系列生物激波管的研制与应用

本文介绍了国内唯一的大、中、小系列生物激波管的研制和应用。大型总长39.0m,试验段内径1m,驱动段最大超压可达10.3MPa,利用其末端挡板反射稀疏波的运行而可产生负压。中型总长34.5m,驱动段最大超压为22MPa,试验段为组合式,内径77～60mm,可作超压、爆炸性减压和水下爆炸波等试验。小型总长0.5m,设计承压为68.6MPa。三种激波管均用双夹膜将驱动段与试验段分开。动物实验表明,此套装置可使大、小动物产生不同程度的全身或局部冲击伤,可满足冲击伤实验研究的需要。     

适用于中、小动物的迅速减压舱的研制及其实验研究

研制一种新型的、适用于中、小动物的迅速减压舱。通过１３８ 次空载实验和３６ 例动物（ 家兔） 实验发现:该装置的减压幅度和减压时间可调，减压幅度最大可达９８０６６５Ｐａ，减压时间为７～３３６ｍｓ；减压时间与节流面积近似呈反比关系，与减压幅度呈负相关；减压精度较高，可产生不同程度的肺损伤，伤情重复性较好；能模拟多种迅速减压环境，尤其是减压速率很快的减压环境，可为冲击伤和减压损伤的发生机制及救治研究提供重要的致伤模型和实验手段。     

动物进化的抗冲击策略及其仿生机理研究

经过长期的自然选择, 自然界中的动物已经进化出各种各样高效的、可靠的、适应性强的抗冲击策略和机体防护机制, 抵抗来自周围复杂环境的碰撞和冲击载荷, 保护生物外部结构和内部器官在进行激烈生物活动时不受伤害. 相比传统工程防护结构, 这些天然的生物防御系统具有优异的抗冲击特性、高效的能量耗散效率以及可重复使用等特征. 因此, 近年来, 关于探索生物及其仿生机理的研究越来越受到广大学者的关注. 本文作者结合近期在该领域的研究成果, 综述了自然界各类动物的抗冲击策略与身体防护机制及其相关仿生设计与应用的最新研究进展. 特别地, 我们归纳分析和讨论了面对不同载荷环境时生物抗冲击结构独特的进化过程和非凡的力学性能, 并且介绍了相关的抗冲击仿生应用研究. 最后, 讨论了动物抗冲击策略与防护机制及其仿生应用研究的挑战和未来发展方向. 本文可为研究人员和工程师提供有效的数据资料, 为可重复使用能量吸收装置及其飞行器结构的抗冲击与防护设计提供有益借鉴和仿生依据.      

动物膝关节损伤与破坏机理的力学基本性能研究

为了了解包括人在内等动物膝关节的损伤与破坏机理，对狗膝关节分正常对照、弯月形韧性弹性垫切除和移植三组，每组五个试件进行了弯曲、冲击和压缩的力学基本性能实验。此外还对膝关节铰中的弯月形韧性弹性垫进行了拉伸实验。实验揭示的现象和获得的数据，对动物膝关节的损伤与破坏机理，病理和防治等的进一步研究，以及人工假膝关节的设计提供了有价值的参考。     

天然生物材料及其摩擦学

评述了几种天然生物材料的特性及其摩擦学研究现状,分析了天然生物复合材料、角蛋白材料、土壤动物体表、植物叶的结构和表面形态及性能,介绍了天然生物材料的摩擦与磨损性能及生物防粘减阻和生物润滑技术,并探索性地提出了摩擦学仿生概念。     

漫话动物运动对仿生力学的启示

由动物的运动,提出对仿生力学的一些启示．     

反演在骨生长方程参数识别中的应用

基于BFGS算法,根据自行设计的动物实验,得到在不同应力环境中,快速生长期大鼠股骨生 长与重建过程中骨密度实测数据,采用反演数值方法,获取了骨生长方程中随时间变化的 生物参数B和K. 通过正演验证,表明所建立的基于BFGS算法的参数识别方法具有较好的 稳定性和较高的识别精度,能够反演出比较切合实际的生物参数数值. 研究表明,反问 题方法是解决生命现象不可测性和未知性问题的有效手段,把反演方法应用到骨生长与重建 等生命现象的研究中,可确定、修正预设的数学模式,为数值量化骨适应生物模型的建立提 供了一条可行的途径.     

生物激波管及动物耐受性的实验研究

在冲击伤研究中,必须针对两种试验方式分别对致伤机理、耐受性和机体瞬时动力学响应等进行研究。只有这样才能得到近真实的研究结果。文中介绍了能够模拟爆炸波波形因素和满足动物冲击伤实验研究物理参数要求的BST-Ⅰ型生物激波管。它是国内第一台用于生物实验的激波管。文中有应用该管开口和端板的两种实验方式,选用51只成年雄性杂种狗作耐受性实验观察。对实验结果作了分析。     

绿色植物的流体力学

引言绿色植物的生物力学研究为什么很重要?首先,据估计,植物生命占地球上生物的99%(Bidwell 1974)。其次,绿色植物实际上是动物唯一的最疼食物来源(通过将太阳能转化      

2008年生物材料与动物运动的力学与仿生国际研讨会简介

由中国力学学会、北京国际力学中心(International Center for Theoretical and Appfied Mechanics in Beijing.BICTAM)和国家自然科学基金委员会主办,北京航空航天大学、清华大学和中国力学学会承办的"2008年生物材料与动物运动的力学与仿生国际研讨会"(Intemational Workshop on Mechanics and Biomjmetics of Biomaterials & Animal Locomotion,IWMBAC-2008)于2008年12月9～11日在海南三亚召开.     

第6版《十万个为什么·物理》中的力学板块

《十万个为什么》是我国青少年最喜爱的科普读物之一,也是国内最具影响力的科普读物之一.本文介绍少年儿童出版社第6版《十万个为什么·物理》力学板块的内容、作者和撰写过程,强调科普工作对于提升未成年人和全民科学素养的重要性,也是人才培养的重要环节.     

生物黏附与黏附力学的进展

介绍了动物及昆虫黏附能力及黏附系统的实验研究，重点介绍了力学仿生动物 及昆虫的黏附能力及黏附系统的研究工作. 还简单介绍实验室仿生制备及仿生黏附潜在 的用途，并对仿生黏附力学新的研究方向提出建议.     

从吹肥皂泡说起

 文章从肥皂泡的历史展开，谈到为什么添加了少量洗涤剂的液体就可以吹 出大的气泡，还讨论了肥皂泡的色彩成因. 进而从科学发展的角度说明肥皂泡与数学、物理 学、生物学和力学以及结构工程的密切关系和一些待解决的问题.     

船行波的形成及其某些性质

引言人们对于船行波已经司空见惯,但对它并不一定都十分了解.特别是从数学、力学角度来看,为什么一个描写不可压流体的椭圆型方程会有波动解呢?为什么船行波的波角与船速无关,而在浅水时又会产生孤独波和类似超音速流动的平面图案呢?波浪所携带的能量有多少?等等.显然这些问题对于船舶波阻的研究都是极其重要的.对于遵守拉普拉斯方程的水动力学问题,如果没有自由面存在,则任一扰动都会传至所有流体空间.为什么会有波动,这完全是由于扰动在自由面因受重力影响而产生的起伏所引起.此类 ...     

“蜻蜓点水，紫燕穿波”－－短道速滑运动员安全转弯的力学分析

通过对短道速滑运动员在弯道滑行时的受力分析，得出了运动员安全转弯的力学条件，解释了运动员在弯道滑行时，为什么要采取深蹲、向弯道内侧倾斜、用左手触摸冰面等滑跑姿势，并对机动车辆的平地翻车现象进行了讨论.     

逆风行舟扬帆转舵

本文从环流理论出发,通过帆与风的受力分析,阐明为什么在顶风、偏顶风情况下,能使船得以前进.     

普及是科学的目的和归宿——纪念《力学与实践》创刊30年

1953年在南京市第八中学上高中时,我读了一本关于航空的科普译著小册子,所说飞机为什么能飞的道理,激发了我对流体力学的兴趣.为学习流体力学, 1954年我考入了北京大学数学力学系.所以,我是在科学普及著作的影响下,进入力学学习和工作的.     

龙尾不卷曳天东——-漫话龙卷风

龙卷风是一种由大气流动不稳定性产生的灾害天气现象,是云层中雷暴巨大能量中的一 小部分在很小的区域内集中释放的一种形式. 本文探讨了龙卷风的形成过程, 介绍了各种各 样的龙卷风以及美国为什么龙卷风多的原因.     

大众力学丛书《创建飞机生命密码》——————序言

当我们看到飞机翱翔在蓝天时,心里会升起种种疑问：这样的庞然大物是怎样上天的？它们 为什么能在乱云飞渡之中平稳飞行？它们为什么能高速驰骋于万里云天？它们为什么在频繁 的起降运行中不散架子？$\cdots\cdots$ 如果把飞机比作人,我们会问：它们为什么有如此俊俏的外貌？为什么它们多姿多彩、神态 各异？它们有什么样的皮肤和骨架？它们的心脏(发动机)为什么如此强有力？飞机的长寿 秘诀在哪里？总而言之,创建飞机生命的密码何在？科学家和工程师们为此付出了多少艰辛 的劳动？力学在创建飞机生命的密码发挥了多大的作用？ 翻开这本薄薄的书吧！我们可以从中轻松地得到上面这些问题的答案. 《创建飞机生命密码》是一本有趣的力学科普读物. 与常见的科普书不同,作者虚构了两个 人物------虚心好学的大学生剑青和充满好奇心的中学生夏雯,为了探寻航空的奥秘,他们 认真读书,四处求教,深入思考,逐渐懂得了创建飞机生命的密码,了解了力学在航空事业 发展中的不可或缺的作用. 航空界业者的循循善诱,使他们大大地长了见识;读者跟随他们 足迹也窥见了有关飞机的秘密. 由于这是一本力学科普读物,作者扣住力学在航空发展的作用这一主题,浅显生动地娓娓道 来,不经意间涵盖了力学的几乎所有分支学科：流体力学、固体力学和一般力学(动力学与 控制). 大体说来,前半本书主要涉及流体力学(空气动力学),告诉读者：升力怎 样产生(也就是说,飞机怎样上天),航行中的飞机要承受哪些气动力,怎样产生足够的推力,人类怎样 突破``音障'等深层次的原理;而后半本书主要讲述固体力学和一般力学(弹性力学、气动 弹性、结构力学、飞行力学、振动力学等)的作用,阐释飞机飞行的轨迹、总体架构及其稳 定性、部件材料的疲劳损伤断裂、颤振和抖振的产生和预防、优质复合材料的使用 等等. 全书涉及了许多深奥的力学知识及其应用,但读来相当容易而有兴味. 本书作者是航空界的资深专家,从事航空教学、科研、型号设计已近半个世纪,他深深热爱 航空事业,所带领的不少学生已成为业内的领导和业务骨干. 他全过程地参加了我国第一种 飞机------``运十'的设计、试验、制造、试飞过程,因此,就能得心应手地描述设计和制 造飞机的种种诀窍. 他以十年的深刻感受,深知必须掌握、运用力学知识,才能创造自己的 飞机,才能真切掌握飞机的根底,才能拥有自己的知识产权,才能掌握自己飞机的生命;他 确信中华民族完全能掌握自己大飞机的知识产权. 正是在这种信念驱动下,他以古稀之年, 夙兴夜寐,精心构思创作了这一力学科普著作. 这种精神令人钦佩. 不久前,我国已正式做出决策,将设计制造有自主知识产权的大飞机,相应的公司 已然成立. 这给我国航空业的迅猛发展创造了新的契机,也为我国力学工作者开辟了更大的用武之地, 这本书的推出可谓正当其时. {\ziju{0.03}最后,用本书的结束语的最后一段话做小结:``青年朋友们,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃,创 建飞机生命密码是一个极为广阔的舞台,充分发挥你们的聪明才智,趁年青,打下扎实的基 础,厉兵秣马,艰苦奋战,在这个舞台上大显身手吧.'     

你真的会玩翻身陀螺吗?

推导翻身陀螺在翻身过程中的角速度,解释为什么不怕速度太快而翻过头、翻身陀螺进动与自转方向"相反",以及并不是自转越快越易翻身.