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简述了多刚体系统接触及碰撞动力学的研究方法，详细回顾了考虑库仑摩擦的多刚 体系统的能量不协调、Painlev\'{e}疑难及碰撞恢复系数等该领域中难点问题的研 究进展，探讨了解决该难点问题的研究思路，指出了未来该领域的研究方向.     

计算材料科学中桥域多尺度方法的若干进展

材料科学中存在固有的多尺度特性,桥域多尺度方法是在宏观尺度(如连续介质力学)中引入不同的细微观尺度的计算区域,乃至纳米尺度的分子动力学、量子力学计算区域,将不同尺度的研究方法通过一定的数学模型耦合在一起。该方法既能节约计算成本,又能保证所研究问题的物理特性。本文对多尺度方法的基本概念、跨尺度桥域多尺度方法的发展、基本原理、耦合方法和离散方程进行了讨论,给出了几个应用算例,并在最后进行了总结,展望了今后的可能发展方向。     

离散元法研究的评述

介绍了离散元法的基本理论、计算方法及其应用的现状和最新进展.从离散元法的离散模型特点及便于甄别与其它数值计算方法的关系的角度给予离散元法一个比较宽松的定义.在此基础上阐明了离散元方法与刚体-弹簧模型(rigid body spring model, RBSM)方法,不连续变形分析(discontinuous deformation analysis, DDA)方法,分子动力学(moleculardynamics, MD)方法,三维离散元(discrete meso-element dynamicmethod, DM$^2$)方法及无网格方法(meshless method)等数值计算方法的关系, 并讨论了离散元法研究中亟待解决的问题和今后的发展方向.      

非局部场论的发展历史,研究现状及前景

本文介绍了非局部场论的基本思想和方法，系统综述了该理论在国内外的研究状况和发展趋势，指出了其中一些尚待解决的问题并对它们进行了评述。     

周期性结构热动力时间-空间多尺度分析

研究一种时间-空间多尺度渐近均匀化分析方法，模拟不同的极端热和动力载荷下微尺度多 相周期性结构中热动力响应问题，并建立一个广义的波动函数场控制方程描述热动力响应. 通过引入一个放大空间尺度和两个缩小时间尺度，在不同时间尺度上获得由空间非均匀性引 起的波动效应和非局部效应. 根据高阶均匀化理论在空间和时间上进行均匀化，获得高阶非 局部函数场波动方程. 并进一步用C0连续修正了高阶非局部函数场波动方程的有限元近 似解，使问题的求解避免了对有限元离散的C1连续性要求. 并与经典的空间均匀化方法 相比较，指出了经典的空间均匀化方法的局限性，进一步以一维非傅立叶热传导和热动力问 题为例，讨论了各种情况下方法的正确性与有效性.     

晶体位错尺寸效应的多尺度分析

本文采用准连续介质多尺度方法,分析了面心立方（fcc）晶体铝阶梯孪晶界在不同尺寸情况下（试件尺寸长高比从1：1到8：1）受剪切作用的晶界变形。了解在不同尺寸下,晶界结构位错的成核过程,得到了大试件比值与小试件比值下作用力与应变的关系曲线及不同试件尺寸下应变能的变化曲线。其中随着试件比值的增加,作用力在应变比较小的时候变化情况相似,但当应变达到3％以后,呈现出明显的不同;应变能随试件长高比的增大而减小,各个试件在各自不同的加载阶段,应变能变化趋势同作用力变化趋势相一致。本计算揭示了不同尺寸下阶梯孪晶界在剪切作用下的微观机理,证实其尺寸效应性质。     

纳米压痕试验中压头尺寸效应的准连续介质法分析

采用准连续介质法模拟了单晶铝纳米压痕试验过程,分析了不同宽度的刚性矩形压头所引起的初始塑性变形特点,获得了载荷-压深、应变能-位移和硬度-压深曲线.从位错理论的角度分析了压头尺寸对纳米压痕测试结果的影响.研究发现:随着压头宽度的不断增大,压头下方位错形核所需要的载荷和压深程度增大,需要的应变能增加,应变能的变化速率递增,纳米硬度值减小,呈现出明显的尺寸效应.同时表明在一定的压人深度下,硬度与压头尺寸之间存在着一定的比例关系,不同尺寸压头获得的硬度值可以相互换算,但当矩形刚性压头宽度大于或等于120A时这种尺寸效应消失.研究结果为纳米压痕实验过程中压头尺寸的选择提供了参考依据.     

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在对室内液化石油气泄漏流动过程进行量级估算分析的基础上,提出了一种预测室 内泄漏液化石油气浓度分布的简化方法. 并结合一次居民室内液 化气爆炸事故,讨论了此方法在实际应用中的简易可行性.     

A CONTINUUM MODEL FOR AXIAL-STRAIN-INDUCED TORSION IN SINGLE-WALL CARBON NANOTUBES

Using the atomistic-based finite-deformation shell theory, we analytically investigate the coupling between the axial deformation and the torsion in single-wall carbon nanotubes. We find that the axial-strain-induced torsion（ASIT） response is limited only to chiral nanotubes. This response is affected by chiralities and radii of carbon nanotubes. Our results are similar to that of molecular dynamic simulations reported in the literatures.     

颗粒离散元法研究进展

回顾了颗粒离散元法(DEM)的发展过程.综述了该方法的理论和各种颗粒作用模型，包括各种实用的干颗粒 DEM模型和研究中的湿颗粒建模的进展；介绍了国内外颗粒离散元法模拟的成就以及离散元法与其他数值方法结合的扩展性研究的进展.最后指出了存在的问题，并对发展动向进行了预测.     

非完整系统力学积分方法的某些进展

本文介绍非完整系统力学积分理论的某些近代发展,包括经典积分的推广,Lagrange力学逆问题,Hamilton-Jacobi方法的推广,场方法的推广,不变度量方法以及其它方法,并给出本问题未来发展方向的建议.      

GUIDED CIRCUMFERENTIAL WAVES IN DOUBLE-WALLED CARBON NANOTUBES

A model of guided circumferential waves propagating in double-walled carbon nan- otubes is built by the theory of wave propagation in continuum mechanics,while the van der Waals force between the inner and outer nanotube has been taken into account in the model.The dispersion curves of the guided circumferential wave propagation are studied,and some dispersion characteristics are illustrated by comparing with those of single-walled carbon nanotubes.It is found that in double-walled carbon nanotubes,the guided circumferential waves will propagate in more dispersive ways.More interactions between neighboring wave modes may take place.In particular,it has been found that a couple of wave modes may disappear at a certain frequency and that,while a couple of wave modes disappear,another new couple of wave modes are excited at the same wave number.     

ANALYSIS OF MATERIAL MECHANICAL PROPERTIES FOR SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES

Abstract The carbon-carbon bond between two nearest-neighboring atoms is modeled as a beam and the single-walled carbon nanotubes are treated as the space frame structures in order to analyze the mechanical properties of carbon nanotubes. Based on the theory of TersoffBrenner force field, the energy relationships between the carbon-carbon bond and the beam model are obtained, and the stiffness parameters of the beam are determined. By applying the presentmodel, the Young‘s moduli of the single-walled carbon nanotubes with different tube diameters are determined. And the present results are compared with available data.     

碳纳米管的力学

在发现碳纳米管后不久,对于这些有趣结构的力学性质--包括高强度、高硬度、低密度和结构的完美性的理论预测,使人们认识到它们可能具有理想的科技应用价值.对这些预测的实验验证或个别验伪以及大量基于不同模型的计算机模拟方法,使得逾10年来对碳纳米管力学的理解日趋深入但远未达到尽头.本文回顾了理论预测,并对这种微小结构的观察和操作中经常用到的富有挑战性的实验技术进行了讨论.略述了采用的计算方法包括从头算法量子力学模拟、经典分子动力学和连续介质模型.多尺度和多物理模型的发展和模拟工具自然而然作为连接基础科学问题和工程应用的结果而出现,而这个主题仍然正在抓紧研究中.这里介绍了研究此主题的一些方法.注意力主要集中于研究力学性质的揭示方面,如杨氏模量、弯曲刚度、屈曲准则、拉伸和压缩强度.最后,讨论了利用这些性质的几个令人兴奋的应用例子,包括纳米绳束、填充的纳米管、纳米机电系统、纳米传感器和纳米管增强复合材料,引用了349篇参考文献. 图41参349     

FLUIDIZATION OF CARBON NANOTUBES

Carbon nanotubes (CNTs) can be fluidized in the form of fluidlike agglomerates made of many three-dimensional sub-agglomerates, having a multi-stage agglomerate (MSA) structure and containing large amounts of twisting CNTs of micrometer magnitude.     

EXPLICIT SOLUTION FOR G-BAND MODE FREQUENCY OF SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES

G-band mode is one of the most important Raman modes of single-walled carbon nanotubes （SWCNTs）. The vibrational frequency of the mode can be used to characterize SWC- NTs. However, analytical expression that can link the frequency to the geometrical parameters of a SWCNT is to date not reported. Based on a molecular mechanics model, the analytical solution is obtained for G-band mode frequency of SWCNTs. The result calculated from the present solutions is in good agreement with the existing experimental and numerical data.     

基于CTOD/CTOA管道钢断裂韧性测试方法研究进展

高级别管线钢的一大特点是韧度高,导致管材裂纹尖端周围经常处于大范围屈服状态,现有基于高约束试件的断裂韧性测试方法,很难满足新型管材的断裂韧性测试要求. 本文回顾了基于CTOD 和CTOA的断裂韧度参数,详细介绍了管道钢断裂韧性测试方法的研究现状和发展趋势,分析了影响管道钢断裂韧性测试准确性的各种因素,为管道钢断裂韧性的测试提供帮助.