电力电子技术线上教学

《电力电子技术》是一门实践性很强的课程,具有一定的复杂性和综合性,要求学生具有广泛的基础理论知识储备.由于学生在课堂上不容易消化所学知识,因此需要改进原有的教学方法来提高教学质量,从而实现学生自主学习探求新知的目的 ,达到更好的教学效果.提出了一种网络教学方法,使学生在学习电路的基础理论知识后,能够立即通过Simuli...     

双轴压力下的压缩损伤变量

损伤力学主要研究材料内部的微缺陷的形成和演化对各项机械性能的影响。对于脆性材料,其内部的各微裂纹的形状、大小和方向的分布是杂乱无章的,因此在复杂加载条件下会表现出非常复杂的力学行为。其中,各微裂纹面是否闭合,以及闭合裂纹面间的正应力和剪应力数值上的差异,是造成这种复杂性的原因之一。解决这类问题,可以从分析闭合裂纹间的正应力出发,在弹性力学理论的基础上,考虑一个含裂隙的受双轴压力的代表性单元,通过分析裂纹面上的正应力的影响,利用某种平均化方法得到单元体在边界和裂纹面上的平均位移,从而推导出该单元在双轴压力下的应力应变本构关系以及对应的损伤变量。计算结果表明,与侧压有关的裂纹面间的正应力对受压缩时材料的损伤变量数值,以及承载能力均有一定程度的影响。     

复合材料层板非线性全耦合分析

基于Ladeveze等人的复合材料损伤和塑性模型,在平面应力条件下,考虑了裂纹面之间摩擦滑动导致的摩擦塑性影响,对复合材料层板进行了多种非线性机制下的全耦合力学分析.对计算结果的分析表明,该理论与试验结果相符合.     

层间短纤维的桥联和增韧分析

根据短纤维在层间杂乱分布和接近裂纹表面的特点，考虑基体剥落和纤维拉出耦合，本文建立了一个层间短纤维桥联模型，分析短纤维的层间增韧机理和主要影响因素。计算结果表明，纤维增强树脂层板在层间加入少量的Kevlar短纤维时，裂纹张开位移导致短纤维从基体中剥离和拉出，在纤维相互干扰下，拉出过程中产生大的能量耗散，从而明显地提高层间断裂韧性。纤维界面性质对△G1c有重要影响，纤维杂乱分布引起的相互干扰及纤维初始弯曲，使层间断裂韧性显著增加。比较表明，△G1c的理论预测与实验结果相符合。     

具有大倾斜角的纤维桥联分析

将基体作为纤维在垂直和水平方向的弹性支承,考虑基体剥落与纤维拉出的完全耦合,基于基体的支承刚度和破坏条件,利用杆件非线性弯曲模型和有限元法,分析了具有大倾斜角的层间短纤维的桥联力与层间裂纹张开位移的关系·数值算例表明,桥联纤维的弯曲变形是局部的,主要是拉伸,在基体剥落与纤维拉出的影响下,韧性较好的芳纶短纤维桥联张开位移较大,可以在桥联中产生较大的能量耗散和增韧作用     

量子与经典对应:Dirac方程中的速度算符

由量子力学中的Bohr对应原理可知,在大量子数情形下,量子力学应过渡到经典力学。在经典极限下,由Heisenberg对应原理可知,厄密算符的量子矩阵元对应经典物理量的Fourier展开系数。利用Heisenberg对应原理研究相对论效应的自由粒子和在匀磁场中的带电粒子的量子经典对应问题。将Heisenberg对应原理应用到相对论领域的Dirac方程,计算出自由粒子的Dirac方程中的α算符及其经典近似,并且研究自旋1/2的带电粒子在匀磁场中的Dirac方程情形。对于相对论效应的自由粒子和在匀磁场中的带电粒子,Dirac理论中的α算符将对应经典的速度。     

考虑摩擦的剪切损伤本构关系的力学分析

脆性和准脆性材料在外部载荷作用下,通常会表现出复杂的应力应变关系。其中,受压剪作用的裂纹是否摩擦滑动,对材料的剪切本构关系会产生很大的影响。之前在一些文献中提出过这种考虑裂纹摩擦效应的损伤本构模型,但只是理论假设,并没有进行过严格的证明。可以考虑一个受压剪作用的单元体,其中心含一条微裂纹,利用弹性力学理论中的复变函数方法可以给出单元体边界及裂纹所在平面处的位移场,通过某种平均化的方法,可得到单元体基体平均剪应变的一种形式,而这种形式与单元体边界及裂纹的几何尺寸有关,进一步可定义与这些几何尺寸相关的剪切损伤变量,将基体平均剪应变代入到弹性剪切本构关系中,可得到考虑摩擦效应的脆性和准脆性材料弹性剪切损伤本构关系。这种方法利用了现有的弹性力学理论,所以得到的结论是可靠的。     

对双生子佯谬问题的几种解释

给出备受物理学界关注的双生子佯谬问题的几种探讨。首先给出最一般的讨论,即完全利用狭义相对论中的洛仑兹变换,计算出具体实例中留守者和旅行者各自所经历的时间,并进行比较。计算中,旅行者发现留守者的时间突增是解决问题的关键所在。其次,利用几何方法对双生子佯谬进行解释,即利用闵氏时空图对其进行解释,这里包含了一个重要结论:闵氏时空中的类时测地线为最长类时线。文中最后将深入地分析双生子佯谬的物理机制。看似对称的双生子运动实则并不对称,旅行者是有加速过程的,其加速度大小和加速期长短对其时间延缓是有影响的。这也是对前面提到的产生时间突增的原因的补充说明。讨论结果表明:双生子佯谬实质上并不是佯谬,而是一个绝对效应。     

球对称静电场求解方法

静电场由静止电荷激发,满足静电场高斯定理和环路定理,是有源无旋场.静电场是电磁理论的重要组成部分,在普通物理电磁学部分和理论物理的电动力学中都占有一席之地,求解静电场是非常基本而又重要的问题,也是教学中的重点和难点.针对静电场的特点,以同一球对称静电场分布为例,讨论了静电场的求解方法.具体分为2种情况:由场源分布确定电...     

剪切损伤细观机理的弹性力学分析

损伤力学以含微观缺陷的材料为研究对象,分析微裂纹或微孔洞对材料宏观力学性能的影响以及损伤的演化过程。在连续损伤力学理论中,许多学者采用引入损伤变量到材料的本构方程中的办法,来反映材料的不可逆变化过程,这种方法在工程应用中具有简单实用的优点,但损伤变量的物理意义不是特别清晰,难以深入到损伤过程的物理学与力学本质。在弹性力学理论中利用复变函数方法能求出材料的位移场,在此基础上,可分析平面应力条件下含一条微裂纹的单元体边界处和裂纹面上的位移场,通过平均化的方法,得到单元体的平均剪应变,进一步分析这种剪应变与单元体中裂纹的几何尺寸之间的关系,再利用弹性剪切本构关系,就可得到脆性和准脆性材料弹性剪切损伤的细观描述。这种方法还可适用于弹性拉伸损伤的细观机理的研究,对进一步建立含有随机裂纹材料的宏细观相结合的损伤理论是很有意义的。