国内外大学工科专业力学课程设置情况对比

调查了国内外若干大学机械、土木与航空宇航专业力学基础课程的设置情况,通过对统计数据的对比、分析,揭示了力学作为基础和专业基础在航空、机械、土木等专业培养计划中的重要性,指出了国际工程教育中“大力学”的趋势以及相应的在教学内容上所出现的整合与优化.同时,文中还对国内有关专业力学基础课程的设置与教学提出了建议.

储箱内液体晃动动力学分析及防晃结构优化

基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法对无阻尼板和装有阻尼板的矩形储箱在加速度激励作用下,储箱内液体的晃动与冲击进行了三维数值模拟,将测试点的计算压力及液体晃动模拟与试验进行了对比,吻合较好。从而验证了SPH方法在求解具有强非线性液体大幅晃动问题方面的准确性和优越性。分析表明:阻尼板的安装对液体的晃动特性具有显著的影响。推导了液体晃动重心的计算表达式,基于iSIGHT优化平台,通过拉丁方试验设计方法设计出样本点,构造出液体晃动的二次响应面模型,采用序列二次规划方法对防晃挡板的安装位置及尺寸进行优化,在保证液体晃动重心满足约束条件的基础上,防晃板的重量最轻。

一种新型双磙子FPS隔振系统的动力学模型

本文基于多体动力学理论建立了一种新型双磙子FPS(Friction Pendu lum System)隔振系统动力学模型。在对该系统进行运动学分析的基础上,可将它归结为一个单自由度系统。应用非惯性系中质点系相对动能定理的微分形式可推导出该系统的运动微分方程,它是一个非线性方程。在小角位移的情形下,可近似得到相应的无阻尼线性系统的固有频率,它与观测结果吻合。这一双磙子FPS隔振系统的动力学方程的建立有助于对该系统动力学行为的研究,对方程的直接求解可提高仿真设计中正问题计算的效率,为设计包含该系统的半主动控制奠定了基础。

理论力学中动力学问题的演变与创新思维训练

从理论力学课程自身的特点出发,通过实例讨论了理论力学中动力学问题的演变规律以及如何在理论力学课程教学中激发学生的创新意识、训练学生的创新思维和培养学生的创新能力.

动力学、振动与控制学科未来的发展趋势

对近年来动力学、振动与控制的研究进展作了简要回顾,概述了非线性动力学与振动主动控制这两个研究热点的现状.提出了世纪之初应关注的若干研究前沿,即高维非线性系统的全局摄动法、全局分岔和混沌动力学,高维强非线性系统分岔与混沌动力学的实验研究,非线性时滞系统的动力学,流体-弹性体-刚体耦合系统动力学与控制,碰撞与变结构系统动力学,微机电系统动力学.最后,对我国动力学、振动与控制的发展提出了一些建议.

横向荷载作用下RC多T梁上部结构的受力性能

基于实体退化壳单元理论,采用分层单元模拟了混凝土和构造钢筋,采用组合单元模拟了受力纵筋;并利用弥散裂缝模型、关联流动法则和Madrid强化准则等来描述了混凝土的材料非线性,推导了非线性薄壁壳单元的统一单元模式,研究了横向荷载作用下RC多T梁上部结构的裂缝发展和钢筋屈服等性能。结果表明,RC多T梁的主梁先于横隔板开裂,与偏载加载或中载加载的加载方式无关;横隔板开裂削弱整体横向联系,使主梁协同受力性能减弱,受载较大的主梁荷载横向分布系数略趋于不利变化;偏载加载至结构破坏时,部分主梁的纵向受力钢筋已进入塑性阶段,而中载加载至结构破坏时,所有主梁的纵向受力钢筋均进入塑性阶段。所得结论为多T梁设计提供参考。

蜂窝结构积水的脉冲相位红外成像检测

采用脉冲相位红外辐射无损检测法对蜂窝复合材料积水进行了检测研究,试验分别采用双面透射法和单面反射法进行,获得了最大温度对比度图像、振幅图及相位图,采用对比度对不同图像缺陷清晰度进行对比。给出了透射、反射测量中温度、相位变化曲线,对两种检测方法最大温度对比度出现时间、对比度进行了比较,揭示了各自特点。

理论力学教学改革的几点探讨

理论力学是高等工科院校重要的技术基础课之一,如何合理进行理论力学教学改革及提高理论力学教学质量是高校教学中不断探讨的主题。结合目前教学形式,从理论力学课程建设与改革、学生主动思维能力培养和学生自学能力培养几个方面对理论力学教学质量的影响展开探讨,介绍一些有利于提高理论力学教学质量的方法。

对力学教育的若干思考

从国家工业化对工程师的需求出发,讨论力学教育所涉及的若干问题.一是以航空科技工业所需的飞行器结构工程师和强度工程师为例,分析人才数量、知识结构的变化情况,指出我国既需要大批以应用现有技术为主、研制开发产品的工程师以适应当前以集成创新、引进消化吸收再创新为主的工业发展模式,又需要一批以技术创新为主的研究工程师去适应未来以原始创新、集成创新为主的工业发展模式.二是从培养研究工程师的目标出发,对人才培养模式进行分析,建议采用本硕贯通的培养方案,提高人才的培养质量和培养成效.三是从技术科学统一性的角度看待力学理论教学环节,对技术科学体系所具有的统一性特征进行分析,建议进一步对专业基础课程体系进行改革,通过深化力学教育来带动专业基础课程教学质量的提高.四是从实践与创新统一性的角度看待力学实践教学环节,建议对大作业、考试、毕业设计、课外科技活动进行改革,增加创新内容和要求.

荡秋千动力学过程的数值模拟

根据人体在荡秋千过程中的动作特点,分别建立了秋千系统的四刚体力学模型和三刚体-柔索力学模型,应用多体系统动力学理论数值模拟了荡秋千的动力学过程,分析了人体上下屈伸频率和初始相位对秋千摆荡幅度的影响,获得了一些具有重要价值的结论.

体内外配束预应力混凝土箱梁的力学响应研究

对于体内外混合配束的预应力混凝土箱梁,根据层壳单元理论,结合混凝土关联流动法则、混凝土弥散裂缝模式及钢筋的双线性理想弹塑性本构,建立了箱梁结构的非线性有限元模型,并进行了数值分析。通过对称加载和偏载加载的典型加载分析可知,偏载会产生应力集中的现象,使得结构的极限荷载偏低,故在结构运营过程中应尽量避免出现偏载的加载方式。无论对称加载或偏载加载,体内外混合配束的预应力混凝土箱梁都经历了较为明显的4个发展阶段,即弹性受力阶段、非线性初始阶段、非线性发展阶段和高度非线性阶段。研究结论可供工程设计参考。

环境激励振动模态分析在桥梁结构检测与健康监测中的应用

文中对试验模态分析(EMA),特别是基于环境激励的振动模态分析(AMA)的进展,及其在桥梁结构检测和健康监测的应用进行了综合评述.主要内容包括:结构动力学特性在桥梁结构检测和健康监测中的作用,传统试验模态分析和环境激励模态分析的进展,以及环境激励模态分析在桥梁结构检测与健康监测应用实例.

基于主列筛选的动态测试传感器配置方法研究

动态测试是获取结构真实动态特性的重要手段之一,传感器配置对于保证动态测试数据的信息量有着重要的影响.尤其是对以试验模态分析为目标的动态测试,传感器配置对于模态分辨率更是决定性因素.在振型独立性的基础上,提出了一种基于主列筛选的传感器配置方法.与现有的逐步累积类或逐步消减类方法相比,该方法无需迭代,一次选择所有测试自由度,计算量小.为了量化比较传感器配置的效果,定义了4个度量指标.采用卫星天线模型进行了数值仿真,结果验证了基于主列筛选的传感器配置方法的有效性.

缺陷红外检测的定量化分析研究

本文对缺陷红外检测的定量化问题进行分析研究,在红外检测热传导理论模型的基础上,分析了缺陷深度与时间信息的关系,给出了起始分离时间点和对比度变化最大时间点的概念,并与对比度最大值时间点等进行比较。对缺陷大小、激励强度、激励时间对深度分析的影响进行研究。在缺陷大小的定量分析中,发现了时间序列网像中缺陷大小检测变化的规律,指出缺陷大小检测的最佳时间段。另外,采用时间序列图像求强度平均的方法确定实际检测中激励开始、结束时间,为分析缺陷与时间信息的关系建立时间基准点。

多肋式梁桥在全过程中应力重分布研究

为了考察多肋式梁在全过程中受力性能,利用非线性实体退化壳单元理论研究了多肋式梁的应力重分布规律.混凝土和普通钢筋采用分层壳单元模拟,预应力钢筋采用组合壳单元模拟,推导了预应力钢筋对组合壳单元刚度矩阵的贡献和统一的非线性壳单元模式.利用Owen屈服准则、Hinton压碎准则和弹塑性强化模型考虑了混凝土和钢筋的非线性效应,有效模拟了预应力混凝土多肋式梁的开裂、屈服和失效全过程,并编制了相应的三维非线性全过程计算程序.结合破坏性试验资料可知,理论计算结果与试验数据吻合良好,并对预应力钢筋应力发展规律进行研究.结果表明,用实体退化壳单元模拟预应力混凝土多肋式梁是合适的,研制的非线性单元和非线性程序是正确的.

预应力混凝土多T梁桥的极限承载力

针对预应力混凝土多T梁桥,基于实体退化壳单元,研究了多T梁桥极限承载力的计算方法.利用Owen屈服准则、Hinton压碎准则和双折线模型考虑了混凝土和钢筋的材料非线性效应,有效地模拟了预应力混凝土多T梁桥的开裂、屈服和失效全过程.引入实体退化壳单元理论,描述了预应力混凝土多T梁桥,其中普通钢筋和预应力钢筋采用分层单元模拟,并根据所采用的非线性理论编制了相应的非线性计算程序.结合预应力混凝土多T梁桥实桥破坏性试验资料比较可知,理论计算结果与试验数据吻合良好,研究表明用实体退化壳单元模拟预应力混凝土多T梁桥是可行的,相应的极限承载力计算方法和计算程序是正确的.

基于Fibonacci序列寻优理论薄壁弯箱材料常数的Powell优化识别

对于薄壁弯箱结构,推导了材料常数的动态Bayes误差函数,提出步长的一维Fibonacci序列自动寻优方案后,利用Powell优化理论研究了薄壁弯箱材料常数的动态识别方法,同时给出了具体的计算步骤,并研制了相应的计算程序.算例分析表明,Powell理论用于弯箱材料常数识别时表现出良好的数值稳定性和收敛性,在迭代过程中,Powell理论不涉及有限元偏导数处理,与以往材料常数的梯度优化方法相比,计算效率较高;建立的动态Bayes误差函数能同时计入系统参数的随机性和系统响应的随机性;提出的Fibonacci序列寻优方案无需通过试算确定最优步长所在区间,有效地解决最优步长的一维自动寻优问题.

基于Ottosen准则的PC多梁式梁桥全过程分析

为了对预应力混凝土(PC)多梁式梁桥进行非线性全过程分析,采用弥散裂缝模式、Ottosen屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土的开裂、屈服和压碎等非线性变化,引入实体退化壳单元理论,对混凝土和普通钢筋采用分层壳单元模拟,预应力钢筋采用组合壳单元模拟,并根据位移协调性推导了预应力钢筋对组合壳单元刚度矩阵的贡献,提出了一种非线性组合?分层壳单元计算模型,并编制了相应的三维非线性壳单元计算程序.结合破坏性试验资料可知,非线性计算结果与试验数据吻合良好,极限荷载的相对误差约为0.13%;同时,普通钢筋和预应力钢筋应力发展规律的研究表明,对于PC多梁式梁桥这类薄壁结构,采用文中提出的非线性壳单元计算模型来研究其破坏全过程是有效的,此单元具有良好的数值稳定性和收敛性.

动力涡轮叶片的静动特性分析

本文采用有限元方法，分析了DQ－23燃气涡轮起动机动力涡轮叶片的固有特性，以及叶片在离心力载荷作用下的应力分布情况，通过计算分析找出了涡轮叶片断裂故障的主要原因，为该型起动机涡轮叶片的设计改进和安全使用规范的制定提供了理论依据。

疲劳寿命计电阻变化的灰色建模研究

疲劳寿命计具有电阻 疲劳记忆特性 ,是一种新型的无损检测元件。其电阻值随疲劳而增加 ,载荷卸除后电阻变化值保留。它可用于多种目的的疲劳测试和结构疲劳检测。在给定载荷下 ,循环数和电阻变化量具有本征性的灰色关系 ,运用灰色系统的理论和方法 ,通过对循环数数列的一次累加 ,生成一个光滑离散函数。据此建立GM模型 ,并求解灰色系统微分方程。运用还原模型 ,可由测得的电阻变化量计算循环次数 ,进而推算结构的剩余寿命。