18～19世纪材料试验机一瞥

最早的材料试验机只能测出载荷的大小,主要采用了杠杆原理,杠杆既是加载装置,也是测力装置。1833年德国应用力学学家Franz Joseph Ritter von Gerstner(1 756—1832)设计出了杠杆式应变计,实现了力与变形的同时测试,这在材料力学性能实验测定中具有重要意义。18～19世纪随着桥梁、铁路、锅炉、军工等工业水平的发展,人们迫切地需要材料试验机测定材料的力学性能,以确保工业产品的安全和质量。因此,建材厂、钢铁厂、设计、施工单位等根据自己的需求设计了各种各样的材料试验机,不过这一时期的试验机只是为了特定目的设计的,本身并不是产品。随着测试需求的扩大,1879年美籍（挪威移民）工程师Tinius Olsen(1845—1932)将拉伸、压缩以及横向加载集成在一台设备中,设计出了第一台通用试验机。随后,随着美国材料与试验协会（ASTM）的成立,材料测试走上了标准化道路。     

多弧镀及磁过滤阴极弧沉积TiN薄膜的摩擦学性能对比

分别采用多弧离子镀(MAIP)和带有平面"S"形过滤管的磁过滤阴极弧设备(FCAP)在不锈钢基底上制备了2种TiN薄膜;采用往复式球-盘摩擦磨损试验机评价了2种薄膜的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜观察和分析了薄膜磨斑表面形貌及其元素面分布.结果表明:采用FCAP技术制备的薄膜表面光滑、缺陷少、普遍具有明显的(111)面择优取向;而采用MAIP技术制备的薄膜表面存在较多大小不一的颗粒和孔洞,且无明显取向.在较低载荷下,采用FCAP薄膜表现出较好的抗磨性能,其磨斑表面存在沉积的TiN磨屑;而采用MAIP制备的薄膜磨斑表面无转移沉积磨屑,摩擦系数较高.     

鞭梢效应在“明日环”魔术的应用

“明日环”魔术也称魔结，或“喜结良缘”。当环自由下落时，套在其中间的闭合链条会迅速打结将环紧紧扣住。“明日环”魔术由于打结过程迅速，只有不到80 ms，背后隐藏的有趣力学原理很少被大家熟知。本文利用由4台高速相机组成的高速相机阵列实验平台，拍摄并重建了“明日环”魔术中链条打结这一关键过程。对环的运动和链条运动的定量分析发现，链条在魔术过程中存在鞭梢效应，使其能够在肉眼无法分辨的速度下完成打结，鞭梢效应是魔术成功的关键力学原理。     

改进的泡泡布点方法研究

泡泡布点方法能够在复杂区域内生成高质量的节点集，但是其计算效率仍有待提高，为此本文做了两方面的改进。一是种子填充算法思想应用于节点的初始布置中，从而生成数目合适的节点集，省去了原布点方法中的节点增删过程，有效地节约模拟时间；二是简化了泡泡运动模拟的控制方程，使得运动模拟更加简单。数值算例表明，改进的泡泡布点方法生成的网格平均质量均高于0.94,且计算效率相比原布点方法提高90%以上。因此，改进的泡泡布点方法是一种高质量、高效率且适宜求解大规模问题的节点布置方法。     

弹性模量的发现历程

尽管弹性模量以英国科学家托马斯·杨（Thomas Young,1773—1829）的名义命名，被称为杨氏模量，然而，弹性模量的发现并非由托马斯·杨一人独立完成。本文通过文献梳理，重点分析了雅各布·伯努利（Jacob Bernoulli,1655—1705）、欧拉（Leonhard Euler,1707—1783）、里卡蒂（Giordano Riccati,1709—1790）、托马斯·杨、纳维（Claude-Louis Navier,1785—1836）等人在弹性模量发现过程中的贡献，通过勾勒弹性模量概念的发现历程，探索力学概念在其发展过程中的内在逻辑性。