关于荡秋千力学原理的一个注记

将人体简化为质点，讨论了荡秋千过程中速度、能量和人体做功的关系. 指出在最低点从蹲 姿转换为站姿时，依据动量矩守恒原理速度将增加；因而人体肌肉需要克服重力做功以增加 势能，还需要克服离心力做功以增加动能. 在最高点从站姿转换为蹲姿时，速度保持为零， 且因人体倾斜势能减少较小. 具体给出了秋千荡起高度的公式.     

常用假设下黏弹组合模型两类表述参数间转换及适用性

黏弹性组合模型通常有两类表述，一类为基于拉压模量和拉压黏性系数的表述，另一类为基于剪切模量和剪切黏性系数的表述。对于广义Kelvin模型，这两类表述参数间的转换已经建立。但存在理论基础较薄弱、转换的适用范围和适用条件不够明确的问题。从线黏弹性理论出发，考虑岩土工程两种常用的三维假设（常泊松比假设和常体积模量假设），给出了这些假设下黏弹性组合模型蠕变柔量及其复柔量在两类表述之间的转换关系，然后将其应用于广义Kelvin 模型和Poynting-Thomson模型，分别推导出了两个模型在两类表述参数间的转换公式，明确了参数转换的适用范围和适用条件，以及应用于实际工程时须注意的问题。     

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．     

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．     

轴承非线性油膜力的一种变分近似解

基于自由边值理论和凸集上的变分方法，提出一种求解当轴颈大扰动时实际轴承瞬态油膜力的近似公式。公式中引入一个参数来模拟油膜破裂自由边界（雷诺边界条件），则凸集上的泛函极值问题就转换为求此参数的代数极值问题。对椭圆轴承在轴颈作大范围扰动情况下的计算结果表明，这一方法达到了很高的精度，可用于转子－轴承系统的非线性动力分析，能大量降低数值计算瞬态油膜力所需的计算量。     

一种横观各向同性强度准则及变换应力空间

考虑岩土介质在自然形成过程中产生的原生各向异性性质,将其简化为一种横观各向同性岩土材料.基于已提出的a强度准则,根据沉积面与有效滑移面在物理空间中位置的相互关系,采用两面的空间夹角作为度量岩土材料原生各向异性在加载条件下发挥强度作用的影响变量.并根据有效滑移面的物理概念,当沉积面与有效滑移面夹角越大,则摩擦特性潜力发挥的越充分,此时对应更高的强度应力比,反之则对应越小的强度应力比.基于上述思想,建立了考虑原生各向异性的强度应力比公式,将其用于修正a准则,进而得到了横观各向同性a准则公式.采用上述横观各向同性a准则公式向各向同性Von-Mises准则公式转换的变换思路,在横观各向同性a准则公式基础上,推导得到了变换应力公式,该公式可由横观各向同性应力空间转变为各向同性应力空间,利用所提出的变换应力方法,可方便的将传统的在偏平面上以Von-Mises准则为基础的二维模型转换为可考虑原生各向异性的三维模型.通过对岩土材料的强度以及真三轴条件下的应力应变关系试验数据预测,验证了所提的横观各向同性a准则及其变换应力公式的有效性及适用性.      

一种横观各向同性强度准则及变换应力空间

考虑岩土介质在自然形成过程中产生的原生各向异性性质,将其简化为一种横观各向同性岩土材料.基于已提出的a强度准则,根据沉积面与有效滑移面在物理空间中位置的相互关系,采用两面的空间夹角作为度量岩土材料原生各向异性在加载条件下发挥强度作用的影响变量.并根据有效滑移面的物理概念,当沉积面与有效滑移面夹角越大,则摩擦特性潜力发挥的越充分,此时对应更高的强度应力比,反之则对应越小的强度应力比.基于上述思想,建立了考虑原生各向异性的强度应力比公式,将其用于修正a准则,进而得到了横观各向同性a准则公式.采用上述横观各向同性a准则公式向各向同性Von-Mises准则公式转换的变换思路,在横观各向同性a准则公式基础上,推导得到了变换应力公式,该公式可由横观各向同性应力空间转变为各向同性应力空间,利用所提出的变换应力方法,可方便的将传统的在偏平面上以Von-Mises准则为基础的二维模型转换为可考虑原生各向异性的三维模型.通过对岩土材料的强度以及真三轴条件下的应力应变关系试验数据预测,验证了所提的横观各向同性a准则及其变换应力公式的有效性及适用性.     

周边切口短圆柱试件的杆杆型冲击拉伸试验系统的弹塑性有限元分析

基于一维试验原理提出了用带有周边切口的短金属圆柱试件进行平面应变型弹塑性动态断裂韧度的测试方法；对该复杂的动力学系统进行了轴对称的弹塑性有限元分析，并计算了动态围道^J积分；根据对试件功能转换关系的分析和Rice公式的物理意义，提出了用试件两端平功载荷－两端相对位移曲线（P^-△）推广Rice公式计算试件的远场J积分，由此得到的P^-△曲线基本上消除了与裂纹运动无关的质心运动动能的影响。论证了J积分作为裂端的表征参量，且当切口深度比大于70％时，Rice公式有较高的计算精度，为平面应变型弹塑性动态断裂韧度的表征与测试提供了依据。     

盾构法隧道模型试验中的相似关系

盾构法是在软土中建造隧道常用的施工法．讨论其模型试验和实物之间的转换问题．根据Goodier理论建立相似关系，考虑了土体的黏弹塑性性质和大变形问题，包括推进压、推进速度、出土量、土体损失率、以及注浆量等施工参数对地层移动的影响．给出的公式可用于盾构法隧道的实验设计和数据分析．     

基于光纤光栅技术的船体变形修正技术

为进一步优化航天测量船变形测量系统,提出了基于光纤Bragg光栅技术的应变误差测量方法。首先通过对测量船变形系统的结构和光路进行几何分析,建立了应变量与误差角之间的转换模型。然后基于光纤光栅技术设计了测量船变形系统的应变误差测量方案。由应变与误差角的转换公式得到,运用常用的Si425型光纤光栅解调仪,其理论测量精度可达0.01″。     

APPLICATIONS OF FRACTIONAL EXTERIOR DIFFERENTIAL IN THREE-DIMENSIONAL SPACE

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｍｅａｎｉｎｇｉｓ:ｃａｎｔｈｅｍｅａｎｉｎｇｏｆｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｏｆｉｎｔｅｇｒａｌｏｒｄｅｒｄｎｙ/ｄｘｎｂｅｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏｈａｖｅｍｅａｎｉｎｇｗｈｅｒｅｎｉｓａｎｙｎｕｍｂｅｒ (ｅ .ｇ .,ｉｒｒａｔｉｏｎａｌ,ｆｒａｃｔｉｏｎｏｒｃｏｍｐｌｅｘ) ?Ｉｎ 1 695Ｌｅｉｂｎｉｚｉｎｖｅｎｔｅｄａｂｏｖｅｎｏｔａｔｉｏｎ .Ｅｕｌａｒａ…     

非线性方程的保辛近似算法

保守体系的微分方程可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛。两个辛矩阵之和不能保辛,两个辛矩阵的乘积仍是辛矩阵。最常用的小参数摄动法用的是加法,因此对辛矩阵不能保辛。从保辛的角度,要用正则变换。本文针对非线性微分方程,运用自变量坐标变换,对原系统进行变换。由此推导出变换后系统的变分原理。引入Hamilton对偶变量,通过数学变换,得到变系数非线性方程。针对该方程,本文提出了保辛摄动算法。通过数值算例,对不同步长下,保辛摄动法、多尺度摄动法、龙格库塔法和精确解的结果做了比较。数值例题表明,对于非线性方程,本文提出的保辛摄动算法有良好的精度。在步长增大的情况下,保辛摄动保持了良好的稳定性。     

A general solution of 3-D quasi-steady-state problem of a moving heat source on a semi-infinite solid

The well-known Jaeger–Rosenthal asymptotic particular solution for the quasi-steady-state problem of moving heat source is proven to be inconsistent with the source constant intensity, especially at dimensionless trailing edge coordinates vx/a < −2. The problem is reduced to an equivalent Poisson’s equation by exponential transformation of moving coordinate scale. Using the method of images, the fundamental solution is found; the temperature rise function exponentially approximates to 0 along negative semi-axis. The temperature field in a semi-infinite solid for the general case of surface power intensity distribution is expressed, using the found Green’s function. The cases of point, line, and circular heat sources are considered. The found fundamental solution and particular solution for moving circular heat source explain the phenomena of martensite transformation in low-carbon steel substrate at relatively low source velocity 1.7 cm/s.     

短波近似的保辛算法

WKBJ短波近似是最常用的有效求解方法之一。保守体系的微分方程可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛。保辛给出保守体系结构最重要的特性。但WKBJ短波近似却未曾考虑保辛的问题。WKBJ近似可用自变量坐标变换,然后再给出其保辛摄动。数值例题展示了本文变换保辛算法的有效性。     

A coordinate transformation method for numerical solutions of the electric double layer and electroosmotic flows in a microchannel

The electric double layer (EDL) and electroosmotic flows (EOFs) constitute the theoretical foundations of microfluidics. Numerical solution is one of the effective means of analysis in microfluidics. In general, it is difficult to obtain an accurate numerical solution of complex EOFs because of multiphysical interactions and locally high gradients. In this paper, a new coordinate transformation method is proposed to numerically solve the Poisson–Boltzmann, Navier–Stokes and Nernst–Planck equations to study the EDL and complex EOFs in a microchannel. A series of numerical examples is presented including cases of a homogeneous, discontinous wall electric potential and a locally high wall potential. A systematic comparison of numerical solutions with and without the coordinate transformation is carried out. The numerical results indicate that the coordinate transformation effectively decreases the gradient of the electric potential, ion concentration and electroosmotic velocity in the vicinity of the solid wall, and greatly improves the stability and convergency of the solution. In a transformed coordinate system with a coarse grid, the numerical solutions can be as accurate as those in the original coordinate system with a refined grid. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于坐标变换精确计算近奇异积分的双向sinh变换法

提出一种与坐标变换相结合的双向sinh变换方法用于精确计算近奇异积分.首先利用坐标变换法对近奇异积分进行双向分离,再针对分离出的两个方向的积分形式,根据复变函数极点理论,构造双向sinh变换.与传统结合环向变换和极坐标变换的单向sinh变换以及迭代sinh变换方法相比,双向sinh变换法的计算精度更高,并且最近点的位置对近奇异积分计算精度的影响明显变小.     

A VIEWPOINT OF THE TENSORAL PROPERTY OF COORDINATE TRANSFORMATION COEFFICIENT AND ANALYSISON THE CONCEPT OF HYBRID TENSOR1)

本文致力于澄清一个十分基本的问题：坐标变换系数是否为张量?传统观念认为,坐标变换系数不是张量。为了揭示坐标变换系数的本质,本文采用“从一般到特殊”的研究策略,重塑了张量的内涵和外延,引入了杂交张量概念,进而颠覆了坐标变换系数不是张量的传统观念,确切地讲,它就是度量张量的杂交分量。这一结果扩张了张量概念的集合,提升了张量分析学内在的统一性、对称性和不变性,减少了连续介质力学的运算量。     

坐标变换法数值求解微通道行波电场电渗流

采用坐标变换法数值求解了耦合的Poisson-Nernst-Planck (PNP)方程和Navier-Stokes(NS)方程, 研究二维狭窄微通道行波电场电渗流数值解. 数值结果表明,坐标变换法能有效降低电渗流解数值解在双电层的高梯度, 有效改善数值解的收敛性和稳定性. 坐标变换的电渗流数值解和原始坐标下的数值解完全一致. 坐标变换后采用简单的网格也能得到和原始坐标下复杂网格相同的解. 给出了滑移边界的近似解与完整的PNP-NS数值解的比较. 在双电层厚度与微通道深度比值(λ/H)很小的情况下(相对深通道), 两者的解基本一致. 但在λ/H较大时(相对浅通道)滑移边界的解高于电渗流速度.     

机械载荷作用下单边裂纹载流薄板的应力场

采用坐标变换的方式，将单边裂纹载流薄板通电瞬间由温度产生的应力场表达式中的各应力分量分离，并用极坐标进行表示．给出了Ⅰ型穿透裂纹尖端附近的应力场的表达式．最后将温度产生的应力场与单向拉伸载荷作用产生的应力场相叠加，推导出用极坐标表示的机械载荷作用下单边裂纹载流薄板的应力场的表达式，并给出算例．     

Use of Cholesky Coordinates and the Absolute Nodal Coordinate Formulation in the Computer Simulation of Flexible Multibody Systems

In a previous publication, procedures that can be used with the absolute nodal coordinate formulation to solve the dynamic problems of flexible multibody systems were proposed. One of these procedures is based on the Cholesky decomposition. By utilizing the fact that the absolute nodal coordinate formulation leads to a constant mass matrix, a Cholesky decomposition is used to obtain a constant velocity transformation matrix. This velocity transformation is used to express the absolute nodal coordinates in terms of the generalized Cholesky coordinates. The inertia matrix associated with the Cholesky coordinates is the identity matrix, and therefore, an optimum sparse matrix structure can be obtained for the augmented multibody equations of motion. The implementation of a computer procedure based on the absolute nodal coordinate formulation and Cholesky coordinates is discussed in this paper. Numerical examples are presented in order to demonstrate the use of Cholesky coordinates in the simulation of the large deformations in flexible multibody applications.