"疾风吹飞帆，倏忽南与北"-- 帆船航行的力学诗趣

简要介绍了中国传统船帆的常见类型与制作材料,通过对帆船航行时的受力分析,解释了中国古代诗词中所描述的``帆去如鸟翅'、``欹帆侧柁'、``疾风吹飞帆,倏忽南与北'等力学现象,并对李白诗句``千里江陵一日还'的可信性问题进行了讨论.     

理论力学的主动教学模式探讨

 通过对中国和美国Texas A{\&}M大学基础力学课程教学模式的调查、对比和分析，引入了`` 死知识'和``主动教学'等概念，分析了``死知识'产生的机制并指出了解决这一问题的对 策------采用主动教学模式. 最后，在操作层面上，提出了7项主动教学的具体措施. 分析和结果也适用于其他相关课程如物理学等课程的教学实践.     

运动是个多义词

这一期的《力学与实践》收入不少关于体育运动中力学问题的文章. 力学谈的是机械运动的规律. 体育运动的``运动'和力学中的``运动'是一回事吗？既是,又不是. 你可以说,体育运动的运动也涉及身体和物体在空间的位置随时间在变化. 甚至可说,它们都是哲学概念上的``运动'. 然而,它们的精确涵义终究有差异. 这说的是汉语中的同一个词. 在英语环境里,两者差异就显著了. 体育运动是和physical education, sports andgames, atheletics 等相联系的,而力学里的``运动'是和 motion, movement等词相通的. 哲学概念的``运动',用的英语也可以是 motion, 但意义比力学的motion 要宽. 中国大百科全书的《哲学》卷没有把``运动'作为一个独立的条目,反映了编辑时的难处. 它列入的条目是``运动 \ 变化 \ 发展', 相应的英语是 movement, change and development.在有的文学作品里,把在每次``运动' 中都挨整的人称为``老运动员', 那里所出现的``运动'``运动员'等词又是别种意义了.术语工作希望努力做到``一词一义', 至少在同一学科里是如此. 这只是个理想的目标. 运动,在众多学科里,是``一词多义', 在力学范围内, 确实是一词一义的. 然而,力学里的``矢量'和``向量'两个词同一义,却又是``多词一义'了.     

关于《船舶结构力学》的思考——————改革《船舶结构力学》教科书

介绍《船舶结构力学》教科书的过去和现在. 从阅读一本《船舶结构力学》教科书稿, 引起 对``结构'、``结构力学'、``船舶结构力学'等问题的思考. 提出改革《船舶结构力学》 教科书的建议, 并提出《船舶结构力学》教科书的主要内容及编写主线的意见.     

空间充气薄膜结构的褶皱分析

引入一个表征褶皱在纹理方向收缩特性的参数``收缩系数'来替代泊松比参与计算褶皱形变,并联合褶皱产生时的应力条件和褶皱特性,实现了对空间充气薄膜结构的褶皱分析,得到了褶皱存在时的充气薄膜结构的应力场和变形. 分析中重点讨论了``收缩系数'与泊松比的关系,并讨论了引入``收缩系数'约束变形后的变形协调条件. 将两维的褶皱分析方法拓展应用到三维充气结构的褶皱分析中,分析了充气管的弯皱变形,得到了临界皱曲和极限弯矩随结构及力学参数的变化规律. 通过简单的褶皱试验,定性地分析了褶皱的形变特性并与分析结果进行了比较验证,结果一致.      

矢量就是向量

Vector, 物理界叫``矢量', 数学界叫``向量'. 能不能统一? 网上甚至有人问,两者在含义上是否有所差别? 其实, 在历史上, 数学界曾把vector定名为``矢量', 而物理界曾把它定名为``向量'. 后来, 可能是为了尊重对方, 却对换了一下, 数学用向量, 物理用矢量. 在20世纪90年代初, 国家名词委为此(vector)召开会议, 想协调双方, 由主任钱三强亲自主持. 我曾戏称这是个``一字会'.当时的情况是, 学科有分支, 术语有派生, 犹如家族有后裔. 祖宗互相谦让, 但子孙繁多, 已无法协调. 钱先生在会上没有说倾向于哪方面的话. 矢量、向量的分歧, 一直维持到今. 力学这学科, 和数学、物理同样有``亲', 力学中vector用什么? 当年我在``一字会'后还有情绪, 埋怨钱先生作为领导``不表态'. 过了好些年, 才懂得这类事, 最多只能因势利导, 不能靠行政命令或专家拍板. 事实上, 台湾物理界至今用的是还``向量'.术语, ``审定'已难, ``统一'(统到一个)更不易. 讲句笑话, 连``术语'自身不是又称``名词'吗? 协商而得统一的也有, 物理界对stress和strain的定名由原来的``胁强'``胁变', 改为和力学界、工程界一致的``应力'``应变', 阻力不大. 得不到统一的则很多. 比如loading, 土木建筑界用``荷载', 航空界用``载荷', 还有用``负载'的. 中学物理教科书强调``压力'``压强'的不同,而市场上测压强的仪表大多标明为``压力表'.力学原是物理学的一部分. 最早正式公布的有关术语规范是清政府学部的《物理学语汇》(1908年). 整整100年了, 矢量、向量并用, 未见统一. 100年对于vector定名的过程、来龙去脉、哪些专家参与、各自的理由, 作为专题调研,可另写出一篇不短的报告. 这里我只是借此说明, 术语工作不可缺, 但也急不得.     

浅论理论力学教学管理及效率

基于理论力学教学的当前形势,结合教学体会,分析出影响教学效率的几大主要因素. 并从教师的``教'、学生的``学'和互动``教'``学'关系三方面提出一些基本观点.     

实时测算阻尼比研究转动惯量

以``长摆线三线摆'为物理动力学模型, 采用拉格朗日第二类方程研究阻尼对工件转动惯量测量的影响, 针对``振幅测量法'中很难测准摆幅幅值等实际问题,提出一种``等弧--时间比法', 即通过计算悬盘在不同周期内、在相同位置摆过相等圆弧所用时间比来计算系统阻尼比$\zeta$的方法, 提高外形尺寸较大工件的转动惯量测量精度.     

液滴在大振幅振荡剪切流动中的非线性行为研究

利用YB模型预测了黏性液滴在黏性基质中的形状和取向的非线性变化,并对比前人 的理论和实验工作,讨论了YB模型大振幅剪切流场中的适用性. 还着重 讨论了非线性行为的评估,提出了``峰高比加和法'和``峰面积 比加和法'两种新的评估方法.     

从"野渡无人舟自横"到"香蕉球"技术

 借助流体力学的伯努利原理揭示了``野渡无人舟自横'的力学实质, 并把这一理 论用于足球``香蕉球'的计算, 从而给出了``香蕉球'水平方向偏离距离的定量结 果.     

二维Rayleigh-Bénard对流问题稳定性的数值追踪

用分解算子法和延续算法对二维Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｂｅｎａｒｄ对流问题的稳定性进行了数值追踪研究．画出了 Ｐｒ＝ １０时不同 Ｒａ所对应的流线，等涡线和等温线图；并求出了对于不同Ｐｒ数所对应的临界Ｒａ数，其值大约为２７４０，计算结果与物理分析相一致，与三维实验结果比较也合理．     

舵几何特征对桨-舵系统尾流场演化的影响

发生在桨和舵之间的干扰会影响螺旋桨尾流的演化,导致尾流场中的湍流在下游增强,恶化船舶的振动和噪声性能,深入分析舵几何参数对桨-舵系统尾流场演化的影响能够为推进器尾流场的调节和减振降噪提供新思路.因此,从弦长、剖面和梯形舵入手分析不同的舵几何参数对螺旋桨尾流场演化特性的影响,使用大漩涡模拟方法模拟流场中的湍流结构,对不同舵弦长、剖面下的螺旋桨尾涡结构演化进行了分析,在舵弦长、剖面影响螺旋桨尾流场演化的研究的基础上分析了梯形舵对螺旋桨尾涡结构的影响,进一步分析了梯形舵影响下的螺旋桨尾流场中湍动能的分布.结果表明舵的弦长和剖面均会影响螺旋桨尾流场的演化,这种影响表现为更大的弦长和更厚的剖面会促进螺旋桨梢涡在舵压力面上的偏移,更薄的舵剖面会带来更强烈的螺旋桨毂涡偏移;涡管轮廓和舵表面脉动压力的对比均表明梯形舵会促进螺旋桨尾流场沿逆舵梯度方向偏移,从而导致螺旋桨的尾涡结构在舵两侧及下游呈现不对称分布,桨-舵系统下游的湍流结构与螺旋桨尾涡-舵碰撞过程、螺旋桨尾涡-舵随边涡干扰过程、螺旋桨梢涡-螺旋桨毂涡干扰有关,偏移更大的螺旋桨尾涡结构会在尾流场中更早地引起湍动能增强.     

薄壁结构屈曲和初始后屈曲的局部分析及其精度

为了解决大型复杂薄壁结构稳定性有限元分析中方程阶数过高的问题,本文建议用结构局部代替整体进行计算,证明局部分析方法可以得到整体结构线性分支点的上限和下限,以及整体结构渐近后屈曲行为的近似解,给出了算例。     

前屈曲应力状态对组合加肋旋转壳失稳临界压力影响的探讨

推导了包含前屈曲弯矩和横剪力的旋转壳弹性稳定性基本方程.运用Riccati传递矩阵法对组合加肋旋转壳算例进行了稳定性分析,并与假设前屈曲状态为薄膜应力状态计算出的失稳临界压力进行了比较.结果表明,前屈曲弯矩和横剪力对组合加肋旋转壳失稳临界压力的影响较小,随着壳板厚度和肋骨尺寸的增大及肋骨间距的缩短,影响略有增大.因而,分析组合加肋旋转壳弹性稳定性时,前屈曲状态采用薄膜应力状态的假设是合理的.     

组合荷载作用下拦污栅栅条稳定性计算通式

根据栏污栅的控制工况，指出栅条倾覆稳定的计算简图为集中力与均布荷载同时作用的双悬臂简支梁，应用瑞利商求解其倾覆稳定微分方程，给出了组合荷载作用时栅条稳定临界荷载计算方法，通过对比分析表明了本文方法的合理性，最后还介绍了该方法的工程应用，可供生产设计及修订规范参考。     

轮对非线性动力学系统蛇行运动的解析解

在对铁路车辆系统的极限环幅值和非线性临界速度进行分析时通常采用数值方法, 不便于研究其随系统参数的变化规律. 轮对系统保留了影响车辆系统动力学性能的几个关键要素: 如轮轨几何非线性约束、轮轨接触蠕滑关系和悬挂系统等, 可以反映铁路车辆系统蛇行运动的本质特性. 轮对系统自由度少、参数少, 可以采用解析方法进行分析. 本文选取合适的特征量把轮对非线性动力学方程无量纲化, 得到了带有小参数的两自由度微分方程; 采用多尺度方法对该方程进行了解析求解; 给出了轮对系统极限环幅值的解析表达式并对其稳定性进行了判定; 给出了轮对系统的分岔速度解析表达式, 并进而获得系统的非线性临界速度的解析表达式. 在对得到的解析解用数值结果进行验证后, 用得到的解析解进行了系统参数影响分析. 传统的分岔图计算方法(如降速法、路径跟踪法等)需对微分方程进行大量数值积分计算方可求解系统的非线性临界速度值, 而通过本文获得的解析表达式可直接给出系统的非线性临界速度值和极限环幅值, 便于研究轮对系统动力学特性随参数的变化规律,进行快速方案比对和筛选, 为转向架结构优化设计提供参考.      

三山岛金矿矿柱的稳定分析

本文基于三山岛金矿工程地质条件，针对设计所提出的采场和矿柱的尺寸，提出了分析矿柱稳定性的一种新的方法，并应用该方法分析了矿柱的稳定性；同时，提出了提高矿柱承载能力的一种有效途径。另外，还详细讨论了矿柱顶点的深度与长度之间存在的关系。     

杆件撤除对平面刚架影响的实用计算法

基于短阵位移法,提出了用于分析杆件撤除对平面刚架结构影响的简化计算方法,与以往不同,本法仅将杆件撤除视为在原结构上曾加荷载工况,因此无需重建况体刚度矩阵即可用于分析杆件撤除对结构的影响,本法的计算速度比矩位移法快很多,算例表明,两种方法的计算结果一致。     

分子动力学模拟金属纳米杆

纳米结构（包括纳米杆）的力学性能是纳米超微型器件设计的基础，分子动力学是研究纳米结构力学为的有效方法，采用EAM势模拟金属铜纳米杆在轴向压力作用下的力学行为，结果表明，当外力较小时，纳米杆受压发生纵向收缩；当外力达到某一临界值时，纳米杆发生横向弯曲（即屈曲）行为；稳定的弯曲状态能继承受外载，当外力继续增大时，纳米杆发生倾覆而失效。     

换向持续时间和换向点位置对往复运动齿轮齿条弹流润滑的影响

往复运动齿轮齿条的润滑失效通常发生在换向死点位置附近,因此研究齿轮齿条换向点位置和换向持续时间对换向过程中润滑油膜的影响具有重要的实际意义。根据齿轮齿条换向瞬间的运动几何关系,建立了换向过程齿轮齿条弹流润滑的瞬态数值模型。采用Ree-Eyring润滑流体,应用多重网格法和多重网格积分法等数值方法,计算得到了齿轮齿条往复运动过程中换向点位置附近一对啮合轮齿间的压力、膜厚和温度,并与前人的实验结果进行了对比验证。分析了不同换向持续时间和换向点位置对一对啮合轮齿间压力、膜厚和温度的影响。齿轮齿条换向过程中油膜厚度明显降低,缩短换向持续时间虽然可以增大齿轮齿条的润滑膜厚,但会导致瞬间油温升高,因此换向持续时间存在最优值。通过比较不同换向死点位置的膜厚发现,当换向死点在单齿啮合后的双齿啮合区时,啮合轮齿间具有较理想的润滑膜厚。无论换向持续时间长短,润滑膜厚的最小值都在换向死点位置,换向死点位置是往复运动齿轮齿条润滑失效的危险点。研究结果为往复运动齿轮齿条的润滑设计提供了理论依据。