论单摆的运动与简谐运动的关系

现行高中物理教材中通过弹簧振子模型的运动方式的分析建立了简谐运动,论证了单摆在竖直平面内的小角度摆振动可以看作是简谐振动.教学过程中发现学生学习了这一内容后,对简谐振动产生     

基于有限元模拟的超声应力系数标定及分析*

应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,直接决定应力检测结果的准确性。传统的应力系数试验标定对于被测物的表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等因素十分敏感,但缺少基本参照值。基于COMSOL建立多物理场耦合的超声应力检测模型,施加不同的拉伸载荷,计算临界折射纵波到达时间与不同应力值之间的关系,模拟标定45#钢的超声应力系数为13.7MPa/ns。单轴水平拉伸试验标定的45#钢应力系数为16.5MPa/ns。结果表明,通过两种方法标定的应力系数较为接近,试验标定的应力系数偏大,这是由于有限元方法能够消除试验过程中各种不确定因素对声时精确测量所造成的影响,能够更加纯粹的反映材料的声弹性效应,因此具有作为基础数据的参考价值。有限元方法作为传统试验方法的补充,可以减小试验标定数据的离散性,提高超声应力检测结果的可信度。     

STABILITY OF DISPLACEMENT TO THE SECOND FUNDAMENTAL PROBLEM IN PLANE ELASTICITY

In this article, by using the stability of Cauchy type integral when the smooth perturbation for integral curve and the Sobolev type perturbation for kernel density happen, we discuss the stability of the second fundamental problem in plane elasticity when the smooth perturbation for the boundary of the elastic domain （unit disk） and the Sobolev type perturbation for the displacement happen. And the error estimate of the displacement between the second fundamental problem and its perturbed problem is obtained.     

适合裂尖穿越界面行为分析的断裂模拟方法研究

分析了线弹性断裂力学在模拟裂尖垂直穿越弹性界面行为时存在的理论缺陷;对理想化的层状弹性材料,采用内聚力模型研究了界面前方材料的内聚强度对裂尖穿越界面行为的影响;根据有限元计算结果,讨论了内聚力模型与线弹性断裂力学在模拟裂纹垂直于界面扩展时的差别.计算结果显示,界面前方材料的内聚强度大小对裂尖穿越界面行为有重要影响,是导致内聚力模型与线弹性断裂力学模型计算结果差异的关键因素.计算结果分析表明:研究复杂材料中裂纹扩展行为时,不仅需要一个基于能量的断裂准则,还需要补加一个强度准则,内聚力模型在理论上符合这一要求.     

考虑热效应的气动伺服弹性分析方法研究

高速飞行器气动加热效应会影响飞行器结构动力学特性,从而影响飞行器气动伺服弹性(ASE)稳定性,这就是热气动伺服弹性问题。在考虑热效应的飞行器动力学特性分析的基础上,结合非定常气动力分析,提出了一种考虑气动加热效应的飞行器ASE分析方法。结合工程算例,验证了该方法的有效性,并研究了热效应对飞行器ASE稳定性的影响。最后,对飞行器热气动伺服弹性设计提出了一些建议。     

具有弱对称应力的线弹性方程的稳定化格式

利用稳定化方法讨论拉格朗日乘子法得到的具有弱对称应力的线弹性问题. 用线性元和分片常数分别逼近变分问题的应力和位移. 并通过添加稳定项$G_1(\cdot,\cdot)$, $G_2(\cdot,\cdot)$和$G_3(\cdot,\cdot)$ 使相应混合离散变分问题满足弱BB条件. 接着详细研究了变分问题的解与稳定混合有限元解之间的误差估计,最后用两个数值算例验证理论分析的有效性.     

TWISTING STATICS AND DYNAMICS FOR CIRCULAR ELASTIC NANOSOLIDS BY NONLOCAL ELASTICITY THEORY

The torsional static and dynamic behaviors of circular nanosolids such as nanoshafts, nanorods and nanotubes are established based on a new nonlocal elastic stress field theory. Based on a new expression for strain energy with a nonlocal nanoscale parameter, new higher-order governing equations and the corresponding boundary conditions are first derived here via the variational principle because the classical equilibrium conditions and/or equations of motion can- not be directly applied to nonlocal nanostructures even if the stress and moment quantities are replaced by the corresponding nonlocal quantities. The static twist and torsional vibration of circular, nonlocal nanosolids are solved and discussed in detail. A comparison of the conventional and new nonlocal models is also presented for a fully fixed nanosolid, where a lower-order governing equation and reduced stiffness are found in the conventional model while the new model reports opposite solutions. Analytical solutions and numerical examples based on the new nonlocal stress theory demonstrate that nonlocal stress enhances stiffness of nanosolids, i.e. the angular displacement decreases with the increasing nonlocal nanoscale while the natural frequency increases with the increasing nonlocal nanoscale.     

热冲击下分区均质材料耦合热弹性问题的变分原理

针对分区均质材料，考虑了热冲击产生的惯性效果和较大的应变速率对温度场的影响，建立了描述热冲击问题的理论模型，证明了热冲击下分区均质材料耦合热弹性问题的变分原理．为热冲击下分区均质材料耦合热弹性问题的定量求解，提供了理论基础．     

二元超晶格弹性应力的能带理论计算

根据量子能带理论 ,采用经验赝势方法 ,对 (Pb) n/ (Bi) n,(Al) n/ (As) n 的假想简立方二元超晶格结构的弹性应力进行了计算 .结果表明弹性应力随超晶格周期λ的增加而迅速升高至一定大小后趋于稳定 ,且只有在周期较小时才同过渡金属氮化物超晶格硬度随周期的变化的趋势定性一致 ,为超晶格硬度随周期的变化提供了一种可能的解释     

板弯曲求解新体系及其应用1)

建立平面弹性与板弯曲的相似性理论,给出了板弯曲经典理论的另一套基本方程与求解方法,然后进入哈密顿体系用直接法研究板弯曲问题.新方法论应用分离变量、本征函数展开方法给出了条形板问题的分析解,突破了传统半逆解法的限制.结果表明新方法论有广阔的应用前景.