存在滑移时两圆球间的幂律流体挤压流动

基于Reynolds润滑理论分析了壁面滑移对任意圆球颗粒间幂律流体的挤压流动的影响。研究表明有壁面滑移时挤压流动的粘性力可通过引进本文定义的滑移修正系数分离出无滑移解。推导出的挤压力滑移修正系数是一积分表达式，依赖于滑移参数、幂律指数、球间隙和积分上限。一般地壁面滑移导致粘性力减小，粘性力的减小量随幂律指数的增大而增大，表明壁面滑移对剪切增稠流变材料有更大的影响；粘性力的减小量还随着滑移参数的增大而增加，而这恰与假设相符合；粘性力的减小量又随球间隙减小或积分上限的增大（从液桥情况到完全浸渍）而减小直到趋于常数，这一特性在离散元模拟时可以有效地减少计算量。     

考虑壁面滑移的Z-W流变模型及其应用

总结了聚合物熔体在剪切溶场壁面滑移研究的成果，提出了Z－W模型的物理概念。该模型考虑了界面分子链和固体壁面间解吸－吸附而发生的滑移。界面分子链和内部分子链间解缠－重新缠结而发生的表观滑移以及变形摩擦滑移。在稳态简单剪切流运过程，模型可以化简为应力和应变的二次微分方程，说明了壁面滑移来源于Cohesive滑移和Adhesive滑移两部分，对于自激振荡相关的多重内振荡和多重外振荡进行了归纳，应用统一模型定性地解释了毛细管实验中剪切应力的非线性，瞬态自激振荡、滑－粘转换和鲨鱼皮等现象，在聚合物熔体振动剪切流动（LAOS）中，统一模型可以简化为杜芬方程，通过模拟发现，该模型可解释小应变振幅下振动剪切时的线性流变行为和在大振幅振动流动中的复杂非线性行为。非线性行为与熔体粘弹性以及近壁面界面层的性质有关，统一模型在特殊情况下还可以简化Joshi模型，结构网络模型，Hatzikiriakos或等效的Graham模型，可见，Z－W模型内内涵比较丰富，适用面较广，也从一个侧面说明该模型具有相当的合理性。     

田字形地震超材料甚低频宽带隙机理

在地球中传播的地震波主要有体波和表面波,而表面波中Rayleigh波对建筑物造成的破坏最为强烈。针对Rayleigh波的振动控制,提出一种田字形超材料结构。相比于传统的地震超材料,这种超材料屏障是由外部口字形框体内部嵌套十字形柱体组成,形成4个可填充区域,其外部框体采用部分埋入的方式,具有高强度、强稳定性、填充方式灵活的特点。应用有限元法计算了田字形超材料的能带结构和传输特性,并通过分析带隙边界处模态振型可知,带隙的打开是由于柱体的局域共振。结合带隙机理可知,柱体结构中土壤填充量不同可改变柱体的质量,形成不同的谐振频率,产生甚低频带隙。为进一步拓宽带隙,设计研究了正、负梯度的质量填充方式,均可得到3.3~13.1 Hz甚低频宽带隙,在谐振频率范围内两者的隔震方式分别为Rayleigh波彩虹捕获和Rayleigh波到体波的转化。最后,采用EI-Centro地震波对填充屏障进行了时程验证,加速度最大幅值衰减超过80%,为地震超材料在减震隔震方面应用提供了新的设计思路和方法。     

粗糙度与气体稀薄性对微尺度流动特性的影响

对氮气和氦气在粗糙微通道以及光滑微通道内流动进行了阻力特性实验研究。实验结果表明,即使在较小的相对粗糙度高度下,由于微通道中的粗糙度分布密集,会极大地增加流动阻力,这是导致文献中微通道流动阻力系数实验值相互偏差的主要原因之一;而对于滑移区的气体流动,气体稀薄性使流动阻力明显减小而导致流量增加。     

单桩竖向动力阻抗计算模型研究

运用土动力学和结构动力学原理,同时考虑桩周土的弱化效应和桩-土界面的相对滑移效应,利用数理方程方法分别求解单桩与桩周近场土域及远场土域的振动方程,建立了竖向荷载作用下单桩动力阻抗函数的简化计算方法,提出了一种改进的非线性动力Winkler模型,确定了模型中各物理元件的参数,进而通过对比分析验证了计算模型的合理性,从而为桩-土-上部结构耦合系统的非线性分析奠定了基础。     

体外预应力梁摩擦效应的非线性分析

构造了简单的体外预应力梁的摩擦单元,摩擦单元位于转向块和体外筋之间的角平分线上,能模拟转向块和体外筋之间的有摩擦或无摩擦滑移。考虑混凝土、钢筋和体外筋应力-应变的非线性关系,采用梁截面弯矩-轴力-曲率的三折线模型,探讨了体外预应力梁的性能。对简支梁和连续梁的不同因素进行计算,包括不同摩擦系数、不同体外筋和钢筋面积、不同偏心距以及对称和非对称荷载形式。计算结果表明,对于简支梁和对称荷载下的连续梁,承载力的摩擦效应可以忽略,最大预应力增量和挠度的摩擦效应不宜忽略,最小预应力增量的摩擦效应明显;对于非对称荷载下的连续梁,承载力、最大和最小预应力增量以及挠度的摩擦效应不可忽略。     

界面滑移流体动压膜承载能力的形成

运用界面滑移可在两平行平板表面间形成具有承载能力的流体动压膜．在流体入口区,静止平板表面上流体-接触表面的界面剪切强度具有较低值,以在该界面处产生界面滑移,而在流体出口区,静止平板表面上流体-接触表面的界面剪切强度具有足够高的值,以避免在该界面处出现界面滑移．整个运动平板表面上流体-接触表面的界面剪切强度具有足够高的值,以避免在运动平板表面上出现界面滑移．分析表明,这种流体动压接触区具有显著承载能力．使整个接触区具有最大承载能力的流体出口区宽度与入口区宽度的比值为0.5．     

预应力钢桁架结构分析中的摩擦滑移索单元

为精确模拟预应力钢桁架中连续长索在支撑点的滑动,本文创建了一种考虑摩擦力影响的新单元。被称为摩擦滑移索单元的新单元有三个节点,中间节点为支撑点。本文首先利用弹性悬链线的解析解,建立了弹性悬链线单元,并推导了单元两端点的张拉刚度。摩擦滑移索单元由两个弹性悬链线单元组合而成,根据支撑点处索的滑动方向、索力差、滑动摩擦力和滑移刚度调整两索段的原长,使支撑点两侧的索力满足给定的摩擦关系。算例验证了新单元算法的正确性和高效性,对设计的预应力钢桁架的分析,显示了张拉过程中及使用荷载作用下新单元在结构分析中的应用。新单元可直接用于常规的有限元分析,研究在工作状态或施工中存在连续长索滑移的索结构。     

复合表面径向滑动轴承的概念和性能预报

近年来的研究发现固液界面的滑移可以减小表面摩擦,但也会造成流体动力效应下降甚至消失.本文提出了复合表面滑动轴承的概念,轴套表面由具有不同吸附和滑移特性的复合表面组成,发现复合表面轴承比普通轴承有许多优点.通过改变轴套表面的滑移特性可以改变和优化轴承的各种性能,例如摩擦系数、承载力、润滑剂流量、承载角等.数值解表明,在轴承高压区改变轴套表面滑移特性,轴承的整体性能会有大幅度提高.例如,本文给出的初步优化设计方案使得摩擦系数降低50%以上,同时承载力可提高20%,并且承载角可以降低33%.本文提出的设计理念不但可用于设计出具有更优异特性的径向滑动轴承,而且可以设计出具有复合表面的轴向滑动轴承或滑块轴承.复合表面滑动轴承在降低轴承摩擦、提高承载能力方面有很大的空间可以探索.