双月旁转向轨道的修正方法研究

双月旁转向轨道是深空探测中有应用潜力的一类非线性轨道. 在CR3BP模型下得到了双月旁转向轨道, 通过分析轨道的误差传播特性, 制定了双月旁转向轨道的修正原则, 提出了``关键节点'加``显式制导'的修正思路; 给出了考虑太阳引力作用的R4BP模型, 针对初始误差、导航误差、修正执行误差和太阳引力摄动偏差进行了轨道修正仿真, 得到了基于Monte-Carlo方法的轨道修正统计结果. 在此基础上, 采用了``初值速度补偿'与``显式制导'相结合的思路修正初始误差、导航误差、修正执行误差和太阳引力作用, 仿真表明: 这一方法能够较大程度地降低轨道修正所需的冲量. 结果和结论能够为双月旁转向轨道的工程应用提供参考.      

永乐大钟梯形木架稳定性初探

对北京市大钟寺悬挂永乐大钟的梯形木架结构的稳定性进行了初步分析. 根据弹性结构稳定 性理论的能量法和中国古建筑结构``卯榫'接头抗弯性能的简化的本构模型,采用``对比法 '分析了二维梯形木架的结构稳定性;结果表明中国古建筑木架结构的``收分'形状设计对 增大木架稳定性有很大作用, 立柱``侧角'越大,稳定性越好. 收分形式设计凸现 中国古代工程技术人员的聪明智慧.     

实时测算阻尼比研究转动惯量

以``长摆线三线摆'为物理动力学模型, 采用拉格朗日第二类方程研究阻尼对工件 转动惯量测量的影响, 针对``振幅测量法'中很难测准摆幅幅值等实际问题,提出 一种``等弧--时间比法', 即通过计算悬盘在不同周期内、在相同位 置摆过相等圆弧所用时间比来计算系统阻尼比$\zeta$的方法, 提高外形尺寸较大 工件的转动惯量测量精度.     

"疾风吹飞帆，倏忽南与北"—— 帆船航行的力学诗趣

简要介绍了中国传统船帆的常见类型与制作材料,通过对帆船航行时的受力分析,解释了中 国古代诗词中所描述的``帆去如鸟翅'、``欹帆侧柁'、``疾风吹飞帆,倏忽南与北'等力 学现象,并对李白诗句``千里江陵一日还'的可信性问题进行了讨论.     

矢量就是向量

Vector, 物理界叫``矢量', 数学界叫``向量'. 能不能统一? 网上甚至有人问, 两者在含义上是否有所差别? 其实, 在历史上, 数学界曾把vector定名为``矢 量', 而物理界曾把它定名为``向量'. 后来, 可能是为了尊重对方, 却对换了 一下, 数学用向量, 物理用矢量. 在20世纪90年代初, 国家名词委为此(vector) 召开会议, 想协调双方, 由主任钱三强亲自主持. 我曾戏称这是个``一字会'. 当时的情况是, 学科有分支, 术语有派生, 犹如家族有后裔. 祖宗互相谦让, 但 子孙繁多, 已无法协调. 钱先生在会上没有说倾向于哪方面的话. 矢量、向量的 分歧, 一直维持到今. 力学这学科, 和数学、物理同样有``亲', 力学中vector 用什么? 当年我在``一字会'后还有情绪, 埋怨钱先生作为领导``不表态'. 过 了好些年, 才懂得这类事, 最多只能因势利导, 不能靠行政命令或专家拍板. 事 实上, 台湾物理界至今用的是还``向量'. 术语, ``审定'已难, ``统一'(统到一个)更不易. 讲句笑话, 连``术语'自身 不是又称``名词'吗? 协商而得统一的也有, 物理界对stress和strain的定名由 原来的``胁强'``胁变', 改为和力学界、工程界一致的``应力'``应变', 阻 力不大. 得不到统一的则很多. 比如loading, 土木建筑界用``荷载', 航空界 用``载荷', 还有用``负载'的. 中学物理教科书强调``压力'``压强'的不同, 而市场上测压强的仪表大多标明为``压力表'. 力学原是物理学的一部分. 最早正式公布的有关术语规范是清政府学部的《物理 学语汇》(1908年). 整整100年了, 矢量、向量并用, 未见统一. 100年对 于vector定名的过程、来龙去脉、哪些专家参与、各自的理由, 作为专题调研, 可另写出一篇不短的报告. 这里我只是借此说明, 术语工作不可缺, 但也急不得.     

理论力学的主动教学模式探讨

 通过对中国和美国Texas A{\&}M大学基础力学课程教学模式的调查、对比和分析，引入了`` 死知识'和``主动教学'等概念，分析了``死知识'产生的机制并指出了解决这一问题的对 策------采用主动教学模式. 最后，在操作层面上，提出了7项主动教学的具体措施. 分析和结果也适用于其他相关课程如物理学等课程的教学实践.     

液滴在大振幅振荡剪切流动中的非线性行为研究

利用YB模型预测了黏性液滴在黏性基质中的形状和取向的非线性变化，并对比前人 的理论和实验工作，讨论了YB模型大振幅剪切流场中的适用性. 还着重 讨论了非线性行为的评估，提出了``峰高比加和法'和``峰面积 比加和法'两种新的评估方法.     

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``自燃'是燃料化学动力学控制的基本燃烧现象. 本文通过正庚 烷详细化学动力学机理和简化骨干机理相结合的研究方法,验证了Livengood-Wu ``爆震累积临界值'概念(knock integral approach). 证明当反应H$\cdot``自燃'是燃料化学动力学控制的基本燃烧现象. 本文通过正庚 烷详细化学动力学机理和简化骨干机理相结合的研究方法,验证了Livengood-Wu ``爆震累积临界值'概念(knock integral approach). 证明当反应H$\cdot ``自燃'是燃料化学动力学控制的基本燃烧现象. 本文通过正庚 烷详细化学动力学机理和简化骨干机理相结合的研究方法,验证了Livengood-Wu ``爆震累积临界值'概念(knock integral approach). 证明当反应H$\cdot ``自燃'是燃料化学动力学控制的基本燃烧现象. 本文通过正庚 烷详细化学动力学机理和简化骨干机理相结合的研究方法,验证了Livengood-Wu ``爆震累积临界值'概念(knock integral approach). 证明当反应H$\cdot"自燃"是燃料化学动力学控制的基本燃烧现象.本文通过正庚烷详细化学动力学机理和简化骨干机理相结合的研究方法,验证了Livengoodo-Wu"爆震累积临界值"概念(knock integral approach).证明当反应H·+O_2=O·+OH·的高活化能势垒被击穿,形成高浓度OH自由基,混合气释放出大量的热量,系统温度急剧升高,自燃发生.本文还介绍了"均质压燃、低温燃烧"技术的研究进展,燃料自燃过程的控制是现代内燃机技术的重要内容.     

流变学中的 Deborah 数

流变学所考虑的对象,可以说介于固体和流体之间. 固体力学中考虑介质的变形,流体力学则考虑介质的流动,流变介质既有流动又有变形. 创立流变学的是美国的宾厄姆 (C.E.Bingham 1878$\sim$1945, 也翻译为宾汉),他把流变学定义为``流动和变形 的学科'. 但是, 他为流变学起的名词 rheology 却是``流 rheo 的学问 logy', 他为流变学会的会徽上写上了希腊文``一切皆流'. 我不清楚在中文里,``流变学'这个词是怎样确定下来的, 大概是``约定俗成'吧. 最早正式出版的流变学中文书为袁龙蔚(1928$\sim$2004) 编著的<流变学概论>(1961年, 上海科技出版社) . 汉语术语``流变学'体现了``既流又变'的性质. 流变学中有个无量纲数 Deborah 数, 是以色列学者 M. Reiner (1886$\sim$1976)引进的, 这个数的定义为松弛时间与观测时间之比,它刻画了``像流体那样流动'的程度. 形象化地说, Deborah数很小, 则介质变形是主要的, 这个数很大, 则流动是主要的. 极而言之, 固体变而不流,则 Deborah 为零. 流体在流, 说变形已不合适, 则 Deborah 数为无穷大. Deborah 的汉译, 《力学名词》(科学出版社,1993年)和《流变学词 汇》(科学出版社, 1990)都是``德博拉'. 这个 Deborah 是圣经中一个女先知的名字,现也作为女子常用名字. 在圣经通用的版本中, 女先知 Deborah 译为``底波拉'. Reiner 引进的无量纲数以 Deborah 命名, 因为这个女先知说, 在上帝面前, 大山也会流动. 有趣的是, 圣经的现代翻译(英文,中文)里, 查不到``山会流'的说法, 而 Reiner则认为, 英文翻译得不确切, 没有忠实于圣经旧约的原文------希伯来语 (注意: Reiner 是以色列人). 圣经 (教会内规定版本) 上有关的话为: 士师记,第5章, 5:``山见耶和华的面就震 动', 相应的英文为 Judges, 5.5:``The mountains quaked before the Lord.' Reiner 关于 Deborah 数的短文见 Physics Today, vol 17, No.1, p62.     

从"野渡无人舟自横"到"香蕉球"技术

 借助流体力学的伯努利原理揭示了``野渡无人舟自横'的力学实质, 并把这一理 论用于足球``香蕉球'的计算, 从而给出了``香蕉球'水平方向偏离距离的定量结 果.     

Aerodynamics and mechanisms of elementary morphing models for flapping wing in forward flight of bat

Large active wing deformation is a significant way to generate high aerodynamic forces required in bat's flapping flight. Besides the twisting, elementary morphing models of a bat wing are proposed, including wing-bending in the spanwise direction, wing-cambering in the chordwise direction, and wing area-changing. A plate of aspect ratio 3 is used to model a bat wing, and a three-dimensional unsteady panel method is used to predict the aerodynamic forces. It is found that the cambering model has great positive influence on the lift, followed by the area-changing model and then the bending model. Further study indicates that the vortex control is a main mechanism to produce high aerodynamic forces. The mechanisms of aerodynamic force enhancement are asymmetry of the cambered wing and amplification effects of wing area-changing and wing bending. Lift and thrust are generated mainly during downstroke, and they are almost negligible during upstroke by the integrated morphing model-wing.     

Aerodynamic mechanism of forces generated by twisting model-wing in bat flapping flight

The aerodynamic mechanism of the bat wing membrane Mong the lateral border of its body is studied. The twist-morphing that alters the angle of attack （AOA） along the span-wise direction is observed widely during bat flapping flight. An assumption is made that the linearly distributed AOA is along the span-wise direction. The plate with the aspect ratio of 3 is used to model a bat wing. A three-dimensional （3D） unsteady panel method is used to predict the aerodynamic forces generated by the flapping plate with leading edge separation. It is found that, relative to the rigid wing flapping, twisting motion can increase the averaged lift by as much as 25% and produce thrust instead of drag. Furthermore, the aerodynamic forces （lift/drag） generated by a twisting plate-wing are similar to those of a pitching rigid-wing, meaning that the twisting in bat flight has the same function as the supination/pronation motion in insect flight.     

用模态试验结果修改力学模型初探

利用试验模态分析结果,对有限元力学模型本身或其中某些参数进行修改是必要的和有工程意义的。这一“修改”既是数学上的优化问题又是工程设计问题。本文介绍自研制的“结构动力修改程序”,述及一般原理及框图,并给出一个悬臂梁实例。     

软体连续机械臂动力学建模与仿真

由于软体机械臂的质量是沿臂的长度连续分布,因此采用拉格朗日方法建立软体机械臂的动力学模型时,涉及计算复杂的积分运算,采用离散化的集中质量模型降低了计算的复杂性,但准确性不足.为了提高软体机械臂动力学建模与仿真的准确度和计算效率,本文采用模态方法对软体机械臂进行运动学描述,并从能量的角度分析软体机械臂动力学特性,研究发现...     

Constrained Substructure Model Updating Method Based on Local Mode

针对局部子结构为修正对象的情况提出了约束子结构修正法,实现只利用整体结构模态中对 应子结构部分的模态即可以修正子结构模型. 由脉冲响应结合特征系统实现法识别出子结构的低阶模态; 结合识别的模态和整体结构理论模型的高阶模态构造整体结构对应子结构位置的柔度矩 阵;利用柔度矩阵的物理意义,在子结构的边界上施加数值支座,把子结构从整体结构 中隔离出来成为约束子结构,同时构造出约束子结构的柔度矩阵;利用灵敏度的方法根 据构造出的约束子结构柔度矩阵,优化修正约束子结构,即间接等效地修正子结构模型. 通过一个平面桁架结构验证了约束子结构模型修正法的可行性与有效性,即使在5%或 10%的噪声影响下,仍能得到满意的修正结果. 关键词 模型修正,柔度矩阵,约束子结构,灵敏度,修正单元力     

On the strategy for processing modal shapes with the clustered natural frequencies

In this paper, it is pointed out that when several natural frequencies of a structure are clustered in a narrow band the individual modal shapes are very hard to measure or calculate with acceptable accuracy, whereas the invariant subspace spanned by them can be easily determined. It is recommanded that the sine of the included angle of two subspaces of equal dimensions may be used as an index for measuring the difference of the subspaces. A simple method is proposed for calculating the cosine of the included angle.The project was supported by National Natural Science Foundation of China.     

模态参数不确定性分析的贝叶斯方法研究

在结构损伤诊断和参数识别中,实测结构模态参数不可避免地存在误差。本文将模态参数视为随机变量,采用贝叶斯方法对模态参数的不确定性进行分析。分析中选用高斯联合概率密度函数作为先验密度函数,通过多次独立的模态参数测试,得到传递函数的条件概率密度函数和模态参数的后验估计表达式,再利用拉普拉斯渐近方法求解边缘概率密度函数,得到模态参数的最大后验估计。在钢筋混凝土框架结构的模态试验中,利用本文方法给出了结构模态参数的估计值,结果表明,本文方法具有良好的收敛性。     

人体上肢运动的Kane动力学模型

建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型，并应用Kane方法建立了上肢鞭打动作的物理模型，计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反作用力．实践证明，Kane方法在描述和计算上肢运动的形式和力矩时具有列解方程规范简洁、编程计算方便高效的特点，计算结果能够反映动作实际．通过对棒球投掷动作上肢三个环节力和力矩进行计算与分析，初步了解了上肢各环节在运动过程中肌肉力矩和关节反作用力与动作技术的关系．     

子结构物理参数的一种识别方法

本文基于复模态综合和优化技术,提出一种子结构物理参数识别方程。该方法利用复模态综合在广义坐标下建立物理参数识别方程,然后将物理参数识别化为优化问题求解。给出了一台钻床的子结构物理参数识别实例来说明方法的有效性.