力学与工程科学系创新管理体制促进学科发展

2004年北京大学力学与工程科学系创新管理体制,用新的“学科点管理体制”取代了“教研室管理体制”。“学科点”管理体制对提高管理工作效率、加速学科发展、加强教师队伍和人才梯队建设必将产生巨大的保障作用。

多柔体系统碰撞动力学研究综述

多柔体系统碰撞动力学研究具有重要的研究价值和工程实际意义，本文针对多柔体系统碰撞动力学研究中的几个基本问题进行了全面的分析和评述，其中包括多柔体系统动力学方程的描述、碰撞模型的建立、铰接间隙引起的碰撞问题、数值算法、实验研究、控制等几个方面，并根据目前的发展现状和研究中存在的问题。

多柔体系统动力学碰撞研究中的若干基本问题

本文针对多柔体系统动力学碰撞研究中的几个基本问题进行了全面的分析和评述，包括多柔体系统动力学方程的描述、碰撞模型的简化和处理、铰接间隙引起的碰撞问题、数值算法、实验研究、控制等几个方面。并根据目前的发现现状和研究中存在的问题。

多体系统斜碰撞动力学中的结构柔性效应

本文针对重力场下作大范围回转运动的柔性梁与一固定斜面发生斜碰撞的情况 ,建立起系统含碰撞的一致线性化的动力学方程。根据Hertz接触理论和线性切线接触刚度建立碰撞接触模型。针对结构不同刚度的情况进行了仿真计算 ,由仿真算例的计算结果可以看出 ,结构的柔性对碰撞过程中的微运动具有明显的作用 。

结构柔性对系统碰撞动力学响应的影响

针对在重力场下作大范围回转运动的柔性梁与一固定斜面发生斜碰撞的情况，根据Ｈｅｒｔｚ 接触理论和非线性阻尼项建立法向碰撞接触模型。引入线性切线接触刚度建立切向碰撞接触模型，以考虑接触过程中由于切向相对速度的换向作用引起的摩擦力的变化。利用假设模态法和Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ 方程建立系统含碰撞过程的一致线性化的动力学模型。最后根据不同刚度下的柔性梁的动力学仿真计算，探讨了结构柔性对系统碰撞过程动力学行为的影响。

基于Hamilton原理的柔性多体系统动力学建模方法

首先基于Ｈａｍ ｉｌｔｏｎ 原理建立起一般柔性体连续系统的动力学建模方法，进而以水平面内作大范围回转运动的柔性梁为例，在Ｅｕ１ｅｒ－Ｂｅｍ ｏｕｌｌｉ梁模型的假设前提下，根据轴向不可伸长的柔性梁的几何约束条件，推导出作大范围刚体运动的柔性梁连续系统的一致线性化振动微分方程。采用假设模态法对其离散化，导出考虑刚弹耦合作用的柔性梁有限维离散化动力学模型。文中最后给出了仿真算例，验证了该方法的有效性。

考虑刚弹耦合作用的柔性多体连续系统动力学建模

基于Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理建立起一般柔性体连续系统的动力学建模方法，进而以水平面内作大范围回转运动的柔性梁为例，在Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁模型的假设前提下，根据轴向不可伸长的柔性梁的几何约束条件；推导出作大范围刚体运动的柔性梁连续系统的一致线性化振动微分方程．采用假设模态法对其离散化，导出考虑刚弹耦合作用的柔性梁有限维离散化动力学模型．最后给出仿真算例，验证了该方法的有效性．

含铰接间隙与杆件柔性的空间伸展机构单元的动力学建模与计算模拟──第二部分 : 系统动态特性的计算模拟结果

以文献１建立的系统动力学模型为根据，对于伸展机构典型单元的动态特性进行了计算模拟，得到了伸展机构关节力，伸展中的振动和摇摆以及间隙和其他非理想因素的耦合效应等如何依赖于铰接间隙及杆件柔性的一系列典型结果。

两类约束力学系统在白噪声激励下的平稳响应

该文研究受非线性或者线性非完整约束的力学系统在白噪声激励下的平稳响应，得到两类系统的精确解，并举例说明所得结果．

受到多点打击的非理想离散系统冲击动力学

研究受到多个打击的离散系统考虑库仑摩擦时动力学的求解方法。当离散系统受到冲击时,若约束为非理想时,摩擦作用点的滑动速度的变化及黏滞现象会带来相应的摩擦力方向的变化,所以按照经典的离散系统的冲击动力学的方法无法处理在无限小的冲击时间内摩擦力的积分问题。在引入新的无量纲的时间参数后,通过建立相应的动量冲量的一阶微分方程,在趋近于零的冲击区间的讨论变为在有限区间中来分段研究含滑动黏滞的冲击过程,得到了受到多点打击的离散系统考虑库仑摩擦时的动力学的求解方法,即根据冲击前的初始状态无需回到繁琐的微分方程的求解便可以得到冲击后系统的动力学响应。给出了计算流程及算例。

北京国家体育场空气流动的力学分析

本文利用计算流体力学软件对北京国家体育场在环境风力作用下场内气体流动进行数值模拟．获得了在多个方向不同风速下的内部赛区风速和内层天花板上的受力分布情况。

正交曲线坐标系下弹性力学的应变张量──Jacobi矩阵的一个应用

借助于Ｊａｃｏｂｉ矩阵的链式法则来导出曲线坐标系下的应变张量，导出曲线坐标系下矩阵形式的几何方程，作为例子，给出球坐标下的几何方程．

高聚物粘结炸药压缩破坏的细观力学实验研究

研究了一种含TATB的高聚物粘结炸药的细观力学行为。带有预制裂纹的炸药试样在电子显微镜腔室的加载平台上进行压缩破坏原位试验,定量分析了其损伤变形局部化特征。利用数字图像相关技术得到了裂纹尖端附近的变形场和位移矢量场分布,表明预制边裂纹的存在对位移场有强烈的扰动。数字相关运算结果发现试样破坏前在预制裂纹尖端有一个错动引起的漩涡矢量场,而裂纹的最终扩展方向有沿着外载荷的方向发展的趋势。

大型电厂直冷系统风效应风洞模拟

讨论了电厂空冷凝器风效应风洞模拟准则及其实验和测量手段,提出用回流率的概念作为衡量冷凝器效率的指标.运用该指标对某电厂空冷项目实例的实验结果表明:风速、空冷平台柱高和来流风向角对冷凝器的效率有着重要影响.由此得出在空气冷却电厂的初始设计阶段,结合当地风气象资料的风洞模拟实验是非常必要的.

电厂直接空冷系统风效应风洞模拟实验研究

探讨了利用风洞模拟实验研究电厂直接空冷系统风效应应满足的相似准则和实验方法 ,提出了刻画风对空冷凝器效率影响程度的回流率概念 ;最后 ,通过一个风洞模拟实验结果的实例说明了外界风速和风向对该具体布置的电厂空冷系统效率的影响规律及在对采用直接空冷系统的电厂进行初步设计前期 ,结合当地风气象资料 。

振动工程中智能结构的研究进展

介绍了智能结构的概念，评述了近年来用于振动工程中的智能结构所研究的几个基本问题：传感器，作动器，智能结构动力学建模及其振动控制，传感／作动器在结构中的优化配置，并提出了建议研究的几个问题：作动／传感材料的研究、集成技术的研究。

柔性机械臂非线性动力学模型及控制的研究

针对轴向不伸长的Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｉ梁，采用假设模态法，根据能量一致性原理，利用变形约束方程和小变形假设条件，对带有末端荷载的柔性机械臂，推导出考虑动力刚化（ＤｙｎｍａｉｃＳｔｉｆ－ｅｎｉｎｇ）影响的柔性机械臂有限维一致线性化动力学方程。为实现柔性机械臂关节转角运动轨迹的精确跟踪，采用基于输入输出部分线性化的控制方法设计非线性控制器，对该非线性动力学模型进行解耦并产生理想关节转角运动轨迹的控制输入。采用线性系统最优状态反馈控制规律设计弹性模态稳态器抑制弹性体的振动。数值仿真验证了该控制策略的有效性。

两个系统间的协调控制问题(英文)

提出了两个系统协调控制的概念 ,主要研究了不同系统间的互助合作问题 ,给出两个系统间可协调稳定的充要条件及构造协调控制律的算法 ,并举例说明了所给结果的有效性 ,这些结果都可以向多系统协调稳定问题推广 .本文结果表明 ,在自反馈与关联反馈下两个系统之间很容易实现协调稳定 .本文所给出的控制机制有可能在由子系统集成组合系统的过程中起到作用 .

有限元模型修正技术的工程应用

从工程应用的角度讨论了有限元模型修正技术的一些关键性问题 ,并且提出了作者的观点 ;提供了一个比较成熟的、达到实际工程应用水平的修正方法的基本思路和计算过程 。

颗粒增强复合材料的界面模型与界面相模型的关系

对颗粒增强复合材料界面模型与界面相模型的关系进行了研究。通过界面位移和应力的间断量建立了与球形粒子薄界面相等效的不完善界面条件和线弹簧界面条件。根据线弹簧界面和具有任意弹性模量的薄界面相之间的等效关系,得到了弹簧常数的表达式。数值结果表明:当界面相和基体的模量比值较小时,与薄界面相模型的精确解相比较,不完善界面和线弹簧界面的解有很高的精确性。另外针对线弹簧模型的性质,讨论了界面可能的法向嵌入,并建立了保证无嵌入的条件。