简单起重机具的力学原理(三)

§4扒杆 扒杆是劳动人民在生产斗争实践中创造的简单的然而又是行之有效的土起重机。按其结构形式可分独脚扒杆、人字扒杆、多脚扒杆(三角架)、龙门扒杆和摇头扒杆等。所用材料常有钢和木。我们这里用几种圆木制扒杆来说明其计算方法。 1、独脚扒杆 木独脚扒杆是由一根立木在四面拉上十字形缆风而成(图17)。其高度可达十几米,起重量一般在十几吨以内。吊重、立木和后缆风基本上在一个平面内,因此四根缆风中主要是后缆风受力。     

超细长弹性杆的分析力学问题

超细长弹性杆作为DNA等生物大分子链的力学模型，其平衡和稳定性问题已成为力学与分子生物学交叉的研究热点．虽然在Kirchhoff动力学比拟的基础上，用分析力学方法讨论弹性杆的文章已见诸文献，但尚未形成弹性杆分析力学的严格理论．本文研究了超细长弹性杆分析力学的若干基础性问题．对杆截面的自由度、虚位移、约束方程及约束力等基本概念给出严格的定义和表达式．建立弹性杆平衡的D’Alembert-Lagrange原理、Jourdain原理和Gauss原理；从D’Alembert-Lagrange原理导出Hamilton原理．从变分原理出发导出Lagrange方程、Nielsen方程、Appell方程和Hamilton正则方程；对于受约束的弹性杆，导出了带乘子的Lagrange方程．讨论了Lagrange方程的首次积分．对于杆中心线存在尖点的情形，导出了微段杆平衡的近似方程。     

葡萄藤的力学

通过对攀附植物茎从直线形态转变为螺旋线形态的力学原理的分析,解释如何用能量方法判断弹性细杆平衡的稳定性,并介绍弹性细杆的力学分析在工程中和在分子生物中的应用。     

Hopkinson压杆技术的推广应用

简要介绍了Hopkinson杆的几种工程应用,包括:(1)用同步组装系统进行高温、高应变率耦合作用下材料动态力学性能的测试;(2)在Hopkinson压杆技术中实现单脉冲加载及其在动态损伤力学中的应用;(3)用Hopkinson压杆加载三点弯曲试样测定材料的动态起裂韧性;(4)用Hopkinson压杆技术对加速度传感器在3 000~200 000g范围内进行g值校准。还介绍了这些应用的基本原理、测试方法及所取得的成果。     

葡萄藤的力学

通过对攀附植物茎从直线形态转变为螺旋线形态的力学原理的分析，解释如何用能量方法判断弹性细杆平衡的稳定性，并介绍弹性细杆的力学分析在工程中和在分子生物学中的应用。     

广义变分原理在近似解中的合理应用

虽然在应用广义变分原理求弹性力学问题的近似解时,可以对位移、应力乃至应变分别作出假设,但是为了能得到一个力学上合理的模型,这些假设并不能完全独立无关,而必须相称,本文指出,相称的必要条件是各个力学量都有作功的可能,在满足这些作功的要求后,弹性力学中的各种能量原理(定理)在这个近似模型中都能继续成立。反之,就有一个乃至全部能量原理都不再成立。文中还对各个量的作功的本领,提出了相应的定量的指标,根据这些指标,可以定量地分析各种假设相称的程度。     

Kirchhoff弹性杆分析动力学的准坐标表达

作为DNA的力学模型,依据Kirchhoff动力学比拟思想建立的弹性细杆的分析力学方法已从静力学深入到动力学。由于静力学平衡微分方程与刚体动力学相当,因此,弹性细杆动力学的分析力学方程必是以弧坐标和时间为双自变量的偏微分方程。以横截面的形心速度以及弯扭度和角速度沿主轴的分量为准速度,定义了准坐标,导出了准坐标的微分和变分运算的交换关系。从Hamilton原理出发,利用准坐标的微分和变分运算的交换关系,导出了Kirchhoff弹性杆动力学准坐标下的Boltzmann-Hamel方程,并由此导出Lanrange方程。指出了Boltzmann-Hamel方程显式即为弹性杆动力学的Kirchhoff方程。定义关于弧坐标和时间的正则变量和Hamilton函数,导出Boltzmann-Hamel方程的正则形式。本文结果是以弹性杆静力学和刚性杆动力学为其特例。作为例子,建立了垂挂的在重力作用下作平面运动的弹性细杆的动力学微分方程以说明本文方法的应用。     

SHPB实验过程中岩石变形破坏的实时物像同步分析

典型的岩石动态压缩应力-应变曲线有不同的阶段,岩石变形、破坏形态也有不同的图像表征,力学响应和图像表征具有一一对应关系。针对上述特性,组合分离式霍普金森压杆(SHPB)与高速摄像机,建立物像同步分析装置,系统研究了岩石在冲击荷载下完整的应力和应变动态响应,并实时采集图像信号。最终,根据应力波传播理论,编制了物象同步分析程序,通过界面显示可实现力学响应与图像表征同步分析。该程序直观地反映了岩石在冲击荷载作用下,应力-应变曲线中不同阶段的力学特性及与其对应的试样开裂情况、破坏趋势、损伤程度等图像表征,清晰地揭示了岩石变形破坏过程的力学机理。     

简单起重机具的力学原理(四)

§5缆索吊车 缆索吊车是铁路施工工地上常用来起吊、搬运重物的一种起重设备。对于跨越河道、深谷地区的起重工作,缆索吊车有它独特的优点。缆索吊车的组成部分有轨索、起重索、牵引索、小车、塔架、绞车、缆风、地垄等。图29是缆索吊车构造示意图。它的构造及穿绳办法是缆索吊车的常用作法。图30所示的缆索吊车是我院“五·七工程处”教师和工人、贫下中农相结合,在材料缺乏、条件困难的情况下安装起来的,表面看来虽然土里土气,但却胜利地完成了某铁路桥5吨砼块件的装吊工作。它符合毛主席提出的“自力更生”和“勤俭建国”的方针。     

典型类比分析法的原理与实践

本文以我国隧道工程应用新奥法的典型工程经验和原位测试资料为基础,综合应用系统科学、工程地质力学和岩石力学方法,阐述在隧道工程锚喷支护设计与施工中,普及应用围岩稳定分析预测技术的原理和方法—典型类比分析法的提出、原理框架与工程验证。     

固体力学的基础

固体力学是一门基础学科,它保证许多机械工程和土木工程的实施,并对其他工程学科和科学学科也有重大贡献。固体力学的基础研究,着重全面了解工程系统中发生的力学现象,并对这些现象的分析充分用公式表述。大型计算机日益增长的应用已对这一领域产生巨大的影响。重点已由传统的分析转移到发展对材料的响应作更符合实际和更详细的描述,发展更有效的计算方法,发展初值和边值问题的精确的数值解。尽管(或者也许是因为)有这种趋向,理论和分析必须继续在现代固体力学中起着极大的作用。固体力学被各学科之间研究活跃程度的不断增长所丰富。而在固体力学领域内部,则需要在计算、实验和理论之间更好地进行交流和相互促进。      

关于编辑《力学科普丛书》的初步思考

我们要让科技领导干部和管理干部了解力学这一领域今天的面貌,了解她的基本内容、地位和作用,了解她的发展史、发展规律和前景,更好地支持力学学科的发展;要让广大工人、农民、技术人员和部队官兵了解力学的原理、方法和最新成果,以期在生产活动中得到更广泛深入的应用,创造更多的物质财富,增强国防     

关于编辑《力学科普丛书》的初步思考

<正> 我们要让科技领导干部和管理干部了解力学这一领域今天的面貌,了解她的基本内容、地位和作用,了解她的发展史、发展规律和前景,更好地支持力学学科的发展;要让广大工人、农民、技术人员和部队官兵了解力学的原理、方法和最新成果,以期在生产活动中得到更广泛深入的应用,创造更多的物质财富,增强国防     

主剪应力虎克定律与最大总剪应变假说

<正> 在古典力学中,有过 Saint-Venant 的最大主应变理论,也有过 Tresca 的最大剪应力理论,尚有 Hooke's定律这三大重要而著名的理论,在物理力学众多文献中,和工程中均得到广泛地应用,均能查得多,在一定范围内均为正确.本文根据另一些著名理论的结论和重要意义的需要,所以建立若干系统的基本定律、定理和假说,可供实验和工程方便,可应用于工程.这些理     

弹性理论中非保守问题的一般变分原理

本文提出并证明了在用“伴生”力系统代替非保守系统时弹性理论中若干变分原理,由于在这种系统中作用力可为非保守力,这些原理只能以拟变分形式表示,即拟势能原理、拟余能原理、广义拟变分原理以及拟Hamilton原理,利用给出的变分原理,计算了在非保守力作用下压杆等问题的临界荷载。     

弹性杆基因模型的力学问题

概述弹性杆静力学与刚体动力学之间相似性的Kirchhoff理论．讨论其在分子生物学的弹性杆基因模型中的应用，以及与分析力学和运动稳定性理论有关的若干问题．     

细长压杆屈曲实验平台设计及其在实验教学中的应用

实验教学是培养工科大学生实践和创新能力的重要手段,如何在有限的实验条件下开展丰富的教学实验、关联更多的理论知识点是力学实验亟需解决的问题。本文以材料力学中常见的压杆屈曲问题为例,构建了压杆屈曲实验平台,主要包括压杆屈曲实验和力学仿真两个模块,通过压杆屈曲实验案例展示了该平台用于开展教学实验的过程。结果表明,该实验装置可操作性强,学生能够直观地观察到压杆由稳定到正弦屈曲再到螺旋屈曲的全过程,同时能够测试压杆径向位移、应变等多个参数,仿真实验能够在不受时空、设备限制下更直观地实现实验过程的再现和拓展。本实验具有一定的趣味性和专业性,利用教学实验能够激发学生对材料力学的学习兴趣,加强学生对多个关联知识的理解,也能够锻炼学生的动手实践能力。     

圆截面压杆稳定设计的简便方法

圆截面压杆稳定设计的简便方法王世华（山西太谷利民机械厂职工中专，太谷０３０８００）在“压杆稳定设计的优化方法”（力学与实践１９９２（２））一文中．作者应用优选法的原理提出一种“收敛较快”的试算法，即大柔度杆的０．３４法及中等柔度杆的０．８法．并举例与...     

圆截面压杆稳定设计的简便方法

圆截面压杆稳定设计的简便方法王世华（山西太谷利民机械厂职工中专，太谷０３０８００）在“压杆稳定设计的优化方法”（力学与实践１９９２（２））一文中．作者应用优选法的原理提出一种“收敛较快”的试算法，即大柔度杆的０．３４法及中等柔度杆的０．８法．并举例与...     

弹性力学中的能量守恒原理和虚功原理

本人在书[1]中认为:能量守恒原理是自然界最基本的原理之一,它理所当然地也是力学中最基本的原理,其它的各种能量原理或定理,可以说都是能量守恒原理的后果,但是在书[1]中没有对上述论点作进一步说明,因而使许多读者感到难于理解。本文就线性弹性力学的情况来阐明上述论点,所用记号与[1]完全相同。考虑一个弹性体在某种变载荷作用下的平衡问题。假定载荷的变化很慢,以致可以认为物体每时每...