超磁机器鱼游动数值模拟及其控制

针对管道中微小型机器人的研究和开发,提出一种利用外磁场驱动起小型机器鱼的研究方法.采用合金薄板模拟鱼尾骨架,贴在该薄板的超磁致伸缩材料模拟鱼体肌肉,建立了该问题的力学模型.通过研究机器鱼的游动机理,设计了一种机器鱼的超磁动力驱动器(GMMA).利用调整外界磁场频率,实现神经模拟以控制鱼尾摆动,即机器鱼的游动.结果表明,鱼尾摆动平均驱动力的大小取决于鱼尾的材料参数、几何参数和外磁场频率.特别是当外磁场频率接近系统固有频率时,该驱动力相对较大,该结论可作为鱼尾设计和控制的主要思路和依据.     

Analytical and numerical methods of symplectic system for Stokes flow in two-dimensional rectangular domain

In this paper, a new analytical method of symplectic system, Hamiltonian system, is introduced for solving the problem of the Stokes flow in a two-dimensional rectangular domain. In the system, the fundamental problem is reduced to an eigenvalue and eigensolution problem. The solution and boundary conditions can be expanded by eigensolutions using adjoint relationships of the symplectic ortho-normalization between the eigensolutions. A closed method of the symplectic eigensolution is presented based on completeness of the symplectic eigensolution space. The results show that fundamental flows can be described by zero eigenvalue eigensolutions, and local effects by nonzero eigenvalue eigensolutions. Numerical examples give various flows in a rectangular domain and show effectiveness of the method for solving a variety of problems. Meanwhile, the method can be used in solving other problems.     

FRP筋混凝土梁受力性能

依据两组共7根FRP筋混凝土梁在两点竖向加载的试验结果,对FRP筋混凝土梁的受力过程、承载力、挠度和裂缝宽度等进行分析。比较不同类型FRP筋的受力特点和破坏机理,总结出FRP筋混凝土梁的相关设计建议。     

Stokes流和理想流体轴对称问题的解析函数法

本文利用流函数解的完备性和共轭势函数的概念,导出了轴对称Stokes流和理想流体完备的速度和压力的解析函数表达式解.作为它的应用,我们求出关于球的缓慢绕流问题的解.     

二维热粘弹性问题中的辛方法

在辛体系下描述了二维热粘弹性力学问题.利用辛正交归一关系和积分变换得到了对偶方程的解,即圣维南解和局部解,从而将原问题转化为寻找零本征值本征解和非零本征值本征解问题.同时给出了一种辛空间中处理端部条件问题的有效方法.根据该方法,在数值算例中讨论了端部的局部效应问题。这种辛方法和数值算法为解决其他问题提供了一种可行的思路.     

横观各向同性弹性柱体中辛本征解方法

针对横观各向同性弹性柱体问题构造了对偶体系.在辛几何空间中直接描述正则方程和对应的边条件.将问题归结为零本征值及其约当型和非零本征值本征解.采用辛子体系的方法获得了所有本征解的解析表达式,得到了完备的本征解空间.揭示了由圣维南原理所覆盖且体现端部效应的本征解,即本征值对应衰减系数和本征解对应端部非均匀受力下各物理量的变化规律.这种辛方法为解决类似问题提供了一种直接的途径,同时也为工程问题的简化提供了依据.     

双功能梯度纳米梁系统振动分析的辛方法

在辛力学与非局部Timoshenko(铁木辛柯)梁理论的基础上,针对黏弹性介质中的双功能梯度纳米梁系统的自由振动问题,提出了一种全新的解析求解方法.在Hamilton(哈密顿)体系下,位移与广义剪力、转角与广义弯矩互为对偶变量.以对偶变量为基本未知量,Lagrange(拉格朗日)体系下的高阶偏微分控制方程简化为一系列常微分方程.该纳米梁系统的振动问题归结为辛空间下的本征问题,解析频率方程和振动模态可以通过辛本征解和边界条件直接获得.数值结果验证了该方法的正确性与有效性,并针对纳米梁系统的小尺度效应、纳米梁间的相互作用以及黏弹性地基的影响进行了系统的参数分析.     

高强玻璃纤维约束混凝土轴压方柱的试验研究

对不同混凝土强度等级的柱，分别采用高强玻璃纤维及碳纤维增强复合材料条状包裹加固，进行轴心受压试验研究，对比分析了约束纤维对柱承载力和延性的作用规律，并分析了对混凝土强度等级的影响。结果表明：GFRP的约束作用可以提高柱的承载能力，并使其延性得到了显著的改善，还可以大幅度降低加固成本。和碳纤维相比，采用玻璃纤维的总体加固效益更加优越。     

关于Boussinesq-Galerkin解和胡海昌解的等价性

本文讨论了弹性力学中著名的Boussinesq-Galerkin势函数的限制问题。在Z-向凸区域的条件下,Boussinesq-Galerkin解和胡海昌解是等价的。     

关于弹性Boussinesq—Galerkin通解的不唯一性问题

本文确定了Boussinesq-Galerkin弹性通解(以下简称B-G解)的不唯一程度,并证明了如果弹性区域是z—向凸的,那么B_3可以省略,在非z—向凸的弹性区域。由反例说明了B_3未必能省略。