大射电望远镜馈源舱的风激振动及其MTMD减振设计研究

采用修正的Davenport风谱来模拟风荷 ,分析了FAST (Five -hundred -meterApertureSphericalTelescope)大射电望远镜馈源舱在该风荷作用下的振动 ,并根据分析和计算的结果设计了多频调谐质量阻尼器 (MultipleTunedMassDampers) ,计算结果表明 ,这种动力吸振阻尼器可以有效地减少馈源舱的振动     

大型射电望远镜悬挂馈源的风振模拟

基于随机过程理论和数值模拟方法 ,提出了利用 MATL AB软件模拟生成随机风荷的一种新途径。分析了 5 0 0 m口径大型射电望远镜 ( FAST)悬挂馈源结构在随机风荷下的非线性动力响应 ,为设计馈源稳定平台的运动控制范围提供了依据。     

新一代大射电望远镜馈源舱索支撑系统的优化设计

基于对馈源舱姿态由40°增加到60°的设计要求,本文首先将原来的等高塔改成两组不等高塔,这对确保馈源舱60°姿态角的实现起到了关键作用。其次,对舱索支撑系统进行了优化设计。设计参数包括索与馈源舱的连接点坐标、索横截面积、塔高等物理量,约束函数为平衡方程、材料强度及边界条件,目标是使索张力差最小。再者,增加平衡重,且平衡重离舱顶端距离可在整个工作空间内实时改变,这不仅有利于舱姿态角的实现,而且可使索张力差进一步减小。最后,通过大量的数值计算和LT5m实验,结果证明了本文所提模型方法和措施的可行性与有效性。     

LT50m模型二级运动调整系统的动力学分析

安装在悬挂馈源舱内的Stewart平台作为馈源位姿精调机构与舱索粗调系统一起构成了大型射电望远镜(LT)馈源位姿的两级调整系统。使用索结构的悬链线解析方程以及在忽略舱体振动导致的Stewart平台惯性力的基础上,应用Newton-Euler法建立了舱索系统与Stewart平台耦合的动力学简化模型。通过对LT50m缩比模型的仿真分析,模拟了馈源舱对Stewart平台扰动的响应,并由实验进行了验证。     

空间太阳望远镜主构架的力学分析与优化

基干航天器结构设计的特殊性，用有限元软件MSC．NASTRAN对空间太阳望远镜主构架进行了力学分析。根据敏度分析方法和优化计算要求，建立了满足结构频率和振型条件、追求重量最轻的优化模型。结合工程优化的特点，提出多种拓扑结构方案，并对主构架进行了拓扑型式比较与选优、形状优化和尺寸优化，最后对多变量优化设计的初值问题进行了探讨。经优化计算及工程处理，使主构架的总重量减少了36％，力学校验和热分析表明优化结构满足整星设计要求。     

大射电天文望远镜悬索馈源系统驱动力的研究

针对大射电天文望远镜馈源系统中悬索呈现出的柔性特征，在已知馈源舱的位置，姿态，速度和加速度的情况下，将悬索离散为柔性索杆单元，建立了系统的逆运动学及逆动力学模型。分析计算了悬索上各离散点的位置、速度、加速度和惯性力，推导了在重力和惯性力共同作用下悬索的空间挠曲线方程，研究了悬索的刚体位移和弹性变形。在此基础上，通过刚体-柔性的迭代计算，求出悬索馈源系统的驱动力，为高精度的大射电天文望远镜提供了必要的设计参数。     

谈一般力学研究面向工程实际的问题

一般力学（离散系统和复杂多体系统的动力学、振动与控制）是一门基础性很强的学科，开展学科前沿的基础性、理论性研究，是一般力学研究的基本内容，但一般力学也要面向工程实际，促进经济的发展。本文列举了一般力学在工程实际中应用实例，对一般力学研究以及一般力学工作者如何面向工程实际提出了看法。     

强度与振动教育部重点实验室近期研究工作进展

1 实验室概况 本实验室于1985年由原国家计委投资建设,主要支撑学科为力学,其中:固体力学为首批博士点、首批国家重点学科.实验室主任和学术委员会主任分别由王铁军教授和杜善义院士担任.实验室总体定位是面向国家重大需求和国际学科前沿,开展应用基础研究.重点研究重大装备、国家安全、交叉边缘及其它领域中的关键力学问题,强调理论、方法与技术创新.主要研究方向为:(1)固体变形与强度理论;(2)复杂系统动力学与振动控制;(3)超轻多功能结构及多场耦合;(4)结构安全与监检测.     

《力学在线》教育科研网络支撑环境研究

 结合《力学在线》学科网站的设计与建设，对如何构建力学学科教育 科研网络的支撑环境进行了研究，并对如何建设力学专业数据库进行了探讨.     

非线性力学国家重点实验室2007年科研进展

近年来,非线性力学国家重点实验室(LNM)在坚持固体与流体的非线性力学行为和规律的学术方向下,突出了多尺度力学和跨尺度关联的研究.这既与国际上近年来出现的对多时空尺度演化和斑图的非线性科学问题的重视相互呼应,又反映了LNM在科学前沿和重大需求的交叉点上长期探索所形成的发展特点.实际上,多个时间/空间尺度非线性耦合的行为,是非线性复杂系统中至今尚未阐明的一个关键科学问题.     

汽车工程中的若干力学问题

汽车的设计、开发和使用离不开力学.简述汽车的发展历史、主要组成及其性能.介绍汽车工程中的几个关键力学问题,包括汽车轮胎力学、行驶稳定性分析、驱动与阻力、振动与噪声、碰撞力学与车身耐撞性、撞击损伤生物力学、行人保护力学等.展望了汽车工程中需要关注的力学问题.     

高速铁路工程中若干典型力学问题

高速铁路是一个复杂的系统工程,涉及一系列关键力学问题.本文讨论高速铁路工程中的3个关键固体力学问题:高速铁路轮轨滚动接触力学问题、高速列车关键结构部件疲劳问题和高速列车与线路结构动态相互作用问题;概述了其研究进展与工程应用;提出了今后进一步结合高速铁路工程需求的研究方向.     

弹性支座分析方法及其应用

针对结构杆件之间真实的联系和约束, 在结构力学常用支座的基础上, 提出 弹性支座概念. 建立弹性支座两种基本体系, 解两种反馈基本力法方程, 导出杆端两个方向 的约束刚度递推计算公式. 提出弹性支座基本分析方法. 给出弹性支座分析方法的有限元形 式. 应用弹性支座分析方法, 导出一次弯距分配法, 将高层结构内力计算方 法------分层法、$D$值法提升到一个更高的水平. 该法对弹性结构内力分析计算 工程实践应用和教学有参考价值.     

断裂力学判据的评述

从Inglis和Griffith的著名论文到Irwin和Rice等的奠基性贡献,对断裂力学中的线弹性断裂力学的K判据,界面断裂力学的G判据,和弹塑性断裂力学的J判据作了扼要的综述.介绍了在界面断裂力学G判据的基础上提出的界面断裂力学的K判据,以说明断裂力学的判据存在改进的可能性.在综述中归纳出断裂力学判据中目前还没有较好解决的几个问题.在总结以往断裂力学研究经验的基础上,指出裂纹端应力奇异性的源是对断裂力学判据存在的问题作进一步研究的切入点.探讨了裂纹端应变间断的奇点是裂纹端应力奇异性的源的问题,从而对裂纹端应力强度因子的物理意义进行了讨论.最后,阐述了进行可靠的裂纹端应力场的弹塑性分析是改进弹塑性断裂力学判据的关键,而进行可靠的裂纹端应力场的弹塑性分析的前提是要通过裂纹端应力奇异性的源的研究来获得作用在裂纹端的造成裂纹端应变间断的有限值应力.     

浅谈流体力学发展——从Batchelor百年诞辰纪念大会谈起

G.K. Batchelor是20世纪国际流体力学大师,在均匀湍流理论和低雷诺数微流体力学领域做出了开创性的贡献,他对流动追求物理和定量性理解的思想影响了近百年流体力学的发展,是流体力学顶级期刊Journal of Fluid Mechanics的创刊人,也是剑桥大学应用数学与理论物理系(DAMTP)的创建者,培养并影响了一大批在流体动力学理论、实验流体力学、湍流及稳定性、环境流体力学、多相流体力学、磁流体力学、微纳米尺度流体动力学等诸多领域建树卓越的学者.本文以G.K. Batchelor诞辰100周年纪念活动为契机,简要回顾了流体力学近300年的发展历程.概述了流体力学发展历经的以数学和物理为基础建立理论框架的经典流体力学、以应用需求为导向促使自身跨越发展的近代流体力学和以学科融合为特点外延丰富的现代流体力学三个重要阶段;以师承关系、代表性学者及其主要学术贡献为线索,总结了现代流体力学四大学派的形成及其近百年的传承沿革;以历史和发展的视角浅谈当代流体力学发展的动力和趋势,并以风沙环境力学为例,简述流体力学为分支学科发展提供的支撑和引领作用,分支学科的需求为流体力学内生发展提供驱动力...     

三峡工程中的若干力学问题

简要介绍了三峡水利枢纽工程概况，工程建设中主要技术难点，以及几个主要工程力学问题，包括流体力学、固体力学、二相流及爆破力学等问题．结合三峡工程侧重叙述岩石（体）力学应考虑的新问题．大型岩土工程是庞大的复杂系统，岩石力学涉及众多学科．建议应用系统工程的理论和方法研究岩石（体）力学，使其在国民经济中发挥更大作用，在岩石（体）力学研究中还需针对不同的目标、任务考虑各种非线性问题．因此，岩石（体）力学应与工程问题更紧密地结合．     

Fracture mechanics at work in a steelmaking and engineering environment

An overview of fracture mechanics within the Research Division of a large international steel and engineering company is given. Fracture mechanics principles have been utilized to assess materials performance, structural integrity and component design. Examples are given of the applicability of these principles to steel making support activities and product usage in order to demonstrate the range and value of applications for fracture mechanics.     

开放式柔性材料力学实验平台的建设与实践

提出建设以机器编号为标识,以计算机网络通信技术为支撑的柔性力学实验平台,在这个平台上,学生自主进行实验,而教师在后台监控学生实验,既提高了学生实验的积极性,也减轻了教师的工作量,使实验设备得到很好的保护和利用.     

饱和砂土液化研究进展

首先对20世纪90年代以前有关饱和砂土液化的研究工作进行了简要回顾,然后重点对近期液化的离心机实验研究、液化引起的地面大位移及对结构物的破坏等进行了综述.同时也对液化的判别方法、粉砂液化、静态液化等进行了评述.认为今后的研究重点是液化引起的地面大位移及对结构物的破坏等,其中涉及到结构与土的耦合问题、流变体(液化区域内的砂土)和固体(未液化区域的砂土)耦合及演变的问题,需要多学科(岩土力学、数值分析、流体力学、结构力学等)的研究人员共同研究.其中,液化前后的土体本构关系是需要研究的核心内容.今后需利用离心机实验、现场原位实验开展工作,并进行相关实验技术研究工作.图0参118     

页岩水力压裂的关键力学问题

页岩气是指以吸附和游离时而还有流体相的形态状态赋存于泥页岩中的非常规天然气.页岩气开采成为我国绿色能源开发的新领域.尽管北美页岩气革命取得了成功,但目前仍仅有预期产量5~15%的油气采收率,问题出在什么地方?水力压裂被认为是提高采收率的关键一环,但水力压裂过程中复杂缝网的形成和力学控制机理尚不清楚,这给力学家提出了巨大的挑战和机遇.结合本课题组近期研究成果,论文从理论、计算和实验三个方面对页岩水力压裂中的关键基础力学问题进行介绍和总结.主要内容包括发展页岩人工裂缝扩展的大型物理模型实验,建立页岩本构模型和断裂力学理论,发展耦合断裂力学和流体力学的裂缝网扩展数值模拟方法.页岩水力压裂研究对发展断裂力学的实验技术、理论模型和数值模拟方法起到推动作用,对提高我国页岩气高效开采技术具有重要意义.