沿方向的研究成果.

结构变形实测的DSCM测量系统开发与应用

结构变形测量是指导工程施工和评价工程质量的一项重要技术指标。文章介绍一种新的非接触式、零加强效应和高精度光学测量系统——DSCM测量系统的开发和应用。系统主要有三大模块:图像采集、像素标定和位移计算。同时,提出了相关匹配搜索的十字搜索法。大量的实验室对比实验和工程实测结果表明,此系统的精度完全满足工程测试的要求,具有很好的推广价值和广阔的应用前景。

中国力学大会-2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会简介

1会议概况 值此钱学森诞辰100周年和明年即将在北京举办第23届“世界力学家大会”（ICTAM一2012）之际，由中国科学技术协会和国家自然科学基金委员会指导，中国力学学会和哈尔滨工业大学主办，哈尔滨工业大学和中国力学学会办公室承办，中国科学院力学研究所、清华大学、

基于M-φ关系的工形PC弯曲梁的宏观分析模型

工形预应力混凝土(PC)梁在实际工程结构中的应用非常广泛,T形、倒T形和矩形梁都是工形梁的特殊简化形式,建立简单实用的工形PC梁的分析模型非常有实际意义.从材料非线性本构关系出发,通过截面分析导出工形PC截面的弯矩—曲率(M-)关系,由此确定沿梁长度方向所有单元的抗弯刚度,建立起考虑材料非线性的工形PC弯曲梁的宏观有限元模型.试验梁分析结果与试验数据对比表明,该模型能模拟PC弯曲梁整个加载过程的非线性结构响应.