力學季刊最新期刊目錄

鋰電極與固態電解質二維粗糙界面的應力分析————作者：郭子健;趙瑩;聶國華;

摘要：固態鋰金屬電池進行充放電時，表面粗糙的鋰電極和固態電解質界面上產生的應力對鋰枝晶的產生有重要影響．本文通過建立電極與電解質組成的彈性體的力學模型，具體針對二維三角函數波形的粗糙界面，對于各向同性線彈性材料，研究了電極與電解質界面的應力．基于二維傅里葉變換，獲得了變換域中界面處的應力和位移之間的關系，通過逆變換并結合邊界條件和界面連續性條件，最終得到了二維情況下電極和電解質界面應力的解析解．當界面沿...

基于時滯耦合CPG的六足機器人步態控制————作者：王鴻翔;吳開軍;宋自根;

摘要：受生物運動神經系統啟發而來的中樞模式發生器(Central Pattern Generator, CPG)控制理論方法，可以實現腿足機器人產生多種不同的步態模式，在機器人的仿生運動控制中具有重要意義．針對六足機器人的步態運動控制，首先改進了經典的VDP (Van der Pol)振蕩器模型，增加了其周期節律信號上升和下降階段的時間占比函數，進而可以實現機器人腿足擺動相和支撐相的參數調控．其次，采用...

手性液晶彈性體薄膜在單、雙軸變形下的光學-黏彈性特性研究————作者：顧潔茹;余露;趙瑩;李辰喆;

摘要：手性液晶彈性體(Chiral Liquid Crystal Elastomers, CLCE)因其能夠選擇性地反射特定波長的光，并具備優異的大變形能力，已逐漸成為一種具有廣闊應用前景的柔性反射顯示材料．研究表明，CLCE的光學呈色特性與局部應變密切相關，展現出顯著的力-光耦合效應．作為一種軟物質材料，CLCE具有黏彈性特征，其在變形過程中的力學響應表現出明顯的時間依賴性．然而，目前對CLCE在單軸...

吸附引起的翹曲及其對微懸臂梁靜態響應的影響————作者：王振興;張能輝;

摘要：為滿足新的檢測需求并實現高靈敏度，微梁生物傳感器技術在信號解讀模型的發展方面遭遇挑戰．我們通過對表面吸附作用下微梁準靜態檢測信號的3D有限元模擬，揭示了微梁橫截面翹曲的非對稱分布特征，然而現有考慮剪切變形的理論模型無法描述這種非對稱翹曲變形．針對這一問題，首先，將分子完全吸附簡化為作用于微梁表面的均勻分布表面應力，通過3D有限元模擬獲得翹曲零點分布規律．然后，利用平面彈性理論的半逆解法，在變形后的...

含孔金屬網/纖維增強層板拉伸性能和失效模式研究————作者：陳泰聰;盛冬發;虎積元;李子恒;俞紅全;

摘要：通過對304不銹鋼絲網/碳纖維混雜復合材料(Stainless Steel Wire Mesh/Carbon Fiber Reinforced Polymer,SSWM/CFRP)層板的拉伸試驗和數值仿真模擬，探究了不同孔徑單孔試件和不同圓孔排布雙孔試件的剩余強度和失效模式，采用數字圖像相關(Digital Image Correlation, DIC)技術和掃描電子顯微鏡(Scanning El...

航空復合材料結構制造缺陷超聲檢測研究進展————作者：張振;許昊潤;倪福鵬;徐海鋒;楊偉東;李巖;

摘要：隨著復合材料制造工藝的不斷進步和民航對經濟性要求的不斷提高，輕質高強復合材料結構在航空航天領域的應用已從薄壁次承力結構逐步擴展到大厚度、變截面的主承力結構．這些復雜復合材料結構件的廣泛應用對其制造可靠性驗證提出了更高要求．然而，由于層狀各向異性以及航空結構外形的復雜性，主承力復合材料結構制造過程中易出現分層、孔隙、纖維褶皺及樹脂富集等缺陷，這些微觀結構異常將顯著劣化構件的宏觀力學性能．超聲檢測技術...

基于改進的模態應變能和DBO-BP神經網絡的結構損傷識別方法————作者：楊海軍;馬磊;徐永智;于聰;

摘要：損傷識別是結構健康監測的重要環節之一．為了進一步提高損傷識別效率和精度，提出了基于改進的模態應變能指標和DBO-BP (Dung Beetle Optimization-Back Propagation)神經網絡的兩階段結構損傷識別方法．首先采用改進的歸一化模態應變能損傷指標進行結構的損傷定位分析，然后以結構的平均單元模態應變能變化率為輸入參數，損傷單元剛度折減系數為輸出參數，利用最優拉丁超立方方...

基于自然單元法的極限下限分析————作者：王崴;趙麗;李睿智;張怡;任紅萍;

摘要：自然單元法是一種基于自然鄰近插值的無網格方法，其形函數構造簡單，且易于施加本質邊界條件．基于極限分析理論和降維思想，建立了用自然單元法進行二維理想彈塑性結構極限下限分析的整套求解算法．極限下限分析中的彈性應力場由自然單元法直接求出，利用自然單元法彈塑性迭代的結果得到自平衡應力基矢量并構造出所需的自平衡應力場．極限下限問題被轉化為一系列數學規劃子問題，并采用復合形法直接求解．數值算例結果表明，將自然...

Green-Lindsay廣義熱彈性波通過偶應力三明治固體的傳播————作者：王長達;周洋;

摘要：在急速傳熱等極端條件下，需要建立考慮有限熱傳播速度的非Fourier熱傳導模型，其中包含了雙曲型熱傳導方程．本文基于修正偶應力彈性理論和Green-Lindsay廣義熱彈性理論，得到熱力耦合理論的控制方程和四種色散波（CP波、CT波、SV波和SS波）．采用波函數法，完好界面條件包含面力、位移、面力偶、微旋轉、溫度變化和熱流，入射波確定后，反射透射波通過有限厚度三明治結構的振幅比可以通過相應線性代數...

微通道中單泡運動機理的研究————作者：郭天祥;莫成龍;產文強;陳柔;嚴微微;

摘要：氣泡是微反應器效率和質量的重要影響因素．因此，了解微通道中氣泡輸運機理可以為微反應器的設計提供指導．而氣泡運動是一種典型的氣泡輸運現象，本研究以計算流體力學為基礎，通過系統參數化研究單泡運動特性，分析結果得到氣泡的運動規律，從而揭示氣泡運動機理．研究發現當氣泡初始不附著壁面時，單泡運動軌跡是多樣的，但氣泡最終達到平衡位置（即離壁面的距離為一定值）．并且，該平衡位置與氣泡直徑、驅動速度以及溶液的物化...

基于有限元的剪切拉伸試樣幾何優化研究————作者：鄧亮;毛軒;婁思源;

摘要：剪切斷裂模型是用于描述金屬斷裂行為的重要工具，而剪切拉伸試驗則是校準其參數的關鍵基礎試驗．然而，現有剪切拉伸試驗在剪切應力狀態下獲得的最大應變較小，難以滿足大應變條件下的穩定剪切狀態．本文利用LS-DYNA軟件進行有限元分析，對四種不同的剪切拉伸試樣進行模擬，驗證其本構模型和邊界條件的可行性．參考GB/T 34487-2017中的剪切拉伸試樣圖，設計了一種新型剪切拉伸試樣．該設計在保證不發生斷裂的...

單層懸空石墨烯表面摩擦的載荷依賴性————作者：張紅衛;屈進峰;張景楠;

摘要：近年來，納米摩擦學領域高度關注石墨烯及其相關二維材料的摩擦問題，并在理論研究、實驗探索和計算模擬等方面取得了重要進展．由于納觀尺度摩擦過程極為復雜，相關摩擦機理仍未完全明晰，因此需從原子層次深入探究其摩擦機制、揭示摩擦規律．本文采用分子動力學模擬方法，對懸空的單層石墨烯表面上金剛石探針的滑動摩擦過程進行研究．探究法向載荷對摩擦行為的影響，分析摩擦力與實際接觸面積的依賴關系．結果表明，摩擦力與法向載...

基于汽車低頻減振降噪的局域共振聲子晶體設計與分析————作者：王昕玥;李成;郭麗敏;陳振宇;

摘要：低頻振動與噪聲大小是評價汽車舒適性的重要指標．本文針對汽車板件的低頻振動與控制問題，提出了一種基于局域共振機理的板型二維聲子晶體模型．采用有限元方法確定了該聲子晶體的帶隙范圍，分析了聲子晶體帶隙產生的機理．然后計算了聲子晶體板的傳輸特性曲線，同時對比了振動位移圖．結果表明：在62.48～74.16 Hz頻率范圍該結構出現完全帶隙；基體板與圓柱振子在特定頻率內存在耦合作用，導致其在該頻率范圍內形成帶...

基于機器學習的海底地質封存CO₂快速泄漏評估————作者：張海濱;盧迪;王永昌;高鳳溥;宋學行;孫楠楠;

摘要：鑒于我國東部沿海地區碳排放量高且陸上封存容量有限的現狀，CO₂海底地質封存具有顯著的應用潛力．盡管海底地質封存過程中CO₂泄漏的風險極低，但準確評估快速泄漏情景下的海水中CO₂擴散規律對于確保封存安全至關重要．本研究基于典型海洋環境數據，采用Volume of Fluid （VOF）模型模擬CO₂氣泡動態特性，...

層合梁分層界面非線性振聲模型與定位方法————作者：楊宇宸;李秋實;季敏聰;邱玲;

摘要：層合梁由于其增強剛度和強度的特性，被廣泛應用于工程結構中．然而，分層作為一種不可見損傷常出現于層合梁制造與服役過程中．因此，精確定位層合梁分層對于保障結構完整性至關重要．盡管現有線性界面振動模型可表征為由張開型分層引發的分層區域線性界面力缺失，卻無法刻畫振聲激勵下呼吸型分層的張開-閉合接觸行為．針對此問題，本研究提出了一種新型界面非線性振聲模型，將界面力作為多頻諧波激勵源分布于分層界面，從而產生邊...

時間尺度上近似Hamilton系統的近似Noether對稱性————作者：李彥敏;金世欣;

摘要：本文利用時間尺度上Noether對稱性理論，討論時間尺度上近似Hamilton系統的近似Noether定理．首先，給出時間尺度上近似Hamilton系統的Hamilton原理，建立了時間尺度上近似Hamilton正則方程．其次，得到時間尺度上近似Hamilton系統的Noether等式，建立時間尺度上近似Noether對稱性與近似守恒量之間的聯系，得到時間尺度上近似Hamilton系統的近似Noe...

黏性摩擦和線密度對蠕蟲型系統運動的影響————作者：姜子望;張會文;

摘要：針對連續的蠕蟲型系統的運動，本文研究了摩擦系數和線密度對該系統運動的影響．首先，以描述蠕蟲型系統運動的動力學模型和準靜態模型為基礎，采用方應變波的驅動方式，得出了兩者在一個完整周期內的平均速度．然后，通過比較這兩個平均速度，發現在較小的摩擦或較大的線密度情況下，動力學模型不能簡化為準靜態模型．接著，基于平均速度相對誤差的準則，本文給出了不能忽略這些參數對系統運動影響的條件．最后，通過一個數值算例，...

分數階黏彈性地基上非貫穿裂紋板的自由振動————作者：王剛;魏培君;周小利;張駿;

摘要：本文研究了分數階黏彈性地基上非貫穿裂紋板的自由振動問題．首先，引入分數階導數，建立分數階黏彈性地基模型．接著針對四邊簡支板研究含貫穿裂紋情形的自由振動問題，在此基礎上將貫穿裂紋推廣到非貫穿裂紋．基于能量釋放率和應力強度因子的關系得到兩種情況下裂紋引起的附加轉角，并進一步導出兩種情況下裂紋等效扭轉彈簧的柔度系數．最終，根據邊界條件得到復固有頻率．通過具體算例，討論了黏彈性地基的分數階系數、黏性系數以...

裂隙花崗巖力學特性試驗及破壞條件理論模型————作者：黃勇鈞;李世文;劉先林;邵羽;翁劍;任中俊;呂璽琳;

摘要：花崗巖內部常含初始裂隙，導致其強度特性受裂紋擴展影響較大．當前的巖石強度理論尚未考慮裂紋擴展，難以有效反映裂隙花崗巖的強度和破壞特性．針對完整和裂隙花崗巖開展了單/三軸壓縮試驗和巴西劈裂試驗，研究了拉伸及壓縮條件下的強度與破壞特性，探討了圍壓和裂隙傾角（裂隙與橫斷面夾角）對花崗巖剛度、強度及破壞模式的影響規律，并提出一種能反映裂紋擴展的巖石強度計算方法．根據完整花崗巖發生Ⅱ型裂紋摩擦滑移、裂隙花崗...

環境壓力和間隙對T2/Q235爆炸焊接影響的數值模擬————作者：繆廣紅;朱志強;劉波;董繼蕾;陳龍;魏正梅;吳偉達;

摘要：為研究環境壓力和間隙對T2/Q235爆炸焊接復合質量的影響，本文采用Ansys軟件對T2/Q235爆炸焊接過程進行三維數值模擬．采用光滑粒子流體動力學(Smooth Particle Hydrodynamics-Finite Element Method, SPHFEM)耦合算法與任意拉格朗日-歐拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)算法，分析不同環境壓力和間隙...

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