流体力学研究性教学实践:以创新性实验为例

研究性教学强调培养学生的学习兴趣和创新能力.以一个研究小组开展的创新创业训练为例来阐述流体力学研究性实验.围绕水下溢油模型实验,该小组从申请入手,然后设计实验模型和观测实验,接着搭建虚拟实验平台,最终圆满完成了训练.并将研究性实验延伸至流体力学教学中,有效促进了学生对基础知识的主动探索与其工程应用价值的思考.     

力学虚拟实验系统及其在实验力学教学中的作用

力学实验教学中普遍存在的仪器和师资不足的问题严重影响了实验教学效果. 本文发展了一套基于虚拟现实技术的力学虚拟实验系统,不仅能仿真实验结果,而且能仿真实验仪器和实验操作过程. 系统可实现光弹性、电子散斑干涉、几何云纹、投影条纹、数字图像相关以及应变片实验共6 个实验的仿真模拟. 力学虚拟实验系统可作为常规实验力学教学的重要补充,在很大程度上缓解实验力学教学中存在的问题,改进教学效果.     

岩土力学虚拟实验仿真系统开发及其应用

数值试验是认识岩土材料细观与宏观力学行为的一种重要手段,是常规岩土力学实验的补充和延伸.本文以pfc颗粒流为平台,利用matlab和fish语言混合编程编写了岩土力学虚拟实验仿真系统,系统根据获取的岩土材料天然结构构造图像信息,可以生成含不同天然结构构造信息的岩土体试件.可以对不同规格试件实现伺服加卸载,可以监测任意点的应力应变信息,可以捕捉试件加卸载过程中的边界输入能量和摩擦能、动能及应变能的转换信息,捕捉试件的最终破坏形态和破坏过程中裂纹扩展信息及不同类型裂纹的数量演化信息.利用其可以研究岩土材料天然结构构造特征对其宏观、细观力学行为的影响.     

基础力学课程组合式考核方式的探讨与实践

构建科学合理的基础力学课程考核方式是教学改革的一项重要内容. 文章采用问卷调查及统计、归纳、平均的方法,提出了组合式课程考核方式. 学生可以自主选择或自由组合一套考核方式,考核成绩以相应的权重进行综合评价.经过部分专业试验性应用,文中给出了几个有特性的应用结果. 这种考核方式提高了学生的求知欲望,拓宽了其学习知识的深度和广度,更有利于培养学生的综合素质和创新能力,促进学生个性化发展.     

组合式桁架结构教学实验装置的设计与开发

介绍组合式桁架结构教学实验装置的基本原理和功能. 简述桁架实验的操作过程和计算方法. 通过具体的实验数据,证明该实验装置测试效果良好.     

轻质夹层多功能结构一体化设计

对于飞行器,减轻结构重量,提高有效载荷是设计者追求的永恒主题. 飞行器通常处于较为特殊和复杂的环境下,因此除需要考虑结构的承载能力外,还应兼顾一种或多种功能. 本文概述了集承载与热控、防热、电子、隐身、吸能、作动、储能、阻尼等多功能特性于一体的轻质夹层多功能结构研究成果,汇总了轻质夹层多功能结构在卫星、无人机、高超声速飞行器等领域的发展情况. 最后,对轻质点阵多功能结构的发展前景进行了展望.     

多功能布泊松比的实验研究

在现有泊松比测量理论的基础上,针对多功能布的特性,采用改装后的CCD技术对多功能布及其组成材料进行单轴拉伸实验和泊松比的测量与分析计算.结果表明:多功能布及其组成材料涤纶布、铁磁基聚酯膜、镀铝聚酯膜呈现明显的弹性,其弹性模量/泊松比分别为0.630 GPa/0.465,1.144 GPa/0.423,0.659 GPa/0.357和0.831 GPa/0.360.此方法对该类材料泊松比的测定有较好的效果,对相关材料泊松比的测量有一定的借鉴意义.     

结构在冲击载荷作用下的实验研究

本文报道了为求解结构在冲击载荷作用下大度形响应而做的实验研究,以不同速度运行的物体垂直冲击圆拱、刚架和旋转扁壳,记录由此引起的冲击点位移、速度曲线以及某些关键点的动态应变历史,从而为寻找规律、建立模型提供实证资料。     

实验力学可以在国民经济建设中发挥重要的作用——实验力学在重大工程建设中的应用

本文以若干实例说明实验力学学科在国民经济中的作用.实验力学工作者应努力适应国民经济发展的需要,改进实验技术,开拓新的方法,为经济建设作出更大页献.     

21世纪的实验力学

２１世纪的实验力学贾有权（天津大学力学系，天津３０００７２）看了“力学─—迎接２１世纪新的挑战”后，很受启发和鼓舞，心里有许多话要说，想来，还是先谈谈实验力学吧．“力学─—迎接２１世纪新的挑战”一文中，只提到实验是新现象的启示和理论的验证，这是不够的...     

在普通力学课程中开展研究性学习的探索

讨论了研究性学习的内涵,给出了力学研究性学习的部分参考课题,通过教学案例归纳了研究性学习中的师生互动的6个步骤,并对教师的角色转变进行了分析.通过研究性学习的实施,学生学习力学的积极性得到了提高,创新意识和能力得到了增强.为在力学课程中开展研究性学习提供了重要的参考和借鉴.     

粘接双材料界面微区力学行为的细观实验分析

本文将显微光栅与显微测距技术结构起来，实现了物体表面位移场的细观测量，应用这一方法，本文定量地测量了高分子粘接结构界面及周围区域的变形的应变，实验发现界面两侧存在着一个影响区，在影响区内材料的力学性质发生了变化，本文在实验结果的基础上讨论和分析了这一变化并对界面的力学模型进行了讨论。     

刚架结构频域子结构法的实验研究

以空间刚架为模型,对Jetmundsen频域子结构综合法进行了探索性实验,并研究了子结构的界面自由度完整性对最后综合结果的影响。实验中,频响函数矩阵中与线自由度响应和集中力输入相关的项通过加速度计与力传感器直接测量,而与转角自由度响应或纯力矩输入相关的项通过一种结合转角自由度间接测试和模态分析技术的方法获取。实验结果显示,实验子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性能,而转角自由度的引入能在一定程度上改善预报质量。     

多功能力矩分配法

提出了新的力矩分配思想,将角位移和线位移综合考虑,使力矩分配法能直接应用于有侧移结构,且在计算内力的同时还能计算结构的位移,使力矩分配法具有多功能. 实例计算表明,该方法正确、简单,有利用价值.     

探针实验力学

扫描探针显微系统的发明,使人们通过探针获得了原子级的微观结构,而近年的研究更是将探针技术应用于各种相互作用的检测和分析之中.一个以探针为检测平台的新的检测技术和系统已日益凸显并引起广泛关注.本文提出探针实验力学这一新概念,并以探针为主题介绍其在微纳尺度材料和结构的力学性能检测中的相关技术和典型应用.涉及探针检测系统及其标定、探针检测中的夹持和加载、探针和试样表面的相互作用、探针微力传感器等.     

探针实验力学

扫描探针显微系统的发明，使人们通过探针获得了原子级的微观结构，而近年的研究更是将探针技术应用于各种相互作用的检测和分析之中。一个以探针为检测平台的新的检测技术和系统已日益凸显并引起广泛关注。本文提出探针实验力学这一新概念，并以探针为主题介绍其在微纳尺度材料和结构的力学性能检测中的相关技术和典型应用。涉及探针检测系统及其标定、探针检测中的夹持和加栽、探针和试样表面的相互作用、探针微力传感器等。     

实验力学在未来国际上的地位

本文论述了测量和实验技术当前和未来在分析结构、结构单元以及技术系统的位移、应变和应力中所起的作用.今天比以往任何时候都有更多的原因在广泛的领域中采用实验力学的方法。现代先进的新技术,新的测量设备,自动的量测和评价过程已应运而生。先进的测量技术和计算机技术的结合——杂交技术已得到了发展,这些技术使我们能对结构和产品进行优化设计:节省能源和原材料,提高产品质量以及结构和技术系统的可靠性和安全度,管理生产的过程,监控运行系统的安全。这些方法能用于减少技术系统的危险性和对环境的破坏,对发展中国家传授先进的实验力学方法的知识,显得更为重要。     

泡沫混凝土弹塑性损伤模型在组合式防护结构中的应用

为了将新型泡沫混凝土动态弹塑性损伤模型应用到防护结构中,首先开展组合式防护结构预制孔装药爆炸试验;随后利用新泡沫混凝土材料模型对试验进行数值模拟验证,并将新模型的模拟结果与LS-DYNA中Soil and Foam模型的模拟结果进行对比;最后,基于验证的数值模型,开展以梯度泡沫混凝土作为分配层的组合式防护结构预制孔装药爆炸的数值模拟,探讨梯度泡沫混凝土层界面层数和排列方式对组合式防护结构抗爆性能的影响。结果表明,新泡沫混凝土材料模型的模拟结果与试验结果吻合良好,与Soil and Foam模型相比,新模型在应力波传播和损伤破坏方面预测更好,泡沫混凝土层界面层数和排列方式对作用在主体结构上的应力以及分配层的损伤破坏情况有一定的影响。