自行车赛场摩擦系数和骑行安全策略

对亚运会北京昌平自行车赛场进行了跑道与自行车轮胎间的侧向动摩擦系数的测试,根据赛场的动摩擦系数,对骑行的安全策略进行了分析.     

使用拐杖的力学

使用拐杖的力学俞鸿儒（中国科学院力学所，北京１０００８０）本人不幸被身后高速骑行的自行车撞倒，引起左腿股骨颈断裂错位．手术后康复过程中，开始阶段借双拐行走，身体两侧各用一拐．随后要过渡到用单拐助行，那么单拐究竟应放在身体的哪一侧呢？刚好观看电视剧“我...     

使用拐杖的力学

使用拐杖的力学俞鸿儒（中国科学院力学所，北京１０００８０）本人不幸被身后高速骑行的自行车撞倒，引起左腿股骨颈断裂错位．手术后康复过程中，开始阶段借双拐行走，身体两侧各用一拐．随后要过渡到用单拐助行，那么单拐究竟应放在身体的哪一侧呢？刚好观看电视剧“我...     

再谈无人自行车的自稳定性

本文讨论无人自行车稳定行驶的实现可能性,对前叉受控的自行车数学模型做稳定性分析。分析表明,要保证自行车直立行驶的渐近稳定性,控制系统必须考虑前叉转轴的阻尼因素,且控制规律必须计入车体侧向倾斜的角速度信息。     

再谈无人自行车的自稳定性

本文讨论无人自行车稳定行驶的实现可能性,对前叉受控的自行车数学模型做稳定性分析。分析表明,要保证自行车直立行驶的渐近稳定性,控制系统必须考虑前叉转轴的阻尼因素,且控制规律必须计入车体侧向倾斜的角速度信息。     

旋转大气中运动的适应过程

在地球和行星上的流体大尺度运动中,压力梯度力与科氏力经常处于准平衡状态(“地转平衡”);当有局部地不平衡扰动时,将进行“地转适应过程”,迅速重新达到平衡状态.此外,全球规模的大气运动常常有恢复到轴对称环流的趋势;而且在长时间内进行平均,也是扰动能量转移到轴对称环流能量中去,即适应于地球(行星)的旋转状态,称之为“旋转适应过程”.这是两种基本的动力学过程.本文简介我们关于这方面的一些主要理论研究结果,证明这两种过程的存在性,并给出与此有关的许多重要的旋转流体运动的性质.     

速率偏频激光陀螺惯导系统航向敏感误差分析与补偿

为了有针对性的消除激光陀螺速率偏频惯导系统的可补偿寻北误差,进一步提高航向精度,从速率偏频斜装惯性仪表的数学模型出发,对陀螺和加速度计的各项误差进行了寻北误差分析,基于捷联惯导对准误差公式给出了惯性仪表各误差源的影响量级。明确了引起倾斜状态航向敏感误差的主要因素,提出了以调整激光陀螺旋转轴方向陀螺零偏抵消激光陀螺标度因数不对称性误差或者速率偏频状态陀螺零位偏移的航向敏感误差补偿措施。经转台试验验证,该措施简单可靠,有效消除了倾斜状态航向敏感误差,速率偏频系统的全方位寻北精度能够从86'(3σ)提高到优于40'(3σ)。     

关于自行车的稳定性

叙述自行车稳定性传统理论受到质疑和新理论提出的过程.解释影响自行车稳定性的离心力效应、陀螺效应,和新提出的脚轮效应的力学原理.     

细长体倾斜出水的实验研究

为了获得细长体倾斜出水空泡生成、发展及溃灭过程,基于高速摄像系统对细长体小倾角倾斜出水过程进行了实验研究。通过对比细长体垂直及倾斜带泡出水过程,分析了倾斜出水过程中体现出的新特征及其影响因素。在此基础上,对不同初始倾角及细长体头型对出水轨迹及姿态的影响规律进行了实验研究:细长体姿态及轨迹变化与其初始倾角并非线性相关,与肩空泡的闭合位置密切相关;细长体头型变钝,其水下运动过程稳定性增加。     

Self-stable bicycle without rider

叙述对自行车稳定性的各种理论的发展过程. 对一种特殊设计的所谓科伊曼自行车无人驾驶也能自行稳定的现象给出理论解释.     

有限深水中骑行波的显式Hamilton描述

小尺度波（扰动波）迭加在大尺度波（未受扰动波）上形成的波动一般之为“骑行波”。研究了有限可变深度的理想不可压缩流体中的骑行波的显式Hamliltn表示，考虑了自由面上流体与空气之间的表面张力。采用自由面高度和自由面上速度势构成的Hamilton正则变量表示骑行波的动能密度，并在未受扰动波的自由面上作一阶展开。运用复变函数论方法处理了二维流动。先用保角变换将物理平面上的流动区域变换到复势平面上的无限长带形区域，然后在复势平面上用Fourier变换解出Laplace方程，最后经Fourier逆变换求出了扰动波速度热所满足的积分方程。作为特例考虑了平坦底部的流动，导出了动能密度的显式表达式。这里给出的积分方程可以替代相当难解的Hamilton正则方程。通过求解积分方程可得出agrange密度的显式表达式。本文提出的方法约研究骑行波的Hamilton描述以及波的相互作用问题提供了新的途径，有助于了解海面的小尺度波的精细结构。     

试样倾斜和正压力对球形压头微米划痕测试紫铜的影响

采用球形压头对紫铜进行微米划痕试验,研究了不同恒定正压力下试样倾斜对划痕测试紫铜的影响. 结果表明:试验测得的名义摩擦系数与试样倾斜角度线性相关,且斜率不受正压力的影响. 建立了球形压头与试样倾斜状态的位置关系模型,发现试样倾斜对名义摩擦系数中的黏着组分无影响,而犁耕组分随倾斜角度线性变化. 试样倾斜时的摩擦系数可通过球-面接触力学模型进行校正,获得试样无倾斜时的摩擦系数. 摩擦系数与正压力之间呈非线性关系,其中犁耕组分线性增大,黏着组分非线性增大并趋于稳定. 通过划痕形貌测量的残余划痕宽度几乎不受试样倾斜的影响,但与正压力的0.5次方存在线性关系. 分析了划痕硬度随正压力的变化,发现由残余划痕宽度计算得到的划痕硬度几乎为恒定值,不受正压力影响,而由接触投影面积计算得到的划痕硬度随正压力增大而增大,随后趋于稳定.      

The learning about bicycle

概略介绍了关于自行车文献研究的过程以及各种研究的结果.     

倾斜正交异性矩形板热振动分岔

研究了倾斜正交异性矩形板在热状态下的振动分岔,讨论分析了温度、长宽比、板厚、倾斜角对正交异性矩形板发生混沌运动区域的影响。     

超疏水材料表面液-气界面的稳定性及演化规律

超疏水表面功能材料在防污、流动减阻等领域具有重要应用,其中液–气界面的稳定性是关系到该种材料性能发挥的关键因素。微结构液–气界面的稳定性主要体现在浸润状态转变过程,浸润状态恢复过程和气泡形态演化过程三个方面。在压强变化、气体扩散等多种因素作用下,液–气界面会发生失稳现象,并以不同的形态变化方式进行演化发展。该文首先总结了三类液–气界面稳定性问题。在不同的演化阶段,液–气界面具有不同的位置和形状,体现出不同的稳定性。然后,分别针对液滴系统和水下浸没系统,考虑了几种主要的影响因素,综述了目前国内外关于超疏水微结构液–气界面稳定性研究的主要进展,总结液–气界面的演化机制。最后,展望了该领域中存在的主要科学问题。     

倾斜壁面浸润性梯度驱动液滴运动过程的格子Boltzmann模型研究

基于介观模型的多组分伪势格子Boltzmann方法,模拟了倾斜壁面浸润性梯度驱动液滴的运动过程,研究了壁面浸润性梯度、壁面倾斜角度对液滴运动过程的影响．结果表明,对于一定倾斜角度的壁面,当壁面上浸润性梯度足够大时,液滴能够克服重力的作用实现“爬坡”;液滴在运动过程中,其前进及后退接触角与当地静态接触角间存在差值;增大壁面浸润性梯度时,液滴能够获得更快的加速,并且前进及后退接触角与当地静态接触角之间的差值也随之增大;增大壁面倾斜角度时,液滴的运动受到阻碍,前进及后退接触角与当地静态接触角的差值小幅减小．     

液滴撞击具有浸润性分布的倾斜固壁铺展行为的格子Boltzmann研究

采用基于单组分多相伪势模型的格子Boltzmann方法,模拟了三维液滴撞击左右两侧浸润性不同的倾斜固壁的铺展过程,获得了液滴在壁面两侧的铺展因子、相对铺展宽度、相对高度和液滴运动速度随时间的变化情况,研究了壁面浸润性分布和壁面倾斜角度对液滴铺展过程的影响．结果表明,液滴在倾斜壁面的铺展过程受到重力和表面力的综合作用,重力影响液滴的铺展和沿壁面向下的滑动,壁面浸润性分布影响液滴向壁面亲水侧横向移动．     

支点变形对水润滑可倾瓦推力轴承起动过程影响

本文中建立了水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,采用Hertz接触模型,以自定义可倾瓦推力轴承起动过程发生初始倾斜时刻转速—初始倾斜转速Uft为对象,分析了支点接触与磨损变形量、载荷大小对水润滑可倾瓦推力轴承起动过程影响.初始倾斜转速Uft随着支点变形量增大而增大,随着载荷增大而增大.在给定可倾瓦推力轴承可接受初始倾斜转速最大值Uftc情况下,几何尺寸确定可倾瓦推力轴承载荷及支点变形均存在最大值.采用水润滑可倾瓦推力轴承性能试验台进行模型验证,结果表明:Uft测量值与数值分析结果吻合度较高,误差小于10%;采用加速度传感器及扭矩传感器联合方法可以比较准确地判断出轴承推力瓦发生倾斜时刻,从而确定可倾瓦推力轴承的Uft值.     

薄宽带钢倾斜浪板形屈曲变形的解析研究

薄宽带钢的倾斜浪是一种产生机理与解决对策都未知的板形缺陷。本文通过有限元仿真结合现场实测分析提出了一种倾斜浪产生机理的新解释,并且基于艾利应力函数和S. Timoshenko最小功原理建立了倾斜浪前屈曲变形的力学模型和计算方法,获得了其前屈曲应力场分布的表达式;运用伽辽金虚位移原理解法获得了其临界屈曲载荷;推导建立了薄宽带钢倾斜浪的后屈曲摄动求解方法,计算获得的后屈曲模态和有限元计算获得的瓢曲模态符合良好。研究结果可为板带材轧制过程中倾斜浪及其倾斜角度的预测和控制提供理论依据。     

基于 Hopkinson 压杆的动态压剪复合加载实验研究

本文提出了一种可用于研究压剪复合加载下，材料动态力学性能的实验装置；该装置主要是基于 Hopkinson 压杆，通过添加一个带倾斜端面的垫块，实现压剪复合加载。本文分析了该实验装置的基本数据处理方法，并利用有限元分析验证了此分析方法的可行性；然后利用该装置对常规金属材料进行了相同冲击速度，不同倾斜角度（分别为 0、30、45 度）下的一系列实验。实验结果表明，该装置能实现压剪复合加载，并且能得到材料的动态屈服面，为研究材料在复杂应力状态下的动态力学性能提供了新的实验方法。