《力学进展》分类索引 2002年 第32卷 第1(总第 129)期-第4(总第132)期(括弧外数字为期数,括弧内数字为页数)

1 总 论2002年度力学学科基金项目申请情况…。……………………………孟庆国 詹世革2纪念周培源诞辰一百周年科学论坛简介………..、…………..中国力学学会办公室 供稿4生物力学与基因——献给周培源教授诞辰100周年……………..、………………冯元帧4广义相对论的产生与发展…………。………………………………………..张元仲 4IUTAM非线性随机动力学讨论会简介………………………………………..朱位秋 4世贸中心大厦为何坍塌?——简化分析……………….,Zdenek P.BaZant Yong Zhou 凋宏伟 左建平 彭瑞东 李 辉…     

经典力学的奠基人——————伽利略

 伽利略是意大利杰出的科学家，经典力学的奠基人，被誉为``近代科学之 父'，其对经典力学作出了创造性贡献，并创立了理性与实验相结合的科学方法. 对伽 利略在经典力学方面的成就进行评述.     

我怎样讲力系等效、简化和平衡——————理论力学教学札记之二

 力系等效简化是理论力学的重要内容, 传统的教学 方法需要较多学时, 对多种情况分类给出很多规则和结论, 针对此问题探讨 改进讲授思路.     

暴雪后公交候车亭顶棚坍塌事故的力学分析

2018年1月4日,合肥市普降暴雪,望江路沿线多座公交候车亭顶棚坍塌,造成多人受伤1人死亡的严重后果。本文首先通过合理简化,建立了候车亭棚体受力模型;然后,利用材料力学组合变形理论,对棚体的立柱、连接件和顶棚开展了受力分析,指出了连接件和立柱受到较大弯矩,为候车亭棚体中需要加强支护的部位;最后,通过事故分析,揭示了连接件尺寸过小和强度不足是导致此次顶棚坍塌事故的直接原因,亦说明了设计缺陷和施工质量不足是造成本次坍塌的根本所在。研究结论,对公交候车亭的优化设计、施工和安全管理具有非常重要的指导意义,为避免此类坍塌事故的再次发生提供了重要的借鉴。     

he analytical solutions of thick-walled cylinder of softening material and its stability

将弹塑性材料的应力应变全过程曲线简化为三线性模型(弹性-线性软化-残余理想塑性), 并 假设材料服从Tresca屈服准则和关联流动法则，推导出受内压厚壁筒的解析解. 在这个解析解 的基础上，讨论了厚壁筒的平衡稳定性问题，内压达到临界载荷时，厚壁筒丧失稳定性，其 临界载荷就是软化塑性材料厚壁筒的承载能力.     

世界贸易中心双子楼的动力坍塌浅析

 本文的第一部分收集了多方面的资料，概述了在911恐怖袭击 中坍塌的世界贸易中心双子塔楼的主要参数和结构特征，解说了塔 楼为什么能够承受波音767客机撞击的横向冲击载荷. 但是，随之发 生的客机燃油大火产生的高温使钢质框架软化，导致了被撞击楼层 柱状结构的坍塌，进而触发了整个塔楼的渐进式动力坍塌. 本文的 第二部分概括地介绍了著者提出的关于高楼结构渐进式动力坍塌的 一个理论模型. 该模型利用简单的能量分析，指明如果一个如世界 贸易中心双子塔楼这样的高层建筑在每层坍塌过程中结构变形与破 坏耗散的能量小于该过程中释放的重力势能，该高层建筑必然是内 在不稳定的. 这一准则可以简单地用结构设计的安全因子和一个能 量耗散因子之间的不等式来表征.     

MECHANICAL ANALYSIS ON THE COLLAPSE ACCIDENT OF BUS SHELTER CEILINGS AFTER SNOWSTORM 1)

2018年1月4日,合肥市普降暴雪,望江路沿线多座公交候车亭顶棚坍塌,造成多人受伤1人死亡的严重后果。本文首先通过合理简化,建立了候车亭棚体受力模型;然后,利用材料力学组合变形理论,对棚体的立柱、 连接件和顶棚开展了受力分析,指出了连接件和立柱受到较大弯矩,为候车亭棚体中需要加强支护的部位;最后,通过事故分析,揭示了连接件尺寸过小和强度不足是导致此次顶棚坍塌事故的直接原因,亦说明了设计缺陷和施工质量不足是造成本次坍塌的根本所在。研究结论,对公交候车亭的优化设计、施工和安全管理具有非常重要的指导意义,为避免此类坍塌事故的再次发生提供了重要的借鉴。     

????Appell?????????——————?????????????

介绍法国力学家Appell巨著的前两卷，以及他对理论力学的贡献， 并在此基础上给出几点评论.     

利用浅水水箱作为阻尼器的大连国贸大厦减振控制研究

针对一实际工程结构—大连国贸大厦,研究了风荷载作用下调液阻尼器的减振控制作用。首先建立了该结构的简化计算模型,利用Davenport谱给出了模拟风荷载;在大厦所处的位置进行多次测量,得到实际风速样本,选取其中风速较大、过程平稳的样本,对实测样本与模拟样本的频谱进行比较,验证了模拟风荷载的合理性。文中在大厦顶层设置浅水水箱,将其设计成可减少结构位移及加速度反应的控制装置TLD,以提高大厦在风荷载作用下的舒适度,并给出了高层建筑水箱减振方案实施的设计建议。数值计算结果表明,该大厦顶部设置TLD减振装置后,能有效地控制结构在风荷载作用下的反应。依据本文的TLD设计步骤,可供类似高层建筑进行TLD减小风振控制分析和设计时参考。     

关于煤矿中“突出”的理论——对慕尼黑工业大学矿业力学研究的介绍(特约稿)

本文总结了慕尼黑工业大学关于煤矿中突出问题的研究。首先,指出了易发生突出的材料的一个主要力学特征,是材料参数在破坏后效区快速下降。接着,将简化弹塑性理论(或称初等理论)应用于研究突出,揭示了突出的某些基本机理。还详细讨论了临近巷道存在坍塌及考虑煤层内部剪应力时对突出的影响。最后给出了把坍塌形成当作突出处理以及把煤层顶底板岩石当作弹性体考虑的结果。将理论结果与现场现象进行了对比,并对预报及防止突出的方法用力学观点给予了解释。     

Classical and sequential limit analysis revisited

Classical limit analysis applies to ideal plastic materials, and within a linearized geometrical framework implying small displacements and strains. Sequential limit analysis was proposed as a heuristic extension to materials exhibiting strain hardening, and within a fully general geometrical framework involving large displacements and strains. The purpose of this paper is to study and clearly state the precise conditions permitting such an extension. This is done by comparing the evolution equations of the full elastic–plastic problem, the equations of classical limit analysis, and those of sequential limit analysis. The main conclusion is that, whereas classical limit analysis applies to materials exhibiting elasticity – in the absence of hardening and within a linearized geometrical framework –, sequential limit analysis, to be applicable, strictly prohibits the presence of elasticity – although it tolerates strain hardening and large displacements and strains. For a given mechanical situation, the relevance of sequential limit analysis therefore essentially depends upon the importance of the elastic–plastic coupling in the specific case considered.     

Comparison of bifurcation and imperfection analyses of localized necking in rate-independent polycrystalline sheets

Plastic flow localization into a narrow band is investigated for a rate-independent polycrystalline sheet. Strain localization is considered to initiate at a point of bifurcation from the homogeneous deformation state or to result from the growth of a preexisting imperfection. Bifurcation analysis based on the rate-independent crystal plasticity model is found to give limit strains at a realistic strain level in the biaxial-stretching range. Limit strains predicted by the imperfection analysis are lower than those for bifurcation analysis and tend to approach those strain levels with decreasing amount of initial imperfection. Then, the bifurcation analysis is applied to the simulation of the forming limit for strongly textured sheets. The bifurcation analysis reveals the same trend of a texture dependence of limit strains as that for the imperfection analysis employing a rate-dependent model reported in the literature.     

基于Kriging代理模型的迭代更新高效反演方法

为提高混凝土坝等大体积结构参数反演效率和精度,减少由于应用有限元进行大量正分析而产生的计算机时,建立了一种结合Kriging代理模型和粒子群优化(PSO)算法的迭代更新反演方法。通过拉丁超立方抽样(LHS)方法确定初始样本点的空间分布,并使用有限元正分析获取对应的响应值,构建粗糙的初始代理模型,结合具有全局寻优能力的PSO算法,反演大体积结构的分区弹性模量,随之再代入有限元模型中,计算获取新的位移响应,并将其作为新样本加入到样本集中,通过迭代更新获得局部更高精度的代理模型。工程实际算例表明,该方法对混凝土坝等大体积结构参数反演精度较高和适用性好,且能大幅减少传统有限元模型反演方法所需消耗的正分析机时,提高反演效率。     

同几何分析研究进展

同几何分析(isogeometric analysis) 是当前工程分析的一种发展趋势, 有可能对计算机辅助工程(CAE) 产生重大影响. 同几何分析的思想是采用计算机辅助设计(CAD) 的几何语言, 如NURBS(non-uniform rational B-spline) 几何替代拉格朗日插值作为分析计算的基础. 这种看似简单的几何语言变化, 消除了困扰CAE 多年 的瓶颈问题, 开启了一条紧密联系分析、设计和优化的新途径. 本文论述了同几何分析的产生背景、理论、优 点及其在各个领域的应用. 系统总结了同几何分析在NURBS, T 样条基函数构建, 非结构化网格构建, 有效 积分方法, 曲面修剪技术, 网格细化等基础理论方面的进展, 以及在板壳问题、大变形问题、流固耦合、结构优 化、接触问题、生物力学、温度场和电磁场等领域的应用, 展示了同几何分析相对于标准多项式插值有限元法 的优势.     

考虑双向地震动作用的非对称结构多维Pushover分析

目前的Pushover分析多集中于平面单向分析,考虑到非对称结构反应的多维性,在单向地震动作用振型Pushover分析研究基础上,提出了考虑双向地震动作用的结构多维Pushover分析程序。采用弹性振型分解的思路,将非线性结构反应近似为结构多振型弹塑性反应的叠加,进而将结构按振型等效为多个等效方程,将每一等效方程转化为以双向实际地震记录的组合为地震输入的等效单自由度体系。在此基础上给出了考虑双向地震作用的非对称结构多维Pushover分析程序,并阐述了该方法与传统Pushover分析方法的区别,最后通过算例将该方法结果与非线性时程分析结果进行比较,证明了该方法具有一定的准确性。     

抗震设防决策中的模糊信息处理

抗震设防决策过程中涉及到许多对整个分析过程都具有重要意义的模糊信息 ,本文提出一种结合模糊信息进行地震危险性概率分析与抗震设防决策的方法 ,介绍了用模糊集模拟模糊信息的原理 ,以及进一步处理模糊信息的区间分析顶点法。作为一例 ,这些方法结合基于泊松分布的地震烈度发生概率模型 ,应用于南京市区未来 5 0年的地震危险性与抗震设防效益分析 ,提供模糊的结论供设防决策参考。     

动荷载反分析的模态选择方法

提出了动态载荷识别中新的确定模态的准则与实施方法.提出了模态选取概念,在此基础上提出了反分析中模态选取的准则,并给出了相应的公式.大量算例表明,采用该文准则和公式可以防止因模态选取不当而产生的伪解,避免计算中的数值病态,明显提高了动态载荷识别的成功率和精度.     

概念力学分析中的延拓方法

在概念力学分析基本方法如动因素法、主响应法和极端形态界定法等基础上发展了延拓分析 的方法, 亦即以分析对象的一个概念力学基本分析模型为出发点, 通过不断延拓的分析过程 来达到解决一系列具有工程实际意义问题的目的. 给出了管道有暖流通过时管壁的内力与变 形分析和多层框架在均匀温降或楼面载荷作用下的弯矩分析等两个实际分析案例. 揭示了如 何在延拓分析过程中结合运用概念力学分析的其他基本方法以取得突破, 并进而确定结构受 力响应基本形态的过程.     

A THEORETICAL STUDY OF PAPER FLUTTER

Two different methods of analysis were developed in order to clarify the phenomenon of paper flutter. One of these is a flutter simulation using a Navier–Stokes code (N–S simulation). N–S simulation was used to determine the unsteady lift force, the amplitude of flutter, and the air-flow around a paper sheet, by means of a time-marching scheme. The other form of analysis is based on a potential-flow analysis of an oscillating thin airfoil via an eigenvalue analysis for determining stability. The flutter speeds and flutter modes obtained by each method are consistent. Aspects of the behavior of paper flutter that had not been clarified in the experimental analysis were clarified by potential flow analysis. From the results of this study, it was shown that potential flow analysis is very convenient and adequate for a parametric study of this problem.     

A comparative experimental study on the use of three denoising methods for bearing defect detection

In the conditional maintenance of mechanical components by vibratory analysis, one distinguishes two types of analyses which are necessary for obtaining a reliable diagnosis. The first analysis lies in the detection of potential defects; there are currently various succeeded methods based on the treatment of the vibratory signals allowing the localization of a defect. One can quote among these methods the analysis of spectrum (with constant resolution (RC) or percentage of bands constant (PCB)), the analysis of envelope, the analysis cepstrale, the analysis time-frequencies or the analysis time-scales (wavelet). The second analysis is interested in the determination and the evaluation of severity of a defect detected to estimate the influence of this defect on the operation of a mechanism. The scalar indicators which make it possible to estimate the gravity of a defect are indicators known as total which are based on the statistical analysis of a temporal signal. However, the signals resulting from accelerometer sensors are the results of a mixture of sources of vibrations, sources being able to be allotted to one or more defects and are generally polluted by noise. This work presents the three principal methods of denoising and the study of their influence on the scalar parameters (kurtosis, factor peak, value rms) and this within the framework of the detection of defects of the chippings types of bearings.