力学进展
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Advances in Mechanics
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1000-0992
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洪友士 力学进展. 2005 35(1): 1-4.
洪友士 力学进展. 2005 35(1): 1-4.
郑哲敏对应用力学和技术科学的贡献
洪友士
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力学进展. 2005 35(1): 1-4.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2005-016
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李录贤, 王铁军 扩展有限元法(extended finite element method,XFEM)是1999年提出的一种求解不连续力学问题的数值方法, 它继承了常规有限元法(CFEM)的所有优点, 在模拟界面、裂纹生长、复杂流体等不连续问题时特别有效, 短短几年间得到了快速发展与应用. XFEM与CFEM的最根本区别在于, 它所使用的网格与结构内部的几何或物理界面无关, 从而克服了在诸如裂纹尖端等高应力和变形集中区进行高密度网格剖分所带来的困难, 模拟裂纹生长时也无需对网格进行重新剖分.重点介绍XFEM的基本原理、实施步骤及应用实例等, 并进行必要的评述. 单位分解概念保证了XFEM的收敛, 基于此, XFEM通过改进单元的形状函数使之包含问题不连续性的基本成分, 从而放松对网格密度的过分要求. 水平集法是XFEM中常用的确定内部界面位置和跟踪其生长的数值技术, 任何内部界面可用它的零水平集函数表示. 第2和第3节分别简要介绍单位分解法和水平集法;第4节和第5节介绍XFEM的基本思想、详细实施步骤和若干应用实例, 同时修正了以往文献中的一些不妥之处; 最后, 初步展望了该领域尚需进一步研究的课题. 力学进展. 2005 35(1): 5-20.
李录贤, 王铁军 扩展有限元法(extended finite element method,XFEM)是1999年提出的一种求解不连续力学问题的数值方法, 它继承了常规有限元法(CFEM)的所有优点, 在模拟界面、裂纹生长、复杂流体等不连续问题时特别有效, 短短几年间得到了快速发展与应用. XFEM与CFEM的最根本区别在于, 它所使用的网格与结构内部的几何或物理界面无关, 从而克服了在诸如裂纹尖端等高应力和变形集中区进行高密度网格剖分所带来的困难, 模拟裂纹生长时也无需对网格进行重新剖分.重点介绍XFEM的基本原理、实施步骤及应用实例等, 并进行必要的评述. 单位分解概念保证了XFEM的收敛, 基于此, XFEM通过改进单元的形状函数使之包含问题不连续性的基本成分, 从而放松对网格密度的过分要求. 水平集法是XFEM中常用的确定内部界面位置和跟踪其生长的数值技术, 任何内部界面可用它的零水平集函数表示. 第2和第3节分别简要介绍单位分解法和水平集法;第4节和第5节介绍XFEM的基本思想、详细实施步骤和若干应用实例, 同时修正了以往文献中的一些不妥之处; 最后, 初步展望了该领域尚需进一步研究的课题. 力学进展. 2005 35(1): 5-20.
扩展有限元法(XFEM)及其应用
李录贤, 王铁军
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力学进展. 2005 35(1): 5-20.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-054
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岳宝增, 彭武, 王照林 综述了ALE描述方法及ALE描述下的运动学关系, 介绍了流体力学中运动边界的ALE追踪方法; 对在解决带自由液面复杂流动问题中与ALE技术密切相关的网格生成和自动更新技术给出了简要概述并讨论了3种不同的网格生成与自动更新方法, 讨论了用经典的有限元方法模拟带自由液面液体流动问题时非物理振荡产生的原因并分析了两种消除非物理振荡的途径, 重点讨论了迎风格式并详述了迎风有限元的发展, 评述了几种将ALE描述和迎风格式相结合的ALE迎风有限元法的最新进展, 并展望了该领域进一步研究的方向. 力学进展. 2005 35(1): 21-29.
岳宝增, 彭武, 王照林 综述了ALE描述方法及ALE描述下的运动学关系, 介绍了流体力学中运动边界的ALE追踪方法; 对在解决带自由液面复杂流动问题中与ALE技术密切相关的网格生成和自动更新技术给出了简要概述并讨论了3种不同的网格生成与自动更新方法, 讨论了用经典的有限元方法模拟带自由液面液体流动问题时非物理振荡产生的原因并分析了两种消除非物理振荡的途径, 重点讨论了迎风格式并详述了迎风有限元的发展, 评述了几种将ALE描述和迎风格式相结合的ALE迎风有限元法的最新进展, 并展望了该领域进一步研究的方向. 力学进展. 2005 35(1): 21-29.
ALE迎风有限元法研究进展
岳宝增, 彭武, 王照林
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力学进展. 2005 35(1): 21-29.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-017
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吴德隆, 彭伟斌, 王小军 低成本空间运输是实现人类对太空探索和开发的重要关键之一. 利用气动力的变轨技术, 在大气层的很多变轨任务中可以增加有效载荷质量. 气动力辅助变轨(AOT)和最优控制理论, 尽管早在20世纪60年代就已经开始研究, 但是到现今仍然处于发展中.特别是由推力协同变轨所导致的奇异最优控制问题到目前尚没有完全解决. 研究这些理论的目的是为了确立那些精确分析方法, 以确定在给定约束条件下的最佳策略. 从AOT轨道的精确控制需要和消除各种来源的误差影响看, 至关重要的是制导方案的研究. 一个历史的审视和对这个领域的最新研究都在本文里作出讨论, 由此AOT飞行器的未来研发将为人类开辟通向宇宙之路. 力学进展. 2005 35(1): 30-36.
吴德隆, 彭伟斌, 王小军 低成本空间运输是实现人类对太空探索和开发的重要关键之一. 利用气动力的变轨技术, 在大气层的很多变轨任务中可以增加有效载荷质量. 气动力辅助变轨(AOT)和最优控制理论, 尽管早在20世纪60年代就已经开始研究, 但是到现今仍然处于发展中.特别是由推力协同变轨所导致的奇异最优控制问题到目前尚没有完全解决. 研究这些理论的目的是为了确立那些精确分析方法, 以确定在给定约束条件下的最佳策略. 从AOT轨道的精确控制需要和消除各种来源的误差影响看, 至关重要的是制导方案的研究. 一个历史的审视和对这个领域的最新研究都在本文里作出讨论, 由此AOT飞行器的未来研发将为人类开辟通向宇宙之路. 力学进展. 2005 35(1): 30-36.
气动力辅助变轨与最优控制研究进展
吴德隆, 彭伟斌, 王小军
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力学进展. 2005 35(1): 30-36.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2003-103
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王建军, 李其汗, 李润方 围绕圆柱齿轮系统的参数振动和间隙非线性振动问题, 较为详细地评述了20年来国际上的研究进展情况. 文中首先说明了齿轮系统啮合过程非线性振动的基本概念, 包括基本的力学模型、数学模型、不同类型的分析系统和求解方法; 然后分别评述了时变轮齿啮合刚度参数振动问题和齿侧间隙非线性振动问题的研究进展. 此后讨论了同时包含齿侧间隙和时变啮合刚度时齿轮非线性振动问题方面的研究. 最后,建议了齿轮系统非线性振动方面今后的研究重点. 力学进展. 2005 35(1): 37-51.
王建军, 李其汗, 李润方 围绕圆柱齿轮系统的参数振动和间隙非线性振动问题, 较为详细地评述了20年来国际上的研究进展情况. 文中首先说明了齿轮系统啮合过程非线性振动的基本概念, 包括基本的力学模型、数学模型、不同类型的分析系统和求解方法; 然后分别评述了时变轮齿啮合刚度参数振动问题和齿侧间隙非线性振动问题的研究进展. 此后讨论了同时包含齿侧间隙和时变啮合刚度时齿轮非线性振动问题方面的研究. 最后,建议了齿轮系统非线性振动方面今后的研究重点. 力学进展. 2005 35(1): 37-51.
齿轮系统非线性振动研究进展
王建军, 李其汗, 李润方
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力学进展. 2005 35(1): 37-51.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2003-043
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税国双, 汪越胜, 曲建民 材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为, 从而引起超声波传播的非线性, 即高频谐波的产生.基于此,材料和结构的超声无损检测与主人技术发展成起来.首先介绍固体介质内的非线性超声波动方程的基础, 并综述了利用超声波传播的非线性特性对结构材料和粘结面的力学性能退化进行无损检测与评价的研究进展.之后对材料在疲劳、拉伸以及蠕变载荷作用下, 其力学性能退化进行超声无损检测与评价的试验研究进行了介绍;综述了超声波传播非线性的机理研究, 以及利用超声波对粘结面的粘结强度及其力学性能退化评估所开展的研究. 最后指出了今后该领域需要进一步研究的问题. 力学进展. 2005 35(1): 52-68.
税国双, 汪越胜, 曲建民 材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为, 从而引起超声波传播的非线性, 即高频谐波的产生.基于此,材料和结构的超声无损检测与主人技术发展成起来.首先介绍固体介质内的非线性超声波动方程的基础, 并综述了利用超声波传播的非线性特性对结构材料和粘结面的力学性能退化进行无损检测与评价的研究进展.之后对材料在疲劳、拉伸以及蠕变载荷作用下, 其力学性能退化进行超声无损检测与评价的试验研究进行了介绍;综述了超声波传播非线性的机理研究, 以及利用超声波对粘结面的粘结强度及其力学性能退化评估所开展的研究. 最后指出了今后该领域需要进一步研究的问题. 力学进展. 2005 35(1): 52-68.
材料力学性能退化的超声无损检测与评价
税国双, 汪越胜, 曲建民
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-024
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周克民, 李俊峰, 李霞 结构拓扑优化研究方法目前有解析方法和数值方法两大类.首先介绍了解析方法中的Michell理论,它在结构拓扑优化领域研究较早,影响最为深远.随后着重讨论了杆系和连续体结构拓扑优化的数值方法.杆系结构常采用基结构方法,通过删除部分杆件达到结构拓扑优化的目的.连续体结构一般要划分为有限单元,通过删除单元形成带孔的连续体,以实现拓扑优化.介绍了连续体结构拓扑优化常采用的材料模型:各向同性、各向异性和带微结构材料.并对连续体结构(0-1)拓扑优化中的数值计算不稳定问题的机理进行了分析,给出了解决方法.此外,对应力约束问题存在解的奇异性现象也作了简要介绍.最后,对数值方法中的主要数学求解方法进行了简单介绍. 力学进展. 2005 35(1): 69-76.
周克民, 李俊峰, 李霞 结构拓扑优化研究方法目前有解析方法和数值方法两大类.首先介绍了解析方法中的Michell理论,它在结构拓扑优化领域研究较早,影响最为深远.随后着重讨论了杆系和连续体结构拓扑优化的数值方法.杆系结构常采用基结构方法,通过删除部分杆件达到结构拓扑优化的目的.连续体结构一般要划分为有限单元,通过删除单元形成带孔的连续体,以实现拓扑优化.介绍了连续体结构拓扑优化常采用的材料模型:各向同性、各向异性和带微结构材料.并对连续体结构(0-1)拓扑优化中的数值计算不稳定问题的机理进行了分析,给出了解决方法.此外,对应力约束问题存在解的奇异性现象也作了简要介绍.最后,对数值方法中的主要数学求解方法进行了简单介绍. 力学进展. 2005 35(1): 69-76.
结构拓扑优化研究方法综述
周克民, 李俊峰, 李霞
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力学进展. 2005 35(1): 69-76.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2002-094
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王昊利, 王元 Micro-PIV是近年来发展起来的一种微尺度流动测速技术.它是传统PIV测量与光学显微技术相结合的一种整场、瞬态、定量测量方法, 其基本测速原理与传统PIV相同, 但在示踪粒子选择、图像获取和处理等方面两者存在较大差别.Micro-PIV突破了传统微尺度流体力学测量手段的局限性, 使得对微尺度流动元件的研究从过去只能给出流量、阻力特性等有限信息逐步转向对全流场内流结构的直接测量上, 并且达到了相当高的分辨率和测量精度.本文对近几年Micro-PIV技术发展状况进行了总结和分析, 论述了Micro-PIV技术与传统PIV的主要区别以及具体的处理技术, 反映了其在科学与工程中的应用,并对此项技术的发展作了展望. 力学进展. 2005 35(1): 77-90.
王昊利, 王元 Micro-PIV是近年来发展起来的一种微尺度流动测速技术.它是传统PIV测量与光学显微技术相结合的一种整场、瞬态、定量测量方法, 其基本测速原理与传统PIV相同, 但在示踪粒子选择、图像获取和处理等方面两者存在较大差别.Micro-PIV突破了传统微尺度流体力学测量手段的局限性, 使得对微尺度流动元件的研究从过去只能给出流量、阻力特性等有限信息逐步转向对全流场内流结构的直接测量上, 并且达到了相当高的分辨率和测量精度.本文对近几年Micro-PIV技术发展状况进行了总结和分析, 论述了Micro-PIV技术与传统PIV的主要区别以及具体的处理技术, 反映了其在科学与工程中的应用,并对此项技术的发展作了展望. 力学进展. 2005 35(1): 77-90.
Micro-PIV技术---粒子图像测速技术的新进展
王昊利, 王元
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力学进展. 2005 35(1): 77-90.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2003-066
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周宏伟, 谢和平, 左建平 越来越多的煤矿和金属矿进入深部开采.随着开采深度的增加,一系列工程灾害如岩爆、煤与瓦斯突出、顶板垮落、底板突水等日益严重,且深部开采中巷道与采场的维护理论也与浅部有十分明显的区别.人们认识到这种差别的根源在于岩石所处的赋存环境上的差异,深部与浅部在赋存环境上的差别是所谓``三高''即高地应力、高地温和高孔隙水压,尤其是高地应力条件下岩石表现出十分特殊的力学行为.简要介绍了深部开采现状、深部开采面临的技术难题以及深部岩体所处的高地应力环境,在此基础上,综述了深部高地应力条件下有关岩石力学性质的研究进展,包括高应力条件下岩石的脆-延转化特性、岩石的流变特性、岩石的强度特征、岩石的破坏特征尤其是岩爆等.文章最后指出深部条件下热-水-力耦合模型是一个值得关注的研究方向. 力学进展. 2005 35(1): 91-99.
周宏伟, 谢和平, 左建平 越来越多的煤矿和金属矿进入深部开采.随着开采深度的增加,一系列工程灾害如岩爆、煤与瓦斯突出、顶板垮落、底板突水等日益严重,且深部开采中巷道与采场的维护理论也与浅部有十分明显的区别.人们认识到这种差别的根源在于岩石所处的赋存环境上的差异,深部与浅部在赋存环境上的差别是所谓``三高''即高地应力、高地温和高孔隙水压,尤其是高地应力条件下岩石表现出十分特殊的力学行为.简要介绍了深部开采现状、深部开采面临的技术难题以及深部岩体所处的高地应力环境,在此基础上,综述了深部高地应力条件下有关岩石力学性质的研究进展,包括高应力条件下岩石的脆-延转化特性、岩石的流变特性、岩石的强度特征、岩石的破坏特征尤其是岩爆等.文章最后指出深部条件下热-水-力耦合模型是一个值得关注的研究方向. 力学进展. 2005 35(1): 91-99.
深部高地应力下岩石力学行为研究进展
周宏伟, 谢和平, 左建平
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力学进展. 2005 35(1): 91-99.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-018
10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-018
力学进展
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http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-062?pageType=en
张夏 理论上和实际上, 载人航天器都有发生火灾的可能, 载人航天器的火灾安全问题是微重力燃烧研究的重要内容. 氧气浓度和气流速度对给定固体材料的可燃性具有显著影响,在固体表面的逆向和同向传播火焰中, 都存在由氧气浓度和气流速度决定的可燃极限, 即气流速度较高时的吹熄和气流速度较低时的冷熄. 极限氧气浓度和极限气流速度两个极限参数, 是衡量材料可燃性的关键指标. 在微重力条件下, 当低速气流存在时, 固体材料发生有焰燃烧和闷烧的可能性都大大增强. 因此, 剔除材料中的潜在燃料是航天器防火的主要措施.但是, 在航天器使用的材料中, 仅有很少一部分是阻燃的, 为了保证火灾安全, 还必须采取火灾检测和灭火措施. 当前美国和俄罗斯采取的火灾安全方案, 既有相似性, 也有各自的特点. 在载人航天器的火灾安全问题中, 尚有很多问题和方案有待研究或检验. 考虑到我国的实际情况, 作者认为, 通过实验对照和数值模拟的方法, 开展材料在微重力条件下的燃烧特性的常重力模拟, 对于我国载人航天器的火灾安全具有现实意义. 力学进展. 2005 35(1): 100-115.
张夏 理论上和实际上, 载人航天器都有发生火灾的可能, 载人航天器的火灾安全问题是微重力燃烧研究的重要内容. 氧气浓度和气流速度对给定固体材料的可燃性具有显著影响,在固体表面的逆向和同向传播火焰中, 都存在由氧气浓度和气流速度决定的可燃极限, 即气流速度较高时的吹熄和气流速度较低时的冷熄. 极限氧气浓度和极限气流速度两个极限参数, 是衡量材料可燃性的关键指标. 在微重力条件下, 当低速气流存在时, 固体材料发生有焰燃烧和闷烧的可能性都大大增强. 因此, 剔除材料中的潜在燃料是航天器防火的主要措施.但是, 在航天器使用的材料中, 仅有很少一部分是阻燃的, 为了保证火灾安全, 还必须采取火灾检测和灭火措施. 当前美国和俄罗斯采取的火灾安全方案, 既有相似性, 也有各自的特点. 在载人航天器的火灾安全问题中, 尚有很多问题和方案有待研究或检验. 考虑到我国的实际情况, 作者认为, 通过实验对照和数值模拟的方法, 开展材料在微重力条件下的燃烧特性的常重力模拟, 对于我国载人航天器的火灾安全具有现实意义. 力学进展. 2005 35(1): 100-115.
载人航天器火灾安全研究进展
张夏
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力学进展. 2005 35(1): 100-115.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-062
10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-062
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梅凤翔 研究Lie意义下的允许连续群的变分问题.基于形式变分学方法与Lie群理论方法的联系,得到以下两个定理.定理1:如果积分I= 相对某有限连续群D 是不变的,则Lagrange表示ψ的ρ个线性独立组合将变为散度; 反之, 由后一条件得到积分I相对某群Dρ的不变性.对无限多个参数的极限情形,定理也对.定理2:如果积分I相对无限连续群D∞ρ是不变的,在此群中会出现直至 阶导数的导数,那么Lagrange表示ψ及其至 阶导数之间有ρ个恒等关系成立;这里反述也对.定理1在ψ=0时给出ρ个第一积分.定理2表明,Lagrange方程总数中的ρ个方程是其余方程的结果. 力学进展. 2005 35(1): 116-124.
梅凤翔 研究Lie意义下的允许连续群的变分问题.基于形式变分学方法与Lie群理论方法的联系,得到以下两个定理.定理1:如果积分I= 相对某有限连续群D 是不变的,则Lagrange表示ψ的ρ个线性独立组合将变为散度; 反之, 由后一条件得到积分I相对某群Dρ的不变性.对无限多个参数的极限情形,定理也对.定理2:如果积分I相对无限连续群D∞ρ是不变的,在此群中会出现直至 阶导数的导数,那么Lagrange表示ψ及其至 阶导数之间有ρ个恒等关系成立;这里反述也对.定理1在ψ=0时给出ρ个第一积分.定理2表明,Lagrange方程总数中的ρ个方程是其余方程的结果. 力学进展. 2005 35(1): 116-124.
不变变分问题
梅凤翔
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力学进展. 2005 35(1): 116-124.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2003-087
10.6052/1000-0992-2005-1-J2003-087
力学进展
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孟庆国, 龙勉, 姜宗来, 陈淮 力学进展. 2005 35(1): 125-127.
孟庆国, 龙勉, 姜宗来, 陈淮 力学进展. 2005 35(1): 125-127.
加强中美合作交流 促进生物医学工程领域研究
孟庆国, 龙勉, 姜宗来, 陈淮
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力学进展. 2005 35(1): 125-127.
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-183
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力学史与方法论专业委员会 力学进展. 2005 35(1): 127-127.
力学史与方法论专业委员会 力学进展. 2005 35(1): 127-127.
第二届全国力学史与方法论学术研讨会第一轮通知
力学史与方法论专业委员会
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冯西桥, 符松, 陈立群, 孟庆国, 杨亚政 介绍了2004年8月15~21日在波兰华沙召开的第21届国际理论与应用力学大会的召开情况, 以及大会在理论与应用力学领域所显示出的最新研究成果和发展趋势. 力学进展. 2005 35(1): 128-140.
冯西桥, 符松, 陈立群, 孟庆国, 杨亚政 介绍了2004年8月15~21日在波兰华沙召开的第21届国际理论与应用力学大会的召开情况, 以及大会在理论与应用力学领域所显示出的最新研究成果和发展趋势. 力学进展. 2005 35(1): 128-140.
第21届国际理论与应用力学大会评述
冯西桥, 符松, 陈立群, 孟庆国, 杨亚政
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杨敏, 陈海秋 目前世界各国的航空航天技术正以日新月异的速度发展, 以此为契机, 带动了与之相关领域各学科的同步发展. 力学界需要抓住这个机遇, 和材料、机械等学科交叉在一起探讨:怎样更多地参与到航空航天高技术领域中去?相关的交叉和边缘学科对力学发展的影响和作用?此次会议的召开正是提供了这样一次学习和交流的平台. 力学进展. 2005 35(1): 141-142.
杨敏, 陈海秋 目前世界各国的航空航天技术正以日新月异的速度发展, 以此为契机, 带动了与之相关领域各学科的同步发展. 力学界需要抓住这个机遇, 和材料、机械等学科交叉在一起探讨:怎样更多地参与到航空航天高技术领域中去?相关的交叉和边缘学科对力学发展的影响和作用?此次会议的召开正是提供了这样一次学习和交流的平台. 力学进展. 2005 35(1): 141-142.
航空航天综合多学科交叉与技术是力学发展的源动力------ ``记首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会''
杨敏, 陈海秋
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doi:10.6052/1000-0992-2005-1-J2004-191
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开云棋牌官方 办公室 力学进展. 2005 35(1): 143-144.
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