头断石板的力学模型分析

"以头断石"是硬气功的体现,气功师的表演常令人叹为观止.那么在头断石板的过程中其力学过程是怎样的呢?下面以花冈岩为例建立力学模型,分析其力学过程.设石板为花岗岩,厚12cm,宽28cm,长80cm,竖在地上,气功师身体质量为m= 58.0kg,开始撞击时的初速度为v0=5m·s-1,     

Frenkel-Kontorova模型中垫底势对最大静摩擦力的影响

用一维Frenkel-Kontorova模型,对相互接触的两个单原子分子链具有相对运动趋势时所产生的最大静摩擦力进行了研究.分别在相邻原子的距离与周期势场的周期比b/a为可公度(commensurate)、黄金分割(golden mean)、螺旋分割(spiral mean)三种情况下,描述了特殊垫底势力的振幅A与分子链静摩擦力的关系,在特殊垫底势力的作用下上层原子链弹性系数K对静摩擦力的影响.研究表明,垫底势力的形式对静摩擦力的大小有很重要的影响.     

Frenkel-Kontorova模型中垫底势对最大静摩擦力的影响

用一维Frenkel-Kontorova模型,对相互接触的两个单原子分子链具有相对运动趋势时所产生的最大静摩擦力进行了研究.分别在相邻原子的距离与周期势场的周期比b/a为可公度(commensurate)、黄金分割(golden mean)、螺旋分割(spiral mean)三种情况下,描述了特殊垫底势力的振幅A与分子链静摩擦力的关系,在特殊垫底势力的作用下上层原子链弹性系数K对静摩擦力的影响.研究表明,垫底势力的形式对静摩擦力的大小有很重要的影响. 关键词： Frenkel-Kontorova模型 静摩擦力     

被动螺旋耳蜗力学模型

耳蜗是人体重要的感音器官,蜗管中的基底膜是所有微观组织的支撑结构,其与淋巴液之间复杂的耦合运动是耳蜗感音功能产生的首要条件.通过将耳蜗的长度划分为有限数量的元素,并给定径向分布,推导出一组控制方程,用于微力学和流体耦合.然后结合矩阵组合方程,得到基底膜和淋巴液完全耦合的响应.分析不同激励下基底膜的瞬时响应、不同频率激励时共振位置的时域响应以及基底膜质量及刚度变化对其生物力学行为影响和听力功能的作用.结果发现:基底膜质量及刚度的增大均导致最大响应减弱,但最大响应位置却向基底膜不同方向移动,前者向底部而后者向顶部向移动;变化的基底膜截面可以很快地降低耳蜗中部和顶部的特征频率,以达到较好的滤波和放大特定频率激励的效果,且可以让耳蜗对特定频率区(1000—3000 Hz)间有较高的分辨效果.     

分析力学中单摆模型广义坐标选取的任意性分析

分析力学中单摆模型的广义坐标若选取为竖直方向高度,则存在＂矛盾＂,貌似破坏了广义坐标选取的任意性,本文针对此问题进行了分析,并提出了两种修正后的广义坐标选取方案来解决此＂矛盾＂,从而说明在单摆模型中广义坐标选取的任意性没有被破坏.     

非线性k－ε模型的力学实质探讨

本文运用非线性连续介质力学的变形与本构理论及湍流建模准则作为依据，对非线性ｋ－ε模型的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力计算表达式进行详尽的分析与探讨，得出针对本构关系而涉及二阶变形率及其Ｏｌｄｒｏｙｄ导数的非线性项是改善涡粘模型又反映脉动结构的各向异性的有效途径，建立各向异性模型应该采用客观物理量，现实性的考虑可以保证附加应力无迹来实现。     

静摩擦力的教学设计与反思

静摩擦力是力学中的一个重要概念,也是教学中有代表性的一个难点,突破这个难点,搞好本节课教学,对培养学生的分析习惯,提高运用概念和规律进行分析判断的能力,发展,学生的思维是有其独特功效的．     

现代数值计算、模拟技术与力学典型模型教学

简述典型模型在物理教学中的重要作用，介绍了在工科物理力学教学中，引入现代数学技术，设计创新典型模型的实践与体会。     

三相交流电演示实验的改进

三相交流电的演示实验中,如三相电压的相位互差120°、线电压是相电压的万倍、三相Y型对称负载和△型对称负载中的电流的回路等等,虽然有三相交流电源和三相交流发电机模型,但老师们大多没有去做,     

溅射Al对AlN的“润湿”与钎焊

由于润湿性不佳, 难以实现金属钎料对陶瓷的无过渡层直接钎焊, 本文在研究了溅射Al薄膜对AlN的“润湿”作用的基础上, 通过磁控溅射的方法在AlN表面沉积Al基薄膜作为钎料, 在真空条件下对AlN陶瓷进行了直接钎焊. 采用高景深光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线能量分散谱表征了钎焊接头和剪切断口的组织及形貌. 结果表明, 高能量溅射Al粒子对AlN的撞击可以形成只有850 ℃以上高温才可获得的Al-N化学键, 实现Al对AlN的“润湿”, 使Al基薄膜钎料能够在较低的温度(≥ 510 ℃)对AlN直接钎焊. 此方法获得的Al/AlN接头的剪切强度达到104 MPa, 含3.8 at.% Cu的Al合金钎料接头强度可进一步提高到165 MPa, 它们的剪切断裂都产生于钎缝金属之中; 增加钎料中的Cu含量至9.1 at.%后, Cu在钎缝与陶瓷界面的偏聚使接头的剪切强度降低为95 MPa. Al-20 at.% Ge合金可以将钎焊温度降低至510 ℃, 但Ge在钎缝与陶瓷界面的偏聚使接头在48 MPa发生断裂.     

普通物理力学与理论力学教学的衔接

以经典力学的产生和发展为背景,评价普通物理力学和理论力学课程的衔接,从教学目的、教学内容、方法特点和难度要求等四个方面分析教学衔接问题的要点。     

GYG-1光纤压力传感器应变体力学模型设计

根据膜片式压力传感器的结构和特点,利用材料力学相关知识对其弹性体进行设计,并建立力学模型;根据膜片式压力传感器灵敏度要求,运用有限元分析方法进行分析,建立了既符合实际又简化的有限元模型;研究了弹性体的结构参数、温度、载荷等因素对传感器灵敏度的影响,为光纤光栅膜片式压力传感器的优化设计提供依据。     

固体表面液滴铺展与润湿接触线的移动分析

液滴在固体表面上的铺展行为与润湿特性对许多工业生产过程的研究具有重要意义.根据液滴在光滑表面上的受力情况,建立了液滴平壁铺展的动力学模型.应用润滑近似方法和二维Navier-Stokes方程,建立了液滴沿理想表面铺展的动量和连续性方程.根据建立的方程,应用数值解法求解并详细分析了液滴在铺展过程中膜厚、接触线铺展半径以及铺展速度随时间的变化关系.研究结果表明:液滴的铺展过程可分为扩展和收缩两个阶段,铺展过程伴随着表面能、动能以及各种势能的相互转化,液滴最终的铺展半径大小由固体基面固有的润湿特性所决定;液滴在铺展过程中出现的"坍塌效应"与弯曲液面处的Laplace压力差有关;铺展半径随时间变化的标定律近似满足"1/7"次方标度律.     

汽化滞后的毛细管内流动模型与计算

基于均相流模型,建立了制冷剂在毛细管内绝热流动的数学模型,同时考虑了管内流动过程中实际存在的汽化滞后问题。针对工质为R22的制冷系统,开发了程序进行流动模拟计算,该程序对于制冷系统毛细管的匹配具有实用价值。     

Frenkel-Kontorova模型中基底势振动的影响

基于一维Frenkel-Kontorova模型, 研究了振动的基底势对系统纳米摩擦现象的影响. 分别在相邻原子间的距离与周期势场的周期比为不公度(incommensurate)、可公度(commensurate)两种情形下, 探讨了基底势振动的振幅和频率对滞回现象(hysteresis)、最大静摩擦力以及超滑现象的作用机理. 两种情形下, 固定频率, 随着振幅的增大, 滞回区域的面积以及最大静摩擦力都将减小, 对于不同的频率, 减小的趋势不同. 系统甚至产生了超滑现象. 但当频率过大时, 振幅的改变不会影响滞回区域的面积以及最大静摩擦力的大小, 此时与基底不加振动时的情形一致; 当振幅固定, 随着频率的增大, 滞回区域的面积将增大, 对于不同振幅, 增大的趋势不同. 特别地, 对于某些固定的振幅, 最大静摩擦力随着振动频率的增大先逐步减小直至出现超滑现象, 再进一步增大频率, 最大静摩擦力又转而逐步增大. 这一现象类似于共振, 表明存在最佳的振动频率促进系统内所有原子的共同运动, 使得整个系统的最大静摩擦力几乎消失. 另外, 两种情形的区别是, 对于某些固定的频率(如ω= 0.5)和不同的小振幅, 不可公度情形往往具有相同的平均终止速度, 而可公度情形则不同, 表明相同前提下后者具有更复杂的动力学行为. 关键词： Frenkel-Kontorova模型 滞回 最大静摩擦力 超润滑     

力学概念理解和问题解决能力的调查研究

首先介绍Hestences等人开发的MBT(mechanics baseline test)——力学基准测试题目,并且对北京师范大学物理系一年级学生进行了测试,把测试的结果和美国的有关研究结果进行了分析和比较．接着通过一个现实生活中的问题来分析学生解决实际问题的能力,发现教学中存在的问题．最后对我们目前的教学情况进行了评述．     

基于弹性力学的应力加工方法有限元分析

基于弹性力学理论,对应力加工方法的原理、算法及玻璃薄板对复杂面型的模拟进行了研究。在球面镜周边分布力和力矩的状态下对球面变形为轴对称非球面进行了分析,以抛物面镜为例,采用有限元法对玻璃薄板周边施加均布弯矩后产生的变形量和最大应力进行了模拟、分析和仿真计算,得出的仿真结果与球面和抛物面之间的理想变形量进行比较,验证了基于弹性力学的应力加工方法加工旋转对称非球面理论的正确性。     

基于弹性力学的应力加工方法有限元分析

基于弹性力学理论,对应力加工方法的原理、算法及玻璃薄板对复杂面型的模拟进行了研究。在球面镜周边分布力和力矩的状态下对球面变形为轴对称非球面进行了分析,以抛物面镜为例,采用有限元法对玻璃薄板周边施加均布弯矩后产生的变形量和最大应力进行了模拟、分析和仿真计算,得出的仿真结果与球面和抛物面之间的理想变形量进行比较,验证了基于弹性力学的应力加工方法加工旋转对称非球面理论的正确性。