厚度与加载速率对铁素体钢断裂韧性影响的SP压杆法实验研究

采用SP压杆实验方法,在常温下研究小圆薄片断裂韧性的厚度效应及加载速率对断裂特性的影响.实验结果表明,随着厚度的增加,断裂变形能增加,断裂部分的外表面因双向应力状态表现出微突起,微突起四周存在微小裂纹;随着加载速度的增加,断裂变形能增加,剪切断裂表面表现出从密集韧窝到韧窝连接成片特征.考虑试件变形过程中不同部分的能量耗散,从SP试件的整体断裂变形能得到试件的断裂韧性的宏观表达,断裂韧性随着厚度的增加而增加,随着加载速度的增加而减少.采用临界塑性断裂应变作为裂纹起裂判据,单位面积的能量耗散率作为裂纹扩展和失效判据的断裂模型,用有限元方法对SP压杆实验进行模拟,得到与实验结果比较相符的模拟结果.     

基于UKF的GPS/SINS伪距(伪距率)组合导航系统设计

采用位置、速度组合的GPS/SINS组合导航系统由于GPS各量测量之间的相关性,影响了组合导航的整体精度.为了提高组合导航的精度和可靠性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息伪距、伪距率的组合方式.UKF(Unscented Kalman Filter)是针对非线性模型的滤波方法,它避免了对非线性方程线性化的过程,具有较高的精度和较好的鲁棒性.将UKF滤波方法应用于伪距、伪距率的组合导航系统中,并将UKF与卡尔曼滤波和自适应滤波方法进行了仿真比较研究.实验结果表明,UKF位置、航向估计的精度都要优于卡尔曼滤波和自适应滤波,使整个导航系统具有更高的精度和可靠性.     

卫星导航接收机测试场景软件的设计与实现

为综合评定卫星导航接收机的各项性能,需在测试中模拟接收机的各种工作环境.该软件可根据用户需求,通过设定一系列的测试场景参数,模拟产生卫星星座、用户轨迹、观测数据、导航电文等数据,并可根据测试项目合理产生和控制各种误差,同时为满足特殊测试的需求,软件还提供对导航电文、天线模式等信息的编辑功能,为物理信号的产生提供数据支持,并为接收机性能指标的评定提供参考基准.经在建的用户机测试系统验证,利用本软件设计的测试场景,能够较为科学准确的评价导航型用户机的各项性能指标.     

基于对偶法捷联惯导圆锥与划桨算法一般结果

首先,利用多项式拟合角速度和比力,得出任意子样数的陀螺角增量和加速度计速度增量的一般形式,进而经过一系列的数学形式的变换推导出了任意子样数圆锥效应补偿算法的通用形式;然后,介绍了对偶性原理.利用圆锥效应项与划桨效应项之间的对偶性,通过一个简单的数学方程便可得到任意子样数划桨效应补偿算法的一般形式.这两种补偿算法中的系数均可用计算机简单的计算获得,无需人工的繁琐推导.而且上述方法分析推导过程简洁明了.最后,根据对偶原理给出了划桨效应补偿算法三子样和四子样的精度仿真结果.     

DNA分子链的初始高度及其压弹性的原子力显微镜研究

用接触和轻敲两种模式下的原子力显微术研究了空气中的DNA分子,探讨了成像模式对高度测量的影响,考证了DNA的初始高度.结果表明:文中所得DNA初始高度与理论值较接近.在参照DNA初始高度的基础上,通过检测DNA双链的弹性形变量,研究了DNA分子在直径方向的压缩性质.结果表明:空气中固定在云母表面的DNA分子具有很好的压弹性,在外力作用下DNA的径向形变可达到60%以上;当外力撤销后,其形变可以不同程度地恢复.分析了25段DNA分子上125个点的高度与成像力的关系,并由此初步估算了DNA分子的弹性常数.     

滚动轴承转子系统固有频率识别的BP神经网络法

神经网络由于其本身具有的优越性,已广泛应用于各个领域.鉴于神经网络理论强的非线性映射能力,通过其建立了滚动轴承转子系统固有频率与各种参数之间的映射关系,依据所确定的映射关系,将大大降低对于类似所研究转子结构的固有频率的计算工作量,通过仿真算例和试验验证了所提方法的优越性.     

基于联邦滤波的INS/GPS/CNS位置、姿态组合算法

为了充分利用姿态量测信息来提高组合导航系统的姿态精度,以联邦滤波为基础,研究了以姿态和位置信息作为观测量的多信息融合导航技术,提出了位置、姿态组合模型,并详细推导了基于联邦滤波的位置、姿态组合算法的观测矩阵的具体形式,最后对系统进行了仿真.仿真结果表明,基于联邦滤波的位置、姿态组合滤波算法能够给出正确的INS误差的估计值,且估计精度较高,平台水平误差角的估计误差控制在10″以内,平台方位误差角的估计误差控制在20″以内,有效地提高组合导航系统的姿态精度.     

向审稿者致谢

<正>2009年以来,许多同志为《力学与实践》、《力学学报》和Acta Mechanica Sinica审阅了大量的稿件,付出了辛勤的劳动.由于他们的工作,使刊物的质量得以提高,读者、作者与编者也都从中获得教益.三刊编委会在此谨向广大审者致以诚挚的谢意!(名单按姓氏拼音排序,截止日期2009年12月31日)     

横向冲击载荷下伪弹性TiNi合金矩形悬臂梁结构响应的实验研究

利用改装的霍普金森压杆装置对伪弹性TiNi合金矩形截面悬臂梁进行了横向冲击实验研究.结果表明:冲击自由端时,只在根部附近产生一个相变铰,冲击梁中间某位置时,则可能在多处形成相变铰;相变铰形成时拉伸和压缩两侧应变存在一定的不对称性,但是差别并不明显;相变铰的形成与发展过程中,应变并不是单调增加的,而是带有波动性;卸载后相变铰消失,TiNi悬臂梁形状完全回复;自由振动前期,应变的平衡位置与挠度的平衡位置有一定偏离,并且这种偏离随着梁的振动逐渐减小直至消失.TiNi悬臂梁的冲击特性受热弹性马氏体相变和逆相变的支配,不同于传统的弹塑性机制.     

电容式微加速度计零偏的补偿方法

在电容式微加速度计系统中,零偏是一个普遍存在的问题.针对这个问题设计了一种采用二进制权重的微小电容阵列,引入了基于电荷的电容测量方法并对其进行了仿真验证,验证表明这种电容测量方法具有约0.01fF的测量精度.采用该种电容测量方法对微小电容阵列进行仿真,在线宽为0.18 um的一层多晶硅六层金属的CMOS工艺下,取得了1.23% 的相对精度,表明这种方法是可行性.     

Temperature separation and friction losses in vortex tube

The process of energy separation and friction losses in a vortex tube is studied in detail. The hot and cold exit air temperatures were measured. Experiments have been conducted at inlet pressure of 3.5, 5, 7.5 and 9 bar, at inlet temperature of 292.15 and 298.15 K and at cold air mass ratio from 0 to1. The results demonstrate that the hot air temperature reaches its maximum value at a cold air mass ratio of nearly 0.82, while the minimum value of cold air temperature is found at a cold air mass ratio of 0.3. Based on energy and mass balances as well as on the definition of internal energy and on experimental results a new model for the determination of hot and cold exit gas temperature has been developed. The model includes the relevant primary parameters and predicts the experimental results as well as the data published in the literature sufficiently accurate for engineering purposes.A cross-section area m³ - D diameter of the pipe m - F model parameter - f friction factor - L length of the tube m - m mass flow rate kg/s - y cold air mass ratio - P static pressure Pa - T temperature K - t thickness of the orifice m - R gas constant J/kg K - v velocity of fluid m/s - density of the fluid kg/m³ - friction factor for pipe - friction factor for orifice and tee junction - 1 inlet of compressed gas - 2 exit of hot gas - 3 exit of cold gas - atm atmospheric pressure - c cold exit gas - f friction - h hot exit gas - o orifice plate - T tee junction     

Local Minimizers and Quasiconvexity – the Impact of Topology

The aim of this paper is to discuss the question of existence and multiplicity of strong local minimizers for a relatively large class of functionals : from a purely topological point of view. The basic assumptions on are sequential lower semicontinuity with respect to W^1,p-weak convergence and W^1,p-weak coercivity, and the target is a multiplicity bound on the number of such minimizers in terms of convenient topological invariants of the manifolds and .In the first part of the paper, we focus on the case where is non-contractible and proceed by establishing a link between the latter problem and the question of enumeration of homotopy classes of continuous maps from various skeleta of into . As this in turn can be tackled by the so-called obstruction method, it is evident that our results in this direction are of a cohomological nature.The second part is devoted to the case where =^N and is a bounded smooth domain. In particular we consider integralswhere the above assumptions on can be verified when the integrand F is quasiconvex and pointwise p-coercive with respect to the gradient argument. We introduce and exploit the notion of a topologically non-trivial domain and under this establish the first existence and multiplicity result for strong local minimizers of that in turn settles a longstanding open problem in the multi-dimensional calculus of variations as described in [6].     

小波分析技术在陀螺故障诊断中的应用研究

小波分析是一种全新的时一频两维分析技术，其对高频突变信号和低频缓变信号的分析有其独特的优点。本文分析了小波分析技术的原理，提出了将其引入机械设备故障诊断中的方法。通过对有故障陀螺振动信号的多尺度分析，研究故障信号小波变换轴心轨迹分量图，建立典型故障特征模型，从而对单故障及多故障问题进行分析与诊断。     

复杂加载条件下的砂土本构模型

试验表明,饱和砂土的应力应变关系具有显著的密度以及压力依存性,上述两点构成了描述砂土静力加载下变形特性无法忽视的因素. 此外,在循环加载等复杂加载作用下,砂土还会表现出明显的应力诱导各向异性以及相变转换特性. 基于在e--p空间中存在唯一的临界状态线这一基本假定,通过在e--p空间中引入当前状态点与临界状态线的距离R来作为反映密度与压力依存特性的状态参量, 将变相应力比以及峰值应力比表达为状态参量的指数函数,将上述应力比参量引入到统一硬化参量中可准确地反映初始状态下围压、密度 对于单调加载下应力应变关系的影响规律,能描述砂土剪缩、剪胀,应变软化、硬化等特性. 采用非相关联流动法则,p--q空间中采用水滴型屈服面,塑性势面为椭圆面,松砂在单调加载下的静态液化现象也可描述. 为反映循环加载下塑性体积应变的累积特性以及塑形偏应变的滞回特性,在循环加载下将状态参量R表达为应力比参量,并在硬化参数中引入描述应力诱导各向异性特性的旋转硬化部分,所提模型可有效地描述循环加载下剪切模量的衰减特性、刚度衰化性质、强度减小特性,在不排水约束作用下,则会产生往返活动性现象. 通过一系列的模型模拟与试验结果对比,验证了本构模型的有效性及适用性.      

高温后高强高性能混凝土双轴压力学性能

利用大型静动真三轴试验机,进行了常温20${^\circ}$C以及200${^\circ}$C$\sim $ 600${^\circ}$C\,6个温度等级高温后高强高性能混凝土在7种应力比双轴压应力状态下的强度与变形试验.测得了双轴主压方向的静态强度、峰值应变与应力应变曲线,剖析了温度和应力比对单、双轴压强度与峰值应变发展趋势的影响规律性以及试件破坏形态. 试验结果表明:随温度的升高,高强高性能混凝土的单轴压减摩强度并不一定降低;双轴压强度相对于单轴压强度的提高倍数取决于应力比、不同温度等级后的高强高性能混凝土``脆硬性'. 提出了带有温度和应力比参数的Kupfer-Gerstle破坏准则公式.      

Inexpensive fluorescent particles for large-scale experiments using particle image velocimetry

Custom-produced fluorescent particles are presented and their use as tracers for particle image velocimetry is evaluated. The fabrication procedure is explained and the main properties of the particles are described. The advantages of using fluorescent particles over nonfluorescent ones are discussed, in particular, for applications involving large facilities, as those used in hydraulic research. Images using the produced particles are also shown. This work was done under the Grants N00014-05-1-0083, N00014-01-1-0540 and N00014-06-1-0661 from the U.S. Office of Naval Research.     

INVESTIGATION ON STABILITY OF PZT/EPOXY PIEZOCOMPOSITE WITH PRESSURE AND TEMPERATURE

With the universal test machine and temperature test chamber, the effect of pressure and temperature on the behavior of 1-3 and 1-3-2 piezocomposites prepared with PZT/epoxy in our lab has been investigated through electrical impedance and dielectric analysis. The permittivity, resonant frequency and dielectric loss of the composites have been measured under vertical stress and temperature, and the variety of the material properties under pressure and temperature could also be obtained. The pressure and temperature stability of the composites have been assessed through experiments. The data of these two types of composites indicated that the stability of 1-342 composite with pressure was better than that of 1-3 composite, and two composites have almost the same dielectric stability with temperature. However, 1-3-2 composite showed slower frequency variation than 1-3 composite.     

Stability evaluation of an accurately controllable multiple injection system

Aiming to further improve diesel engine fuel efficiency and exhaust emissions, we conducted tests of a newly devised rapidly operating secondary actuator that provides controllable multiple injection. Up to six shots per cycle were implemented under high-pressure injection. A high-speed camera and a flow rate metering system were used to obtain quantitative data regarding diesel spray and fuel flow dynamics. The advantages of the applied technique are very stable phasing, dwelling, duration, and dosing of multiple injection shots proved from data analysis.Abbreviations ARB Arbitrary waveform generator - CRIS Common rail injection system - DC Direct current - ECU Electronic control unit - EDU Electronic injection driving unit - fps Frames per second - HP High-pressure - LDA Laser Doppler anemometer (velocimeter) - ROSA Rapidly operating secondary actuator - RPM Revolutions per minute - SOI Start of injection - TDC Top dead center - TTL Transistor–transistor logic     

功能梯度材料动力学问题的POD模型降阶分析

为了快速分析非均质材料结构在复杂载荷作用下的动态响应, 提出一种模型降阶方法, 只需计算结构在简单均质材料情况下的动力学问题, 进而用其计算结果对非均质材料结构进行分析. 首先, 采用结构内部任意一点处的材料参数值作为整个结构的材料参数, 利用有限元分析软件计算该均质材料结构在动态载荷作用下的位移场建立数据库, 该数据库包含计算模型各个节点(自由度为L)在某时间段内L个时刻的位移; 其次, 对数据库中的信息按照时间离散的特定方式组集成瞬像矩阵, 并利用特征正交分解方法对其进行分解, 得到该模型的H个特征正交基底, 选取其中能反应模型主要特征的个(其中\mathrm{~})作为一组最优基底, 通过这组基底建立模型的低阶离散控制方程; 最后, 求解低阶离散微分方程组, 得到功能梯度材料结构在复杂载荷作用下的位移场. 文中分别给出二维和三维算例, 比较了降阶模型和全阶模型计算结果, 验证了该方法的有效性, 并且计算效率能提高1{\mathrm{}}^{1)}2个数量级.      

Al-Zn基耐磨合金的摩擦磨损特性

本文根据滑动轴承材科的性能要求,对自行研制的Al-Zn基耐磨合金的摩擦学性能与ZQSn 6-6-3等的进行了对比试验研究。结果表明,在给定的试验条件下,Al-Zn基耐磨合金的减摩性能、耐磨性能和承载能力都比ZQSn6-6-3的好,且其小含稀贵金属(材料易得),可以作为ZQSn6-6-3的替代材料制作滑动轴承配件。