叠梁的变形与弯曲切应力影响的关系讨论

梁的弯曲切应力分析是材料力学中的一个重要内容，但是通过叠梁与整体梁不同弯曲变形形式的演示实验来说明梁层间存在切应力容易造成概念上的混淆。本文仍然采用材料力学方法分析了层间粘接后两层之间的相互作用，指出其本质是约束两层的拉伸与压缩变形而非约束层间剪切变形。正是这种约束作用使得横截面弯曲正应力重新分布，造成两种梁弯曲变形的明显差异。这一分析过程能够启发学生思考实验现象背后的力学本质，理解相关力学概念。     

圆柱壳纯弯曲时塑性失稳临界曲率半径模型

薄壁管材在等曲率矫直生产中,塑性失稳临界曲率半径作为重要的工艺参数,直接决定了设备结构和产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的临界曲率半径数学模型以指导生产。在力学建模和分析时,就是确定具有初始曲率的圆柱壳体在纯弯曲条件下塑性失稳的临界曲率半径,为此从旋转壳体一般几何方程出发,基于J2形变理论和能量理论,运用里茨法建立了圆柱壳体在纯弯曲条件下塑性失稳时的临界弯矩,以此确定了临界曲率半径模型,并给出了数值解法。应用ANSYS/LS-DYNA进行了有限元动态仿真试验,证明了模型是近似正确的,并通过仿真对比分析证明了轴向起皱先于截面畸变是圆柱壳体在纯弯曲条件下塑性失稳的主要模态。     

LS-DYNA在力学教学实践中的探索与应用

在力学教学中引入LS-DYNA有限元分析软件及其前后处理软件LS-PREPOST,进行建模、计算和演示,能够增强教学效果,加深学生对知识点和相关问题的认识,提高教与学的效率,激发学生学习力学的热情.以牛顿摆球实验为例说明了LS-DYNA在设计力学实验方面的应用.通过碰撞动画的演示和速度及能量结果曲线的展示,学生对"动量守恒"和"能量守恒"有更深刻、更形象的认识.以桥梁上部结构的模态分析为例说明了科研成果作为课堂教学的经典案例的应用.动画演示位移模态,能够帮助学生更好地理解动力学的相关概念.     

理论力学可视化教学与Matlab/Simulink

理论力学中的运动学部分有很多机构在教学过程中需要演示给学生观摩,如何用直观而易行的办法来完成该项任务是个值得探讨的问题.而理论力学中的动力学部分,对于系统的建模和分析已有一套解析的办法,但缺乏直观性.本文通过算例演示了Matlab/Simulink中的SimMechanics软件在理论力学教学中的应用.     

LS-DYNA 在力学教学实践中的探索与应用1)

在力学教学中引入LS-DYNA有限元分析软件及其前后处理软件LS-PREPOST,进行建模、计算和演示,能够增强教学效果,加深学生对 知识点和相关问题的认识,提高教与学的效率,激发学生学习力学的热情. 以牛顿摆球实验为例说明了LS-DYNA在设计力学实验方面的 应用. 通过碰撞动画的演示和速度及能量结果曲线的展示,学生对“动量守恒”和“能量守恒”有更深刻、更形象的认识. 以桥梁上 部结构的模态分析为例说明了科研成果作为课堂教学的经典案例的应用. 动画演示位移模态,能够帮助学生更好地理解动力学的相关概念.     

薄膜拉伸褶皱失稳力学进展

薄膜拉伸起皱现象在自然界和现代工业中普遍存在,在过去二十年里,引发了学者们极大的研究兴趣.这种起皱失稳行为源自薄膜能与弯曲能之间的非线性竞争.我们回顾从本世纪初至今薄膜拉伸褶皱失稳力学研究进展,将其分为两个阶段:前十年的研究主要局限于薄膜小应变(～1%)起皱现象,而后十年的兴趣主要集中在有限应变起皱-再稳定(孤立中心分岔)行为,在过度拉伸(～30%)时褶皱最终消失.定量理解、预测和追踪这种强非线性力学行为的需求推进了有限应变板壳理论和数值计算方法的发展,不仅促进了对薄膜起皱-消皱机理的深入理解,也为无褶皱膜结构设计和薄膜表面形貌调控提供了新的思路.     

蛇行带式输送机转弯处稳定性及非线性特性分析

为分析系统转弯处的稳定性及非线性特性,以三节运输小车为研究对象,区别传统分析方法,兼顾横摆运动和侧倾运动对小车进行力学特性分析,列出各节小车的运动方程,从而建立起蛇行带式输送机四自由度非线性动力学模型;进一步分析蛇行带式输送机转弯处非线性特性,通过Jacobian矩阵A探究输送机非线性系统的临界稳定性;因系统在奇异点处具有复杂的动力学行为,利用Hurwitz判据判断稳定性;运用Matlab进行输送机小车轨迹仿真,得出小车加速过程中存在侧滑、侧倾、侧翻失稳三种情况,将实验结果与仿真结果对比分析得出临界稳定值。结果表明:当机头小车纵向速度vx1=1.5m/s,前轮转角幅值Ad=0.36rad时,其它小车稳定跟随;当机头小车纵向速度vx1=1.5m/s,前轮转角幅值Ad=0.38rad时,小车基本能稳定跟随,但在转弯时开始出现侧滑失稳现象;当机头小车纵向速度vx1=2m/s,前轮转角幅值Ad=0.36rad时,小车不能良好跟随,产生失稳现象。研究成果为蛇行带式输送机的布置、运行提供理论依据。     

黄瓜卷须II：显微组织与力学行为的实验模拟

 对卷须显微组织的研究表明,它的一侧存在一个双层凝胶状细胞的纤维带,当卷须外端拴住支撑物后,此纤维带出现不对称的木质化收缩,引起卷须自盘卷. 老卷须的弯曲刚度远大于扭转刚度,因此盘卷成的螺旋弹簧在拉伸时刚度增加,盘卷圈数增加. 卷须的力学行为可以由预应力双层复合条的力学模型来模拟,据此,北京航空航天大学材料力学实验室开发了一个选修教学实验.     

叠梁的分析与实验

 在材料力学的纯弯曲实验中，为提高学生独立思考、分析和解决实际问题的能力，打破原 有单梁纯弯曲实验以验证纯弯曲正应力理论公式为主的传统模式. 运用能量法和电测试 验技术完成了矩形截面叠梁纯弯曲的模型简化、理论计算与实验分析. 通过对若干组不同面 积比的叠梁进行比较发现：其正应力的实测值与理论值非常接近，且误差较小. 实践表明： 在材料力学实验中引入叠梁的理论计算和纯弯曲试验，不仅能拓宽学生的知识面，还为培养 学生独立思考、分析和解决实际问题的能力提供了有意义的途径.     

轴向拉伸作用下超弹性管充气失稳的内压和形貌研究

超弹性管充气局部失稳现象与生物工程中动脉瘤形成机理相似。本文以两端密封的超弹性管为研究对象,从实验和理论两方面研究其在轴向拉伸作用下充气时的失稳现象。实验采用高频压力传感器测量充气过程中超弹性管内部压力的变化,高速摄像系统同步记录形貌变化的图像,分析超弹性管的几何尺寸和轴向拉力的改变对失稳临界压力的影响。基于连续介质力学理论,建立超弹性管充气时的控制方程并运用打靶法求解,理论分析轴向拉力与几何尺寸对超弹性管充气失稳的影响,并与实验结果比较;同时,预测超弹性管在任意时刻的形貌变化,分析特征点的变化趋势。     

大学物理《力学》中的自由度分析

对《力学》中的物体自由度进行多方面分析,以深化教学、提高学生正 确分析物理问题的能力.使用实际教学分析的研究方法,在《力学》范围内讨论自由度与坐标、 自由与约束的关系并得以下结论: (1) 同一物体的自由度随其所在的``空间'不同而不同, 不因坐标系的选取不同而 异, 在同类参考系中不因参考系的动静而有别;(2)自由度遵循叠加原理. 讨论了质点系的总自由度及相关计算问题,并指出研究《力学》中自由度的意义.     

Development and design of new methods of measurement of state of strain of structures

The present paper deals with development and design of new methods utilizing Wiedemann's effect for determination of state of strain in building structures. Wiedemann's effect and some features of torsional strain of magnetic field are the basis of new experimental method. Especially the point electromagnetic strain gages using the effect of pure torsion of electromagnetic field to enable universal examination. For strain-gage measurements, almost all physical quantities are used which can be related to the variation in length of the structures. From the electric strain measurements, the most commonly used methods are the measurements by resonance-wire strain gages or by electric-resistance strain gages. In this paper, electromagnetic strain gages are discussed using the Wiedemann effect, and the author describes some new measuring equipment and his own suggestions and methods based on an application of this effect.     

Calculation of aerodynamic characteristics of arrays of profiles of arbitrary shape

It is well known that the problem on nonseparating potential flow of an incompressible fluid about an array of profiles reduces to an integral equation for a certain real function, determined on the contours of the profiles of the array. As such a function one can take, as was done, for instance, in [1–5], the relative velocity of the fluid on the profiles of the array. For arrays of profiles of arbitrary shape it is necessary to solve the corresponding integral equation numerically. In the particular examples of the calculation of aerodynamic arrays that are available [1–3] the numerical methods used were based on the approximate evaluation of contour integrals by rectangle formulas. As investigations showed, sizeable errors arose thereby in the approximate solution obtained, these being especially significant in the case of curved profiles of relatively small bulk. In the present paper a method for the numerical solution of the integral equation obtained in [5] is proposed. The method is based on the replacement of a profile of the array with an inscribed N polygon, the length of whose sides is of the order N^–1 and whose internal angles are close to . Convergence with increasing N of the numerical solution to an exact solution of the integral equations at the reference points is demonstrated. Examples of the calculation are given.Novosibirsk. Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR. Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 2, pp. 105–112, March–April, 1972.