AN EXPERIMENTAL STUDY OF PAPER FLUTTER

An experimental study was conducted in order to clarify the phenomenon of paper flutter. Flutter speed was measured in wind tunnel tests for sheet paper and web paper of various materials, sizes and tensions. The relationships between flutter speed, rigidity, mass ratio and tension were clarified from a large data set. The flutter boundaries were obtained in the form of dimensionless flutter speed and mass ratio for the case of sheet paper, and dimensionless flutter speed, mass ratio and tension parameter for the case of web paper. The flutter mode and air-flow around fluttering paper were investigated by visualization tests.     

复注及多孔注浆理论研究

针对柱面注浆方式，研究了有关渗透注浆的单孔复注及不同方式布孔时多孔注浆的相互影响等问题，推导出一些有价值的岩体注浆理论公式，可用于指导现场注浆工程的设计与施工．     

带式输送机弯曲变形阻力理论研究

为了减小带式输送机的弯曲阻力,基于黏弹性材料在动载荷下的能耗理 论,对输送带运行时的弯曲变形能耗机理进行了分析,推导出输送带弯曲变形阻力系数的近似理 论公式,并通过试验验证了公式的正确性. 利用公式对各因素对弯曲阻力系数 的影响规律进行了探讨,结果表明可以通过选配合适的输送带橡胶材料获得合适的 输送带黏弹性参数,并结合调整输送带、输送机的结构参数达到降低输送机弯曲阻力的目的.     

线型聚能装药的理论研究

本文提出了一端起爆的线型聚能装药射流形成的不定常理论模型。根据这一模型,当金属罩在爆轰波作用下的运动速度为已知时,则不论此速度是否是时间或初始位置的函数,都能得到射流形成时的速度,质量和位置等参数。 按照本文模型,Defourneaux.M.的定常射流形成定常模型是一个简单的特例。我们利用本文的模型对等厚度装药的情况进行了计算,并与实验结果比较,两者符合良好。同时计算结果表明,考虑射流形成的不定常因素,可以较好地解释射流头部的质量堆积和射流内部的反向速度梯度等实验现象。本文的模型可以为线型聚能切割索的设计提供较为准确的理论指导。     

壁板颤振的分析模型、数值求解方法和研究进展

研究壁板颤振问题需要计及大挠度变形下结构的几何非线性效应,不仅涉及气动弹性稳定性,而且关心结构的非线性颤振响应.该文回顾了飞行器壁板颤振问题的国内外研究情况,评述了在壁板颤振研究中采用的分析模型、数值求解方法以及在理论分析和试验方面的研究成果,并提出了今后壁板颤振问题的4个研究方向.      

圆锥泡声致发光气泡动力学过程的理论分析

在绝热压缩模型的基础上, 详细讨论了圆锥泡声致发光中气泡运动的动力学过程,得到 了气泡塌陷速度方程、气泡内压强方程以及温度方程. 结果显示在气泡进入圆锥腔的初始阶 段,气泡的塌陷速度随着压缩半径的不断减小近似线性地增加;然后随着压缩半径的进一步 减小,气泡塌陷的加速度逐渐减小;当气泡塌陷速度达到最大值后,随着气泡压缩半径的 进一步减小, 塌陷速度迅速下降至零. 在假设初始气压为1000\,Pa的基础上,理论分析 得到气泡的最高塌陷速度可以达到5.8\,m/s; 气泡的最小压缩半径可以达 到1.37\,cm, 相应的气泡内极限压强超过$4.5\times10^5$\,Pa, 极限温度超 过3\,150\,K, 而液流能够提供给气泡的能量达到0.02\,J. 理论推导得到的结果 可以比较好地用来解释实验中的现象. 最后分析得到气泡内的初始气 压对气泡所能达到的极端条件有着重要的影响.     

FLUTTER OF AN AIRFOIL WITH A CUBIC RESTORING FORCE

In this paper, the effect of a cubic structural restoring force on the flutter characteristics of a two-dimensional airfoil placed in an incompressible flow is investigated. The aeroelastic equations of motion are written as a system of eight first-order ordinary differential equations. Given the initial values of plunge and pitch displacements and their velocities, the system of equations is integrated numerically using a fourth order Runge-Kutta scheme. Results for soft and hard springs are presented for a pitch degree-of-freedom nonlinearity. The study shows the dependence of the divergence flutter boundary on initial conditions for a soft spring. For a hard spring, the nonlinear flutter boundary is independent of initial conditions for the spring constants considered. The flutter speed is identical to that for a linear spring. Divergent flutter is not encountered, but instead limit-cycle oscillation occurs for velocities greater than the flutter speed. The behaviour of the airfoil is also analysed using analytical techniques developed for nonlinear dynamical systems. The Hopf bifurcation point is determined analytically and the amplitude of the limit-cycle oscillation in post-Hopf bifurcation for a hard spring is predicted using an asymptotic theory. The frequency of the limit-cycle oscillation is estimated from an approximate method. Comparisons with numerical simulations are carried out and the accuracy of the approximate method is discussed. The analysis can readily be extended to study limit-cycle oscillation of airfoils with nonlinear polynomial spring forces in both plunge and pitch degrees of freedom.     

叶轮机械叶片颤振研究的进展与评述

颤振一类气动弹性稳定性问题是叶轮机械设计者关心的主要问题之一. 本文对叶轮机械叶片颤振模型研究的进展进行了回顾, 包括非定常气动模型、结构模型以及颤振的预测方法等内容. 通过对颤振模型研究的介绍, 讨论了不同方法处理颤振这类气动弹性稳定性问题的优缺点. 提出了关于颤振研究目前的不足和部分难点, 认为流固耦合模型的研究值得进一步重点关注.      

正交各向异性材料动态力学性能的理论与实验研究

从余能密度出发，以不变量理论为工具，导出了非线性超弹性正交各向异性材料本构关系的一般形式，提出了一个以波传播理论为基础的测定材料非线性本构关系参数的新方法，并用这种波动实验方法具体测定了玻璃纤维增强复合材料的非线性动态本构关系参数。     

结构钢韧性撕裂的实验与理论研究

对六种槽宽及两种边界条件的50D结构钢双悬臂梁试件,在INSTRON实验机上进行了准静态的撕裂实验,使用DPM(Double Plastic Zone Method)模型对实验进行了模拟,结果表明计算位移值与实验吻合很好,在此基础上得到了计算COD值,从而得到了结构钢的撕裂韧性.     

中频感应局部加热弯管的回弹理论分析和试验研究

对中频感应局部加热弯管在不同钢管材料及规格、不同弯曲半径及弯曲角度等工艺参数时的加载和卸载的力能参数，应力应变进行了理论分析和实验研究，提出了中频感应避部加热弯制大直径钢管的回弹理论，并与实际弯制的２０、１０ＣｒＭｏ９１０和１２ＣｒＭｏＶ三种钢管弯头实测的回弹量进行了比较，理论计算和试验结果吻合良好。     

浅谈飞行器与桥梁的颤振问题

颤振属于气动弹性动不稳定现象,常见于飞行器机翼和尾翼、桥梁等弹性结构,一旦发生,可能会引发结构的毁灭性破坏。本文首先介绍颤振的基本概念和特征,以及工程领域中常用的颤振研究方法,以展弦比为16的NACA0012弹性平直机翼为例介绍颤振速度和颤振频率;然后对结构发生颤振的原因进行讨论,并详细阐述基于流动降阶模型的稳定性分析方法在层流分离颤振诱发机理研究中的应用;最后对防止和规避颤振的控制措施进行介绍。

     

DEVELOPMENT OF A THREE-DIMENSIONAL VISCOUS AEROELASTIC SOLVER FOR NONLINEAR PANEL FLUTTER

A new three-dimensional (3-D) viscous aeroelastic solver for nonlinear panel flutter is developed in this paper. A well-validated full Navier–Stokes code is coupled with a finite-difference procedure for the von Karman plate equations. A subiteration strategy is employed to eliminate lagging errors between the fluid and structural solvers. This approach eliminates the need for the development of a specialized, tightly coupled algorithm for the fluid/structure interaction problem. The new computational scheme is applied to the solution of inviscid two-dimensional panel flutter problems for subsonic and supersonic Mach numbers. Supersonic results are shown to be consistent with the work of previous researchers. Multiple solutions at subsonic Mach numbers are discussed. Viscous effects are shown to raise the flutter dynamic pressure for the supersonic case. For the subsonic viscous case, a different type of flutter behavior occurs for the downward deflected solution with oscillations occurring about a mean deflected position of the panel. This flutter phenomenon results from a true fluid/structure interaction between the flexible panel and the viscous flow above the surface. Initial computations have also been performed for inviscid, 3-D panel flutter for both supersonic and subsonic Mach numbers.     

热过屈曲功能梯度壁板的气动弹性颤振

功能梯度材料的宏观物理性能随空间位置连续变化,能充分减少不同组份材料结合部位界面性能的不匹配因素.功能梯度壁板用作高速飞行器的热防护结构,能有效消除气动加热带来的壁板内部热应力集中.本文考虑热过屈曲变形引入的结构几何非线性,分析功能梯度壁板的气动弹性颤振边界.基于幂函数材料分布假设,采用混合定律计算功能梯度材料的等效力学性能.根据一阶剪切变形板理论、冯·卡门应变-位移关系和一阶活塞理论,基于虚功原理建立超声速气流中受热功能梯度壁板的非线性气动弹性有限元方程.采用牛顿-拉弗森迭代法数值求解壁板的热屈曲变形,分析超声速气流对热屈曲变形的影响机理.在壁板热过屈曲的静力平衡位置分析动态稳定性,确定了壁板的颤振边界.研究表明,当陶瓷-金属功能梯度壁板的组份材料沿厚度方向梯度分布时,会破坏结构的对称性导致壁板在面内热应力作用下发生指向金属侧的热屈曲变形.超声速气流中壁板热屈曲变形最大的位置随气流速压增大向下游推移,并伴随屈曲变形量的减小.热过屈曲壁板的几何非线性效应会提高壁板的颤振边界,这种影响在高温、低无量纲速压且壁板发生大挠度热屈曲变形时表现显著.较高无量纲气流速压下由于壁板的热屈曲变形被气动力限定在小挠度范围,几何非线性效应不明显.      

飞行器跨声速气动弹性数值分析

将流体和结构运动方程分别构造为含子迭代的计算格式,发展了一种紧耦合气动弹性分析方法.其中流体计算的空间离散采用改进的HLLEW(Harten—Lax-van Leer-Einfeldt-Wada)格式. TFI(transfinite inter- polation)方法用于生成随结构变形的自适应多块动网格.利用所发展的方法,对-翼-身-尾气动外形,数值预测了马赫数在0.3-1.3范围内的气动颤振边界.并详细研究了时间步长、子迭代步数、初始流场、耦合方法、疏密网格对颤振计算结果的影响.     

以创新能力培养为导向的理论力学教学体系探索

在以创新能力培养为导向的高校理论力学教学体系中,应以逻辑方法为基础,在课程教学中强调科学方法论的作用,提高学生综合分析问题的能力.同时,辅以积极心理学的教育理论,结合教学实践,在课堂教学中注重培养学生健全的人格,鼓励学生的主观创新精神,最终实现其创新能力的全面发展与提高.     

STUDY ON TEACHING SYSTEM OF THEORETICAL MECHANICS ORIENTED BY THE DEVELOPMENT OF INNOVATION AND CREATIVITY

在以创新能力培养为导向的高校理论力学教学体系中,应以逻辑方法为基础,在课程教学中强调科学方法论的作用,提高学生综合分析问题的能力.同时,辅以积极心理学的教育理论,结合教学实践,在课堂教学中注重培养学生健全的人格,鼓励学生的主观创新精神,最终实现其创新能力的全面发展与提高.     

高锰钢爆炸硬化理论分析

本文利用波动方程和高锰钢的雨贡纽曲线获得硬度分布的解析解,对不同加载条件下试件剖面硬度分布进行计算,理论值和试验值较好地一致。     

新型涡轮流量计的理论模型

基于动量力矩定理和流体边界层理论,建立了一新型涡轮流量计的理论模型. 利用该理论模型可以分析叶轮几何参数对流量计计量性能的影响. 以一DN50 涡轮流量计为例,利用本文所建立的理论模型对该流量计的仪表系数进行了计算,并在一体积管标准装置对该流量计的仪表系数进行标定. 结果表明,计算值和实验值较为吻合,误差在±;3.5% 以内,验证了模型的有效性,从而为仪表的结构优化设计提供了理论依据.     

新型涡轮流量计的理论模型简

基于动量力矩定理和流体边界层理论,建立了一新型涡轮流量计的理论模型. 利用该理论模型可以分析叶轮几何参数对流量计计量性能的影响. 以一DN50 涡轮流量计为例,利用本文所建立的理论模型对该流量计的仪表系数进行了计算,并在一体积管标准装置对该流量计的仪表系数进行标定. 结果表明,计算值和实验值较为吻合,误差在±;3.5% 以内,验证了模型的有效性,从而为仪表的结构优化设计提供了理论依据.