芶清泉与物理力学在中国的发展

芶清泉从20 世纪60 年代初致力于将物理力学学科研究建立在原子物理和高压物理的基础之上,系统地开展了原子结构、相互作用及原子碰撞等方面的科学研究工作;提出了物理力学发展微观化的思路和观点;修订并规范了物理力学研究的内容、方法和目的;组织并召开了4 届全国物理力学学术会议,为物理力学的有组织发展、科研队伍的建立与壮大以及物理力学的科学研究等做出了重大贡献.     

发展新材料的一些物理力学问题：材料的力学性质和材料设计

本文论述了发展新材料必须进行材料设计，在设计当中要进行各个学科层次的分工与合作。结构材料设计的主要问题是材料的力学性质，这包括高强度、优良的加工性能和高的阻尼本领，其关键环节是加强物理力学和力学物理的研究。     

物理力学与纳米科技的多学科交叉——"物理力学与纳米科技的多学科交叉若干问题青年学者研讨会"介绍

纳米科技，生命科学／生物技术，信息科学与技术是进入是进入21世纪以来最具影响力的三个重要研究领域。在纳米尺度上，这些领域紧密关联，且物理，化学，力学，材料学，生物，微电子学等学科的交叉合作变得比以往任何时候都更为必要。在国家自然科学基金委员会的发起和支持下，“物理力学与纳米科技的多学科交叉若干问题青年学者研讨会”于2002年10月在北京召开。本文介绍了这次会议的召开背景和动机，31个报告的主要内容和与会代表在学科交叉研究等方面的体会和看法。     

形状记忆聚合物力学行为及其物理机制

形状记忆聚合物是一类环境响应主动形变智能软材料,是智能材料与结构领域的新兴研究内容之一.宏观概括其物理和力学行为的研究热点,主要包括三个方面:材料与环境之间的信息交换(如热量、能量等),主动形变控制(如驱动方法、形变行为本构建模等),软材料及其结构力学(如相变/转变热力学、复合材料设计等).形状记忆聚合物的记忆效应源于分子链段本征结构的热运动,受外场激励影响,是分子链段结构(包括构型和构象)松弛行为的宏观表象,遵循Arrhenius定律.论文从物理和力学两方面讨论了形状记忆聚合物的分子链段热力学行为及其熵弹效应、分子结构松弛力学行为、环境效应记忆行为的物理和力学机制,系统地对形状记忆聚合物分子结构本征属性及其物理机理、记忆效应转变机制及其力学内涵、温度记忆效应、多场耦合效应响应行为等热点和难点问题进行了分析和讨论.最后,论文展望了形状记忆聚合物力学行为研究的未来发展方向.     

渗流力学的回顾与展望

简要回顾了渗流力学的发展过程,总结了渗流力学3个不同阶段的发展. 对渗流力学的应用进行了分类分析,并对渗流力学的下一步需要重点研究的工作进行了说明.     

第一届全国物理力学青年学者学术研讨会报告综述

简要介绍了第一届全国物理力学青年学者学术研讨会的情况,对与会学者所做的报告内容进行了总结.      

移动接触线的物理力学研究

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域。移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征。由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背景下发展了新的难题。标度分析是度量接触线自相似扩展的重要手段。本文以移动接触线的标度关系为主线,介绍了“力–电–热–化学”多场耦合环境下,亲水内角、微柱阵列、可溶解固体、水力压裂滞后区等复杂几何结构的刚性/柔性固体表面,采用物理力学方法对于移动接触线动力学属性研究的进展。通过跨尺度实验研究、大规模分子动力学模拟和分子动理论/水动力学理论相结合的方法,发现了类固体前驱膜、单分子前驱水链、锯齿形接触线等新现象。从原子尺度的界面结构到连续尺度的流动特性,讨论了移动接触线自相似扩展的标度关系,以及其驱动来源、能量耗散、边界条件等物理机制和规律,为多物理场中的“Huh-Scriven佯谬”探索了解答,为移动接触线的前景和应用提出了展望。     

针尖的化学物理力学研究

扫描探针显微镜的发明, 使人们了解纳米、分子和原子尺度的超微结构, 探测原子、分子间的力、电、磁及其复杂的物理和化学性质, 以及进行单原子、单分子操纵 成为现实. 本文从探针技术与表面化学物理力学耦合的角度出发, 首先对针尖的化学物理力 学研究领域进行了概述, 接着介绍了针尖的几种重要的化学修饰方法, 包括金属薄膜、自组 装单分子膜、胶体粒子及碳纳米管修饰; 然后以理论与实验结合的方式介绍了几个研究活跃 的领域: 表面力及分子间力(主要包括Van der Waals力, 双电层力, 憎水亲合力, Casimir力和单键力等)的理论描述与测量, 针尖的化 学物理力学在化学力滴定和表面化学识别等研究中的应用. 讨论了针尖与基底材料对测量力 的影响. 而这些复杂的原子、分子相互作用和物理、化学、力学及生物特性的实现均发生于 小小针尖上, 由此我们提出了``针尖力学'的概念. 并且指出多场(如电场、磁场、超声、 微波等)作用下, 针尖的化学物理力学研究将成为力学交叉学科研究的重点和热点.     

针尖的分子生物物理力学研究进展

围绕包括扫描探针显微镜在内的各种探针技术下核酸、蛋白质等生物分子及生物材料的生物力学与力 - 电耦合实验研究, 较系统地总结了分子层次或纳米尺度下生物分子和材料的力学性能的扫描探针显微镜、光镊、磁镊等探针技术的实验研究方法和主要进展, 进而探讨了在``针尖'这个极小、极特殊环境下的分子生物物理力学研究状况.通过介绍借助探针技术研究相关生物物质的结构、力学、电学等性能以及提出的一些理论模型, 指出探针技术在生物分子（包括遗传物质和蛋白质）力学性能、纳米生物材料结构及分子仿生等研究中的广泛意义.提出多场耦合作用下的针尖的生物物理力学研究必定是将来研究的重点;将针尖的分子生物力学的物理实验研究与分子物理力学理论、计算科学相结合, 发展分子物理力学虚拟实验技术是本领域的一个重要发展方向.      

水分及冻融循环对红砂岩物理力学特性的影响

将干燥红砂岩进行饱水及开放系统下的冻融循环实验,并对干燥、饱水及经历一定冻融次数后的试样进行单轴压缩实验,系统地研究了红砂岩的遇水软化性及冻融损伤劣化特性,分析了岩石的弹性模量、强度、应力-应变关系的变化规律。结果表明：在水分的作用下,红砂岩的弹性模量及强度显著降低,且强度受水分影响引起的损伤较弹性模量大;水分及软弱结构面的存在促进了岩石的冻融损伤劣化,并伴随着岩石延脆性性质的改变,最终在冻融循环的作用下完全崩解;在寒区岩体工程设计和施工过程中,必须考虑水分和温度对工程稳定性的影响,采取加强防排水及隔热保温技术等综合防治措施减少冻融灾害。     

生物黏附与黏附力学的进展

介绍了动物及昆虫黏附能力及黏附系统的实验研究,重点介绍了力学仿生动物及昆虫的黏附能力及黏附系统的研究工作. 还简单介绍实验室仿生制备及仿生黏附潜在的用途,并对仿生黏附力学新的研究方向提出建议.     

复合材料断裂力学研究现状与趋势

本文扼要地评述了复合材料断裂力学,重点是唯象断裂力学理论、模型与准则.讨论了各类断裂准则对复合材料的适用性.对复合材料断裂力学的发展现状与存在问题作了若干评论.最后对这一学科的发展趋势提出几点浅见.      

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简单介绍了理性力学的目的、特点、学科内容、同其他学科的关系及发 展过程等;介绍了理性力学与力学中的方法专业(组)委员会的发展沿革;并围绕专业(组)委 员会的活动情况详细叙述了理性力学在中国的传播与发展,以此来说明钱伟长先生在推动理 性力学在中国的传播过程中所做出的重大贡献与理性力学在中国取得的成就.     

现代力学的发展

本文简要说明现代力学的由来,提出现代力学学科发展的纲目划分的设想,扼要评述现代力学学科中作为纲的学科的现况和发展。在此基础上提出现代力学的特点、发展动力和对力学工作者的要求。      

激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.      

激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.     

复合材料层合板壳非线性力学的研究进展

复合材料层合板壳是由多种组分材料组合而成.与单一材料的板壳结构相比,它无明确的材料主方向,各层间材料间断和不连续,具有明显的几何非线性和材料非线性等新的特点.其失效模式也远比单一材料的情况复杂,具有如基体开裂、脱胶、分层、分层裂纹偏转、多分层以及分层传播等多种模式.各国学者基于不同的考虑,提出了多种方法研究复合材料层合板壳的失效.首先,在简要介绍了层合板壳线性力学基本理论的基础上,重点回顾了层合板壳结构非线性力学几种基本理论发展的过程,主要阐述了经典大挠度非线性理论、一阶剪切变形理论、高阶剪切变形理论、锯齿理论、广义分层理论的理论体系及基本公式,并对几种理论之间的联系和差异进行了总结;其次,介绍了当前层合结构非线性领域的研究进展,综述了典型复合材料板壳结构的失效机理及优化设计、复合材料板壳结构在复杂环境下的破坏机理、复合材料板壳结构的物理非线性、含脱层纤维增强复合材料板壳结构的破坏机理等各研究热点的最新研究成果;最后,对该领域未来的研究方向进行了展望.