中国古建筑木结构力学研究进展

中国古建筑木结构是我国乃至世界的宝贵文化遗产, 也是中华文明的重要组成部分. 随着时间的延续, 对这些价值连城、失而不可复得的历史文物的保护日益迫切. 本文从古木结构的木材力学性能、关键节点(斗栱、梁柱节点和柱脚节点) 受力机理、木构架整体受力性能研究、结构残损勘查、安全评估及修缮加固等方面, 总结了近30 年来结构学者对古代木结构建筑的研究进展, 以期为今后进行古木建筑的结构研究提供参考.      

面向双碳目标的建筑能源系统再认识

建筑领域是实现双碳目标的关键部门,在双碳目标指引下建筑能源系统需要做出革新.为此,本研究对建筑能源系统的发展任务进行了深入探讨,提出了面向双碳目标的建筑能源系统发展方向:传统的建筑能源系统以满足建筑自身冷、热、电等基本能源需求为主;双碳目标下,建筑能源系统需要从建筑节能向建筑低碳的新目标转变,需要在降低建筑本体能源需求、全面电气化、提升建筑能源系统能效水平、实现灵活可调并成为具有柔性调节能力的能源系统可调负载等方面做出变革,需要从单纯能源系统的消费者转变为集能源生产、消费、调蓄于一体的复合体.以构建低碳建筑能源系统为目标,对建筑能源系统的研究趋势进行了展望:需要进一步认识建筑能源、建筑环境营造的需求从而更好地理解建筑能源系统的基本要求,需要建筑与交通、电力等领域进一步融合,需要从单体建筑向区域建筑、城市等多个尺度上以建筑为载体构建城乡新型能源系统.本研究可为建筑能源系统如何实现自身角色转变、加快实现双碳目标下的能源系统变革提供有益参考.     

农业工程中的某些力学问题

随着农业生产发展和农产品商品化程度提高,农业工程中提出了许多新的力学问题.本文对这些问题作了初步调研,并对其中部份问题作了简要介绍,例如土壤压实、水果和蔬菜的机械损伤、谷物的应力裂纹、蛋壳强度、粮仓问题、灌溉问题、农业生产建筑中的环境问题等.     

混凝土近海结构的回顾与展望

近海结构目前主要用于近海海底油气资源的开发,主要指近海钻、采.储平台和海底油罐等近海工程结构。在它们的工程实践中采用混凝土材料是近十年来的事。许多国家对它们进行了许多科研、试验和实践工作,取得了许多显著的成功经验。本文首先简要回顾了它们的实践,然看展望了它的前景,认为目前近海工程的技术也可以应用到海岸工程和海上建筑上去,象多层、高层、单体或群体的建筑。象香港这样的大都市建设用地问题,在它的海湾内近岸一带发展建筑群会令人感到兴趣。为了支持这个设想,这里提出了一个多层混凝土海上建筑的结构方案,它是为实现近海工程技术应用到海上建筑结构上来展望它的发展的。      

武汉地区地震效应影响研究

虽然武汉市地震影响及地震危险性的水平较低 ,强震也不是武汉市工程地质环境的主要问题 ,但在城市生命线工程和高层超高层建筑方面必须考虑单体抗震设防。而且 ,随着武汉市城市建设的不断发展 ,地震效应影响逐渐成为武汉市工程地质环境评价的一个重要因子。文章在分析了武汉地区地震动衰减规律 ,进行了地震危险性评价 ,深入研究了各土层动力参数性质的基础上 ,指出武汉地区地震地面破坏主要存在砂土液化和软土震陷两种型式及各自可能的空间分布.     

超高层建筑群对场地地脉动的影响

随着经济与技术的快速发展,高层甚至是超高层建筑不断涌现,城市场地的建筑群效应问题逐渐受到重视.为研究超高层建筑群对场地地脉动的影响,本文以上海浦东某典型超高层建筑场地为背景,采用美国Kinemetrics公司的Basalt型数字加速度采集仪对这一超高层建筑群的区域场地进行了现场振动测试,并对现场实测数据进行了时频分析和振级分析,探讨了超高层建筑群对场地地脉动的影响.分析结果表明:与自由场场地相比,超高层建筑群场地的三个方向的地脉动幅值均有不同程度的减小;超高层建筑群改变了场地地脉动的频谱分布特性,地脉动频带相对变宽,能量更分散;自由场场地的1/3倍频振级总体上大于超高层建筑群场地的振级.     

发刊词

工程力学的主旨是面向经济建设为工程服务。随着我国国民经济的逐步繁荣,力学的研究工作也正日益欣欣向荣。反映力学研究成果的全国性刊物已有不少。除了学科性比较全面的《力学学报》、《固体力学学报》、《应用数学和力学》等之外,还有许多关于振动力学、爆炸力学、实验力学以及其它有关分支的专业性学报。此外,土木、机械、建筑、船舶等各种工程学报,以及各高等学校和科研单位的学术刊物,也都包含着     

高层建筑结构力学分析的进展

高层建筑结构的强度、振动和稳定问题是建筑结构工程学科中的前沿课题，也是目前高层建筑结构发展所必须解决的问题．本文主要介绍高层建筑结构力学分析方面近期的一些进展和在今后一段时间内必须进一步研究的问题．最后展望高层建筑结构设计的前景．     

建筑结构被动控制发展动态

本文对建筑结构被动控制发展过程和动态者综述,主要介绍了建筑结构被动控制中常用的金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、可调质量阻尼器、粘弹性阻尼器、可调流体阻尼顺和粘性液体阻尼器。     

建筑结构振动控制的发展动态

介绍振动控制技术在建筑结构抗震设计中应用的发展过程，综述智能控制在建筑结构抗震设计中的应用，控制策略的非线性化分析等，最后简略讨论了建筑结构振动控制的研究方向．     

Simulation of spatial multibody systems with friction

A formulation for modeling and simulation of friction effects in spatial multibody systems is presented. Constraint reaction forces on rigid bodies that are connected by joints that support friction are derived as functions of Lagrange multipliers, using D’Alembert’s principle. Friction forces acting on bodies are calculated as a function of joint geometry, constraint reaction forces that are functions of Lagrange multipliers, and relative velocities at constraint contact points that are determined by system kinematics. Friction forces are implemented in index 0 differential-algebraic equations of motion that are solved numerically using explicit and implicit numerical integration methods. Spatial examples are presented, yielding accurate results and demonstrating that the systems are not stiff, even in the presence of friction and stiction.     

根部柔性梁的不确定性建模与确认

首先导出了包含根部挠性参数的悬臂梁动力学方程近似解,将平动和转动柔性参数作为不确定性源,根据若干预紧力矩下的模态实验结果完成了柔性参数识别,并假定其服从正态随机分布,识别了均值与标准差,进而通过回归分析建立了不确定参数随预紧力矩变化的数学模型.最后通过新的模态实验结果对所建模型进行了确认,通过确认结果,明确了该模型的使用范围.     

张拉膜结构力密度法混合找形分析

论述了张拉膜结构力密度法混合找形的基本理论;所谓力密度法混合找形,即部分单元力密度控制,部分单元弹性控制;力密度控制采用线性求解,弹性控制采用非线性求解,通过迭代计算混合找形求出各结点的坐标值。据此编制了相应的计算软件;对工程实例进行了验算,结果表明,本文给出的计算结果与德国著名软件easy的计算结果相吻合。     

正交各向异性厚板的边界元解法

本文利用 Hormander 算子法和平面波分解法导出了计入剪切变形的正交各向异性厚板的基本解。建立了计入剪切变形的正交各向异性厚板的边界积分方程。文中详细地讨论了基本解的数值计算,并用边界元法分析了一些算例。     

Supersonic Inviscid Corner Flows with Regular and Irregular Shock Interaction

The results of a numerical and analytical investigation of steady-state supersonic inviscid flows in corners formed by intersecting compression wedges are presented. The flows considered are symmetric about the corner bisector. The distinctive features of flow pattern formation related with the reflection of wedge-generated shocks from the bisector plane are studied. The wedge angles at which transition from regular to irregular shock reflection occurs are determined both numerically and analytically using the criteria available for plane flows; the data thus obtained are found to be in agreement. Flow patterns with irregular shock reflection, namely, single, transitional, and double Mach, as well as von Neumann reflection, are identified; they are similar to the known types of reflection for plane quasi-steady-state flows. Varieties of these types not observed in the plane flows are found to exist. The effects of the angle of inclination of the plane surfaces of the corner to the freestream direction, the sweep angle of the leading edges, and the dihedral angle are investigated. Some previously unknown parameters of corner configurations for which transition may occur in accordance with the von Neumann criterion are determined.     

接触-碰撞算法研究进展

接触-碰撞广泛存在于实际工程问题中,是影响数值计算效率与计算精度的重要因素。本文针对变形体间接触-碰撞问题的显式有限元计算,介绍接触-碰撞算法近30年来取得的主要进展。首先,简要介绍接触-碰撞问题的界面离散模型;然后,从全局接触搜索、局部搜索、接触约束施加以及接触计算的并行化四方面详细阐述目前主要算法的基本思想与特点,并分析其优势与不足;最后,对接触-碰撞算法相关研究方向给出建议。     

Effects of initial stress on the reflection and transmission waves at the interface between two piezoelectric half spaces

The effects of initial stress on the reflection and transmission waves at the interface between two piezoelectric half spaces are studied in this paper. First, the secular equations in the traverse isotropic piezoelectric half space are derived from the general dynamic equation with initial stress taken into consideration. Then, the interface conditions that displacement, stress, electric potential, and electric displacement are continuous across interface are required to be satisfied by three sets of coupled waves, namely, quasi-longitudinal wave, quasi-transverse wave and the electric–acoustic wave. The algebraic equations resulting from the interface conditions are solved to obtain the amplitude ratio of various waves and furthermore the energy reflection and transmission coefficients of various waves. The numerical results are shown graphically and the effects of initial stress are discussed.     

An eigen theory of static electromagnetic field for anisotropic media

Static electromagnetic fields are studied based on standard spaces of the physical presentation, and the modal equations of static electromagnetic fields for anisotropic media are derived. By introducing a new set of first-order potential functions, several novel theoretical results are obtained. It is found that, for isotropic media, electric or magnetic potentials are scalar; while for anisotropic media, they are vectors. Magnitude and direction of the vector potentials are related to the anisotropic subspaces. Based on these results, we discuss the laws of static electromagnetic fields for anisotropic media.     

格栅结构力学性能研究进展

格栅复合材料是一种新型轻质高强材料. 综述了格栅复合材料的周期构型特征和格栅结构的制备工艺. 归纳了二维周期格栅材料的等效刚度矩阵计算方法, 比较了不同构型格栅的基本力学性能, 介绍了胞元材料的微极弹性理论和格栅的强度与屈服面计算方法. 探讨了格栅的缺陷及其力学响应, 包括格栅的尺度效应、夹杂缺陷以及裂纹扩展特征, 介绍了波在格栅材料中传播机理的最新研究成果. 根据格栅材料在工程中的应用形式, 分类介绍了格栅板壳结构、格栅加筋板壳结构和格栅夹层结构的结构特点和破坏方式、设计优化准则和实验研究成果. 还归纳了作者所在研究小组近期在碳纤维格栅复合材料的制备、实验研究和理论分析等方面的最新工作进展.