黄瓜卷须II：显微组织与力学行为的实验模拟

 对卷须显微组织的研究表明,它的一侧存在一个双层凝胶状细胞的纤维带,当卷须外端拴住支撑物后,此纤维带出现不对称的木质化收缩,引起卷须自盘卷. 老卷须的弯曲刚度远大于扭转刚度,因此盘卷成的螺旋弹簧在拉伸时刚度增加,盘卷圈数增加. 卷须的力学行为可以由预应力双层复合条的力学模型来模拟,据此,北京航空航天大学材料力学实验室开发了一个选修教学实验.     

应用于高速转子系统的金属橡胶阻尼环动力特性分析

针对金属橡胶构件的非线性特性及结构不同时弹性阻尼力学性能不同的特点, 利用实验和理论相结合的方法建立了金属橡胶构件迟滞回线边界变形过程力学模型, 推导了不同相对密度金属橡胶构件非线性迟滞恢复力表达式. 分析了简谐激励载荷作用下金属橡胶阻尼环动力学特性, 对该阻尼环进行了实验研究, 研究了存在预变形情况下阻尼环的弹性阻尼性能, 实验和理论分析结果基本一致, 为该种阻尼环的实际应用奠定了理论基础. 关键词： 金属橡胶构件 力学模型 非线性迟滞恢复力     

基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型研究

假定冻土粘塑性微元损伤符合修进的莫尔-库仑准则,损伤变量服从Weibull随机概型分布;基于热力学原理和统计损伤理论,通过推导得到了相关联流动法则下的蠕变损伤耦合本构方程.为了便于研究冻土蠕变和损伤的耦合作用,将提出的本构模型,通过用户子程序嵌入到有限元程序中.最后,对冻土中桩基承载力模型试验进行了数值模拟,结果表明:基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型能较好的模拟冻土蠕变变形的全过程,并且与实测蠕变变形十分吻合,该模型对冻土结构物长期稳定性分析和工程预测具有重要参考意义.     

植被护坡中植物根和岩土相互作用的力学分析

植被护坡借助植物根系使边坡土体成为土与根的复合材料,从而明显提高边坡土体的抗剪强度,增大边坡的安全稳定性.但是,目前的相关研究仍然停留在定性地分析上.文中试图在定量分析根和岩土相互作用方面进行探索性的工作,通过对草本植物的根系包括木本植物的侧根系与岩土体相互作用的分析,建立摩擦型根-土力学作用模型,并实验验证模型的正确性;对锚固型根亦即木本植物主根-土的作用也建立相互作用的力学模型.两类力学模型的建立为定量地分析植物根系与土体的相互关系提供了重要的理论指导,具有一定应用价值.     

钻孔爆破过程中顺倾边坡软弱夹层的运动力学模型

针对顺倾边坡爆破时爆轰气体冲刷、压密软弱夹层而形成爆腔从而影响边坡稳定的问题,应用爆轰流体动力学和气液两相流理论,分析了在钻孔爆破过程中软弱夹层在爆轰气体作用下的压密和推移机理,建立了爆破过程中软弱夹层的运动力学模型,导出了爆腔在爆轰气体作用下的运动速度、最终半径和扩腔时间同装药参数和软弱夹层力学参数的定量关系.将该运动力学模型应用于两个典型实例的爆腔计算中,计算值与实测值的相对误差仅为4%左右,软弱夹层的运动速度随距炮孔中心距离的关系曲线也与试验曲线变化规律一致.     

聚氨酯(PU)/聚乙烯醇(PVA)共混体系的有关性能及其模型研究

本文研究了聚氨酯(PU)-聚乙烯醇(PVA)共混体系的动态力学性质、相逆转现象和透气性能.发现当PVA重量含量为30-50％时,共混体系发生了连续相与分散相的逆转.进一步,通过力学模型描述了该共混体系的模量-组成关系、动态力学温度谱以及透气系数与PVA含量的关系曲线.所有实验数据都落在理论预测的范围内,并分别与改进的Kerner模型和组合Kerner模型相符合.     

轿车冲撞行人过程的力学分析

通过建立力学模型,分析轿车冲撞行人的力学过程,对此进行了计算和讨论,进而得到与实验结果相吻合的使行人发生倒立时轿车车速的临界值.并提供了一种有效估算临界车速的方法.     

把小微元分析法的教学贯彻流体力学课程的始终

 小微元分析法是流体力学最重要的基本功之一, 用该法求解流体 力学问题具有概念清晰、 过程简洁等优点. 因此, 在教学中应将该方 法贯彻全课程的始终, 并不断加以深化, 使学生学会从物理本质上简化 问题, 建立合理的力学模型.     

基于应力及能量条件的岩芯饼化机理研究

为研究煤矿中岩芯饼化现象的产生机理,结合开滦矿区赵各庄矿地应力测量过程中的岩芯饼化现象,构建了力学模型;基于拉应力条件和能量理论分别给出了煤矿中饼化现象产生的判据,并结合地应力实测结果,采用理论计算和数值模拟方法对饼化判据进行了验证。研究结果表明:利用空心包体地应力测定方法测定地应力时,岩芯顶部所受摩擦力逐渐减小,在被应力解除的岩芯根部合成出一个指向顶部方向逐渐增大的拉应力,当该拉应力大于岩芯本身抗拉强度时,会出现饼化现象,随着套筒的继续解除,此过程将重复地发生下去;从能量角度来判断,赵各庄矿岩芯饼化现象属于岩芯积聚弹性能的周期性释放,当岩芯集聚的弹性能大于生成饼化岩芯所需能量时,即具备了饼化发生的能量条件,其发生次数由弹性余能来控制,表现为套筒平均每钻进22.1 mm,岩芯将生成一段岩饼。理论验证结果表明,力学模型中岩芯集聚的弹性能足以支持饼化现象发生24次,饼化岩芯的平均厚度为20.8 mm,与实际观测结果基本相符;模拟验证结果表明,套筒每钻进20 mm时,在被应力解除的岩芯根部形成饼状破裂,破裂过程随着套筒的持续钻进而重复发生。     

小麦茎秆的抗弯复合材料力学模型

为研究小麦茎秆的抗弯性能和获得茎秆材料常数,本文首先对小麦茎秆进行了四点弯曲的试验研究。在试验测量数据的基础上建立了小麦茎秆有限元计算模型,该模型考虑了植物材料的正交异性和管壁分层力学参数的变化等情况。本文还将Brazier屈曲理论引入小麦茎秆抗弯性能研究中,使用双层复合材料圆柱壳模型,分析得到了纯弯曲时小麦茎秆的曲率弯矩关系。研究结果表明:理论模型能够正确反映小麦茎秆的抗弯行为;局部屈曲是影响小麦茎秆的抗弯性能的重要因素;试验和有限元计算结果与理论解基本吻合。