EFFECT OF HEAD SHAPE ON THE ADHESION CAPABILITY OF MUSHROOM-LIKE BIOLOGICAL ADHESIVE STRUCTURES

Theoretical studies have been extensively performed to reveal the mechanism of the biological adhesive structure with a flat head.However,most biological adhesive structures have a big head.Here we investigate the effect of the head shape on the adhesion capability of a mushroomlike adhesion structure based on a finite element model.We show that a mushroom-like head produces significant adhesion enhancement.We investigate also the effect of the elastic modulus of the adhesive structure on the adhesion.Our results are consistent with existing experimental results.     

论不确定性结构力学的发展

结构力学是直接为工程结构设计服务的,而工程设计中包含大量不确定性因素和信息,包括随机性、模糊性和未确知性信息．由于引用统计数学方法处理随机性问题,在结构力学中产生了可靠性理论和随机振动理论．随着模糊性和未确知性问题的提出和研究,近年来在结构力学中又逐渐形成了一些新的分支,包括结构的不确定性优化设计,广义(模糊随机)可靠性理论,模糊随机振动理论和模糊地震工程学等．本文简要地介绍这四个新的分支的发展情况,主要介绍作者及其学生们的工作,并着重介绍基本概念．     

基于Gurson损伤力学模型的糜棱岩成因有限元分析

应用孔洞损伤的Gurson模型,建立糜棱岩原岩细观孔洞损伤体胞单元,提出糜棱岩成因的损伤力学观点,统一解释糜棱岩成因研究中一些独特的地质现象.对一种具体原岩———花岗岩的细观孔洞损伤体胞单元作了有限元计算分析,并根据计算结果讨论了各种应力对糜棱化过程的影响.     

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.     

MEASUREMENT OF ADHESION FORCES IN AIR WITH THE VIBRATION METHOD

The vibration method represents a practical method for the measurement of adhesion forces and adhesion force distributions. This method causes sinusoidally altemating stresses and yields detachment and contact forces between particles and substrate of the same order of magnitude. Alternating contact forces of the vibration method can cause an adhesion force intensification through flattening of asperities. The measuring principle of the vibration method and the analysis of experimental results are described in the article. Normal adhesion forces (pull-off forces) are measured using the vibration method and the colloidal probe technique. The results of both methods show good agreement for small particle sizes. The influence of the detachment force direction is shown by comparing tangential and normal adhesion forces measured using particle reentrainment in a turbulent air flow and the vibration method, respectively. The surface roughness of the substrate and the relative humidity are shown to significantly influence the measured adhesion forces. For the calculation of the adhesion forces, an approach by Rabinovich was combined with approximations of plastic micro asperity flattening. The Rabinovich approach accounts for roughness effects on the van der Waals force by incorporating the rms roughness of the interacting surfaces. rms-values of the particles and substrates were measured with atomic force microscopy at different scanning areas.     

关于广义经典力学方程的积分法

本文给出积分广义经典力学方程的三种方法。     

基于压力传感器的汽车重心实时监测力学模型

介绍了传统车辆重心测定的方法，提出了基于压力传感器的汽车重心实时监测机理的力学模型．利用该模型能实时监测汽车的整车重量、重心位置，提供安全装载和安全车速监测与报警，可为汽车安全系统提供可靠的重心计算力学模型，为研制汽车重心实时监测系统提供了必要参数与依据．     

OBE理念下的材料力学教学方法改革与实践

为提高材料力学教学效果,培养学生分析和解决实际问题的能力,开展了目标导向教育(outcome based education,OBE)的教学方法改革与实践。以采矿专业大学生为教学对象,结合巷道支护技术的最新发展动态,针对轴向拉伸、轴向压缩、扭转、弯曲、组合变形和压杆稳定分别导入顶板锚杆、墩柱、锚杆孔钻孔、巷道顶板锚杆布置优化、钢管混凝土支架破坏和墩柱稳定性等案例,运用相关章节力学知识,最终解答了案例。OBE教学方法能让学生深刻地认识到材料力学和所学专业的密切关系,激发学生的学习兴趣,培养学生的科学素养和研究性思维,实践创新和解决工程问题的能力,教学效果显著。     

飞机投外挂时的动态响应及其地面飞行模拟

本文推导了飞机正常投放及故障投放外挂时的动态响应中各参数在时域内的解析表达式并以歼七飞机为例进行计算,计算结果与地面飞机模拟和飞行实际结果基本一致,从而证明计算是正确的,所进行的地面飞行模拟试验也是可靠的。     

安全工程流体力学创新实践教学模式探究

流体力学是安全工程类本科专业的基础必修课.通过创新安全工程流体力学理论教学模式、融合学科专业知识及改革实践教学方法,提出了教学改革总体思路和方案,梳理了安全工程流体力学中的核心知识脉络体系;将看似孤立的基础理论三大方程穿插融合在一起,并延伸至安全工程专业中的流体力学知识点,使学生明确安全工程流体力学学什么、怎么学、如何...     

彩色显像管设计中的若干力学问题

论述了彩色显像管设计中的若干力学问题,包括玻壳生产过程中热应力有限元分析及玻壳防爆设计,荫罩热变形的有限元分析,荫罩结构固有振动特性及荫罩抗颤噪设计以及其它与显像管设计相关的力学问题,同时通过数值算例对解决这些问题的措施进行了相应的研究．     

NONLINEAR MOTION MECHANICS MODEL OF CURVED BLOOD VESSEL

A geometric model of curved blood vessels is established based on some reason-able hypotheses;the nonlinear motion mechanics model of the curved blood vessel is establishedaccording to basic mechanics laws.This model includes much more physiological factors.It cou-ples the interaction of blood flow with mechanical factors such as the displacement,deformation,strain and stress etc.of the curved blood vessel.It is of great importance for investigating thecirculation rules of the cardiovascular system and the nonlinear pulse wave propagation in curvedblood vessels.     

融合信息技术,探索军队院校力学课程的形成性考核模式

融合信息技术,探索以学生为中心、以能力培养为导向的力学课程形成性考核模式,并以流体力学课程实施为例,把学生的学习过程细分为教学前、中、后三阶段,对其知识学习情况、自主学习能力、随堂学习能力、团队合作能力、交流研讨能力、求解问题能力及应用创新能力等进行全面监督、测评与激励,促进学生全方位发展,通过两种考核模式比较综合地给...     

单轴拉伸条件下脆性岩石微裂纹损伤模型研究

利用断裂力学、损伤力学和均匀化原理,对脆性岩石单轴拉伸条件下的力学特性进行分析,建立了脆性岩石的微裂纹损伤本构模型.首先对岩石内部微裂纹的统计分布规律进行分析,给出了理论分析过程中微裂纹分布的假设条件,在此基础上,参考已有研究成果,得到含细长微裂纹脆性岩石有效弹性参数的计算公式.然后,对岩石内部单一微裂纹进行断裂力学和损伤力学分析,得到了扩展裂纹尖端的应力强度因子计算公式,在一定微裂纹断裂扩展准则和断裂扩展速率的假设基础上,利用积分原理,得到了岩石整体的损伤变量和损伤演化方程,由此建立单轴拉伸条件下脆性岩石的微裂纹损伤本构模型.最后,通过一花岗岩的单轴拉伸试验结果对微裂纹损伤本构模型进行了验证.     

边界积分方程法在动态断裂力学中的数值计算研究

本文将D.Nardini和C.A.Brebbia所提出的一种动态边界积分方程新解法应用于动态断裂力学数值计算，对数值实现问题，尤其对数值稳定性及精度问题进行了详细研究，得到了能保证数值稳定性的数值解法，给出了动态断裂力学计算实例，同己有的数值结果比较，表明本文的计算是成功的。     

不均匀性焊接接头弹塑性断裂力学问题的有限元分析

本文对含裂纹焊接接头的简化模型——软夹硬不均匀裂纹体和硬夹软不均匀裂纹体——进行了弹塑性有限元分析,研究了材质力学性能不均匀性对OOD的影响规律.还研究了在静载和疲劳载荷下材质不均匀性对软夹硬不均匀体裂纹扩展行为的影响.     

粘性流体动力学有限元变分原理

本文把建立有限元变分原理的一种新方法“N>2直接方法”从固体力学推广到流体力学,并用该方法把粘性流体动力学的广义功率消耗原理和广义变分原理发展成为有限元变分原理。还在论证中发现,相邻有限元交界面上的应力协调条件会自然地满足而无需引进任何拉民乘子。本文还建立了混合杂交非协调元的变分原理和广义变分原理,它解除了全部协调性约束条件和其它的边界性约束条件,但是并不增加待定的拉氏乘子,因此使有限元计算得到简化。本文结果可以作为粘性流体动力学有限元计算的基础定理。     

关于材料不可压缩性的一个注记

本文从连续介质力学基本原理出发,探讨了材料不可压缩的问题,提出了大变形条件下不可压缩性的表示方法,指出了量级上的误差范围。这些表示方法为有限元法的应用提供了一个基础。     

学习钱学森技术科学思想的体会

以个人体会从几个方面介绍钱学森先生的技术科学思想：什么是科学技术：技术科学的重要性;技术科学如何为应用服务;技术科学工作应具有的基础知识;钱学森技术科学思维在建立力学研究所中的实践,最后谈一谈关于力学要继续走技术科学道路的一些想法。     

基于哈密顿原理的两种材料界面裂纹奇性研究

研究了两种材料组成的弹性体在交界面上含裂纹时的裂纹尖端奇异场。通过变量代换及变分原理，将平面弹性扇形域的方程导向哈密体系，从而可通过分离变量及共轭辛本征函数展开法解析法求解扇形域方程，得到求解双材料界面裂纹尖点奇性的一般表达式，由此为该类问题的求解开辟了一条新途径。