关于扁担挑运力学原理的注记

扁担是常见的运输工具. 人双脚交替向前, 肩部高低变化可以激励扁担作为悬臂梁牵引荷物 上下振动; 而行走速度的脉动可以引起悬挂于扁担两端的荷物前后摆动, 绳索对扁担的水平作 用力和竖直作用力均周期变化, 后者可引起扁担振动而得到放大. 合适的扁担可以使挑担者 在肩部承载较小时迈步向前.     

扁担是否真的省力?

围绕传统工具扁担是否省力的问题进行了分析.从刚体的静力学受力可知,扁担可以改变负重的传递路径,使承载时人体参与受力的肌肉和骨骼更少,且腰部所受弯矩很小;挑担行走的过程可以简化为一个弹性系统的受迫振动问题,人体的受力是更舒适的周期性动载荷;扁担的结构和材料本身,也有经验性的优化设计,尽量减少了肩膀处的局部压力.     

扁担挑物的动力学分析

建立了扁担挑物的动力学模型和动力学方程,并进行了数值求解。扁担挑物时存在三种频率,即重物类似于单摆的振动频率、挑运者的步行频率和扁担-重物系统铅垂方向的振动频率。计算结果表明,为了获得较好的挑担体验,三种频率应该相互协调。当人挑担行走的频率为扁担-重物系统铅垂方向振动频率的70%～80%时,肩部铅垂附加动反力为重物重力的30%左右且与肩部铅垂运动同相,当重物类似于单摆的振动频率为人步行频率的25%～30%时,重物的摆角和肩部受到的水平附加动反力均较小,从而有利于人挑担行走。     

DYNAMIC ANALYSIS OF A LOADED SHOULDER-POLE DURING WALKING

建立了扁担挑物的动力学模型和动力学方程,并进行了数值求解。扁担挑物时存在三种频率,即重物类似于单摆的振动频率、挑运者的步行频率和扁担-重物系统铅垂方向的振动频率。计算结果表明,为了获得较好的挑担体验,三种频率应该相互协调。当人挑担行走的频率为扁担-重物系统铅垂方向振动频率的70%,$\sim$,80%时,肩部铅垂附加动反力为重物重力的30%左右且与肩部铅垂运动同相,当重物类似于单摆的振动频率为人步行频率的25%,$\sim$,30%时,重物的摆角和肩部受到的水平附加动反力均较小,从而有利于人挑担行走。     

力学与国民经济

本文叙述了固体力学、流体力学、一般力学与控制理论、机械原理、计算力学、实验力学以及工程热物理等力学学科在国民经济各部门中的应用及其待解决的迫切问题。文章对力学领域中至今未得到较好解决的问题,如湍流、摩擦、塑性等问题的现状与今后的研究方向也作了简要的描述。文章还列举了许多从实践中提出的力学新分支学科与力学问题。     

基础力学课程教材及教学体系分析(一)——国内基础力学教材基本情况简述

对力学基础教材,着重在理论力学与材料力学教材与教学体系等进行了分析研究。对国内力学课程与教材建设历史概况、国内力学课程教材建设的成绩与问题、国内力学教材使用情况、引进的国外基础力学原版教材情况、国外理论力学教材体系、国外材料力学教材体系、国外力学相关课程网络资源及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,发现其所具有的诸多特点与特色,可为国内力学基础课程教材和课程改革提供思路和方向。本文为之一,主要阐述国内基础力学教材基本情况等内容。     

纳米力学进展(续)

概述2002年度在纳米力学方面的若干新进展.在纳观计算力学方面,讨论了在微结构质流演化算法、纳米结构中应变的量子效应算法、LMPM并行算法等方面的进展.在纳观实验力学范畴,着重介绍了立体刻蚀的微加载系统.然后,我们展述了在纳米晶体力学、纳米管力学和纳米压痕力学等方面的新进展.      

关于极端力学

随着前沿科学和新技术不断发展,工程材料与结构的超常规尺度、密度、硬度、刚度等性能以及在超常规温度、速度、场强和恶劣天气等极端服役环境中的力学响应规律,需要力学提供更为有效的理论和方法. 本报告从极端力学的基本定义和科学内涵出发,结合重大工程问题和大科学问题,从极端性能、极端载荷、学科发展等三个方面系统介绍了极端力学的研究现状,并总结了极端力学的特点及其对力学理论、计算方法和实验技术的挑战,最后对极端力学未来的发展进行了展望.      

生物力学的几个问题

引言生物力学是力学与生物学、生理学、病理学、解剖学、医学等学科之间的边缘学科。近二十年以来,医学科学技术的进一步发展,仿生学的发展,以及由于新技术的出现而产生的人对特种环境适应性问题的研究等提出了一系列的生物力学问题,促进了生物力学作为一个新的学科蓬勃发展起来。目前,生物力学已经以人体正常生理力学为中心,包括生物材料的力学性质、血流动力学、微循环力学、肌肉力学与骨骼力学、人体动力反应及人体耐受性问题、生物运动力学等,形成了一...     

ON TEACHING SYSTEM INVESTIGATION TO THE TEXTBOOKS OF ELEMENTARY MECHANICS(I)—A BRIEF INTRODUCTION ON THE ELEMENTARY MECHANICS TEXTBOOKS PUBILISHED WITHIN CHINA1)

对力学基础教材,着重在理论力学与材料力学教材与教学体系等进行了分析研究。对国内力学课程与教材建设历史概况、国内力学课程教材建设的成绩与问题、国内力学教材使用情况、引进的国外基础力学原版教材情况、国外理论力学教材体系、国外材料力学教材体系、国外力学相关课程网络资源及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,发现其所具有的诸多特点与特色,可为国内力学基础课程教材和课程改革提供思路和方向。本文为之一,主要阐述国内基础力学教材基本情况等内容。