高等学校水力学课程教学初探

水力学课程是工科院校中石油、土木、水力、环境、动力化工等专业重要的基础课。教学时应讲好绪论、开头部分,给学生恰当补充数学知识,巧妙处理好重点难点问题,这样有利于提高课堂教学效果。

用中心差分方法计算轴对称圆柱中的弹性波传播

利用中心差分法离散二维轴对称波动方程,计算了轴对称结石中的弹性波传播.结果表明:中心差分方法对具有规则几何形状的结石模型中位移波的传播模拟简单、容易实现,能够很好地反映位移随时间变化的情况.

浅谈提高《材料力学》课程教学质量的手段和方法

本文结合教学实践,从提升教师自身教学基本功、与实际相结合、人文社科知识渗透以及多种教学手段、方法的运用等四个方面论述了提高学生学习兴趣,提高教学质量的手段和方法。

体外冲击波碎石技术的力学机理的研究

体外冲击波粉碎结石术(extracorporeal shock wave lithotripsy,ESWL)是冲击波和聚焦原理在医疗领域的最成功的应用,因其无手术介入,使用方便,碎石率高,治疗费用低,已成为尿路结石的首选治疗方法.但是这种技术也有尚待完善之处,例如:对于大结石ESWL的治疗效率较低;对人体组织有短期或长期的副作用,甚至可能造成器官功能的不可逆性丧失等.ESWL通过一系列作用力粉碎结石和损伤人体组织的过程颇为复杂.从ESWL技术诞生之时起,人们就同步开展了关于ESWL的实验室的和临床的基础研究,以期达到最好的碎石效果和最小的副作用.至今ESWL的破坏机制逐渐被人们所认识,但仍然存在争论,冲击波直接的破坏机制已经比较清楚,而它诱发的空化破坏机制是当前ESWL研究的一个具有挑战性的热点.评定碎石机冲击波以及碎石效率的标准还在不断的完善之中.

ESWL中的空化效应

基础理论分析、数值模拟、体外实验及临床实践均说明体外冲击波粉碎结石技术(ESWL)中的空化现象既是碎石的主导机制之一,也是人体组织损伤的主要因素之一。对ESWL中的空化效应迄今为止的研究作了综述,为进一步研究ESWL奠定基础。ESWL中空化效应的研究还面临着很多的困难和挑战,需要理论研究的深入,数值方法的创新以及实验技术的不断改进,还必须进行大量严格的临床实验。与理论分析和实验技术条件相比,数值模拟是研究ESWL中空化现象的一种经济而安全的方法。

热扩散对脉冲电流烧结初期驱动力的影响

基于温度梯度引起的热扩散通量是烧结颈部物质迁移的额外驱动力,建立了氧化铝颗粒非等径两颗粒模型,引入将热传播速度定义为有限值的广义热弹性理论,研究了脉冲电流烧结初期热扩散对烧结驱动力的影响。数值计算表明,脉冲电流烧结过程的热扩散通量远大于颈部曲率驱动的空位扩散通量,说明在烧结初期热扩散提供的驱动力占主要地位。小颗粒越小,热扩散与空位扩散通量的比值越大,越容易烧结。

热冲击下含椭圆形裂纹热障涂层热力耦合分析

针对局部受强瞬态热冲击作用下的含椭圆形裂纹的三层热障涂层系统,采用L-S型(Lord和Shulman)广义热弹性理论,建立二维热力耦合方程组及相应边界条件,初始条件和连续性条件。对涂层系统的温度场和应力场数值计算表明:热波到达裂纹时,裂纹尖端附近的温度和应力均产生突变。当裂纹在陶瓷层中或在陶瓷层和氧化层界面时,热波在裂纹面上会产生反射和透射现象;同时压应力突变为拉应力,在陶瓷层和氧化层中产生热失配效应。

陶瓷颗粒增强复合材料细观力学模型

复合材料属性的预测是研究其力学性能的关键,根据Eshelby均匀弹性体球形夹杂区域内部与外部应变场思想,建立预测复合材料属性的细观力学模型,同时考虑基体介质中任意两球形颗粒间直接相互作用对复合材料属性的影响,并与传统平均场细观力学模型预测结果进行比较。

不倒翁的动力学分析

为了潜在的工程应用以及为不倒翁类儿童玩具的设计计算提供参考,建立了不倒翁在圆形曲面上作纯滚动时的动力学方程,给出了其作纯滚动且能回摆的限制条件,分析了其稳定性.求出了其在水平面上作纯滚动时主要动力学参数计算公式,借助软件具体分析了一个不倒翁的运动特征,绘制了其主要动力学参数曲线.发现其角速度α、角加速度¨α和法向反力Fn随初始摆角α0递增,而切向摩擦力Ft则随初始摆角α0递减;当α0介于0与0.12rad之间时,摆动周期T与α0近似呈线性关系,且T≤1.01s;当α0超过0.12rad时,T与α0呈非线性关系,且T>1.01s;当α0趋近于π时,T趋近于无穷大.

局部热冲击作用下热障涂层热力耦合问题研究

针对局部受强瞬态热冲击作用下的四层热障涂层系统,采用非Fourier热传导定律,建立二维线弹性热力耦合方程组及相应边界条件和初始条件。对热障涂层的温度场和应力场进行模拟,并分析其可能产生破坏的原因。结果表明,热在涂层中是以波的形式传播的,并在界面上产生反射和叠加,具体给出了热波波前的传播路径。最高温度和最大应力总是出现在热波波前区域。由于材料性质不同,陶瓷层和氧化层界面产生热失配现象,可能会使界面处发生剥离,使涂层失效。

陶瓷增强功能梯度材料等效特性细观力学模型发展与分析

根据Eshelby提出的均匀弹性体椭球夹杂区域内外点的应变场思想,考虑复合材料中嵌入基体的任意两球形颗粒之间直接相互作用对复合材料等效特性的影响,提出预测功能梯度材料等效材料特性的细观力学方法,并在组分材料含量相近区域引入过渡函数。

圆形支承面上不倒翁的力学特性分析

为方便不倒翁类玩具或类似工业产品在设计时对其力学特性的分析,文章进一步优化了不倒翁的动力学微分方程和滑动临界曲线以及翻转临界曲线,较详细地给出了各力学参数的计算公式,分析了不倒翁各力学参数与支承面的凸凹性的关系。主要结论是:(1)在凸面上,角速度、周期、角加速度、临界滑动初始摆角和临界翻转初始摆角随凸面的半径增大而增大,但始终比在凹面上的小;切向反力和临界滑动所需静摩擦因数随凸面的半径增大而减小,但一般比在凹面上的大。(2)在凹面上,角速度、周期、角加速度和临界滑动初始摆角随凹面的半径增大而减小;切向反力随凹面的半径增大而增大。(3)法向反力随支承面的凸凹性的增减关系还与摆角有关。

任意四边形形心计算的组合法探讨

任意四边形都可以分解为两个三角形的组合,基于组合法推导得到了任意四边形形心坐标计算的一般公式。结果可以应用于工程中广泛使用的梯形截面。

地铁施工通道下穿既有高速公路施工过程的数值模拟

地铁施工通道下穿既有高速公路的施工过程,易诱发上方高速公路路面沉降,影响公路正常运营.以某地铁施工通道为例,运用ABAQUS对其施工过程进行三维动态模拟,重点分析了通道开挖对上方高速公路路面沉降的影响,得到了各个开挖阶段的路面沉降值以及支护结构应力变化规律.数值计算表明,通道的开挖不会危及上方高速公路的正常运营.

隧道施工对上方既有输气管道结构安全的影响分析

采用ABAQUS软件建立拟建隧道和上方既有输气管道的三维有限元模型,利用"生死"单元对拟建隧道分步开挖和支护进行模拟.分析开挖过程中土体的沉降和塑性应变、混凝土支护结构的应力,重点研究既有输气管道的沉降量及应力分布.数值计算表明:开挖结束后混凝土支护的最大拉应力、管道的最大沉降值以及管道最大应力均未超过许用值,拟建隧道开挖后上方输气管道是安全的.

应用型大学流体力学课堂教学方式改革探索及实践

以培养应用型人才为目标,在我校向"应用型特色科技大学"转型的背景下,考虑流体力学课程特点以及目前教学存在的问题,从教学内容、方法和实践环节进行有针对性的改革,并将CFD引入课堂教学,提高学生解决工程问题的能力。

应用型本科高校流体力学课程考核方式及实践环节改革探索

针对以培养应用型人才为目标的流体力学大纲要求,考虑目前教学过程中课程考核方式单一和实践环节缺失的问题,作者对流体力学课程考核方式和课程实践进行改革,开展多元化的考核方式和面向应用的实践环节,旨在培养学生解决实际工程问题的能力。

理论力学课程案例式教学改革探索

力学是工科的一个重要基础学科。适应应用型高校理论力学课程少学时的教学现状和相关国家行业规范,建设理论力学课程创新实验和特色应用型工程案例库,有助于激发学生学习兴趣,增强工科学生卓越工程师培养的力学基础能力,强化学生的工程应用能力。

热力耦合作用下脉冲电流烧结初期驱动力研究

采用L–S型广义热弹性理论,建立了氧化铝粉末非等径三颗粒模型,探究脉冲电流烧结过程的热力耦合传播规律和烧结驱动力。结果表明,三颗粒系统中小颗粒的温度明显高于大颗粒,在颈部形成高温度梯度,由温度梯度形成的热扩散通量与空位扩散通量共同为脉冲电流烧结初期颈部物质迁移提供驱动力;随着烧结过程的进行,热扩散对烧结驱动力的影响越大;三颗粒系统的计算值小于两颗粒系统,这是由于两颗粒系统产生的热耗散较小。

功能梯度材料板安定区域优化（英文）

采用遗传算法优化功能梯度材料陶瓷相体积分布并考虑了金属相材料的强化,得到了循环力/热耦合作用下的功能梯度材料板的最佳安定区域,其中功能梯度材料热物参数空间分布规律采用一个指数函数描述,并给出了Al/SiC功能梯度材料板优化后的安定区域图。