分类： 力学 >> 生物力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 探究经颅直流电刺激(tDCS)对肘关节等动运动中力量输出、肌肉活性、皮层兴奋性的影响。选取16名健康男性大学生按照随机、双盲、交叉的实验设计,分别接受阳极、阴极和假刺激,电流大小2 mA,持续时间20 min。通过双因素重复测量方差分析(时间刺激模式)比较不同条件下肘关节等动运动中屈伸肌群肌肉力量输出、肌肉活性以及皮层兴奋性的差异。结果表明:①力量输出:高速180 /s 下,肘关节屈肌峰值功率、屈伸总做功在阳极刺激后保持不变,阴极与假刺激后均显著减小(P<0.05); ②肌肉活性:3种刺激模式均未对屈伸动作时的主动肌和拮抗肌激活水平产生显著影响,组间和组内均无统计学意义; ③皮层兴奋性:阳极刺激后运动诱发电位(MEP)振幅显著增大(P<0.05),阴极刺激后显著降低(P<0.05),而假刺激前后无统计学意义。阳极tDCS不能提高健康年轻男性肘关节肌肉力量,但对增强肌肉抗疲劳能力,维持高强度做功能力具有积极影响。研究提示,这种神经调控技术可作为一种新型运动训练辅助装备,用于需要保持上肢高功率输出的项目。
分类： 力学 >> 流体力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 大跨度屋盖结构已经成为建筑结构的主要形式之一,开合屋盖结构是近年来刚兴起的一种结构形式,国内通过数值模拟对大跨度开合屋盖的研究还处在起步阶段。本研究建立了4种不同开合状态的屋盖模型,并分析了在不同开合状态、不同风向角、不同风速下屋盖表面的风压特性,并在屋盖完全开启的情况下对其进行分区进而计算分区体型系数,给出合理的分区建议值,为以后的实际工程提供有效的参考。研究表明:风向角对屋盖表面风压的分布影响较大,特别是 30和 60风向角对其风压系数分布的影响较为突出。屋盖顶部的开合状态对风压分布影响也较为明显,但对风压系数值影响不大。
分类： 力学 >> 流体力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为了研究碳酸盐岩储层稠油热采的井底压力变化特征,考虑温度对油度的影响和地层的应力敏感性,建立了三重介质三渗数学模型。数学模型为非线性变系数偏微分方程组,采用全隐式有限差分格式离散,用Newton-Raphson迭代法求解非线性差分方程组。差分方程组的Jacobi矩阵为三对角矩阵。利用三对角矩阵的性质求逆阵提高了迭代速度。根据计算结果绘制了试井样板曲线,进行了参数敏感性分析。研究结果表明:压力响应分为6个阶段; 不同储层中稠油的黏度依赖于温度变化的敏感性不同。具体表现为黏度对温度变化的敏感性越高则储层中压力的数值越大,各窜流阶段出现得越早,而且会缩短溶洞向裂缝窜流进行的时间并减弱其效果; 造成压力导数提前衰减。
分类： 力学 >> 流体力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 基于标准k-模型,在亚临界雷诺数下(Re=3 900)对不同表面粗糙度的二维圆柱绕流进行了数值模拟研究,分析了粗糙度对升力系数、阻力系数、涡量场及表面压强分布的影响。结果表明:随着表面粗糙度的增大,阻力系数波动的峰值频率逐渐单一,升力系数和阻力系数的主导频率无规律变化,均方根升力系数和平均阻力系数减小; 尾涡排列的规则性降低,且涡泻放强度减小; 流动分离点向圆柱后方推移。在圆柱的后驻点,大粗糙度对应较小的压力系数。本研究成果有助于圆柱绕流控制技术研究。
分类： 力学 >> 固体力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为探索出更适合土遗址裂隙加固的注浆材料,选择十分契合建筑遗址修旧如旧的文物修复要求的糯米浆及烧料礓石作为主要材料,设计正交试验研究16种配合比情况下的糯米浆液浓度、水胶比、烧料礓石掺量、外加剂和龄期对灌浆材料力学性能的影响。结果表明,在保证可灌性的前提下,灌浆材料试样的抗折、抗压强度与糯米浆液浓度及减水剂掺量呈正相关,随水胶比及膨润土掺量的增大呈现出先增大后减小的趋势。烧料礓石中含有可与糯米浆共同作用的气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料,对灌浆材料的抗折、抗压强度影响机理复杂,整体来看,增大烧料礓石掺量有助于提高试样的力学性能。不同配比的灌浆材料试块的抗折、抗压强度都随着龄期的增加而不断增大,龄期7 d～28 d变化趋势较为显著。SEM图像表明糯米浆改性烧料礓石注浆材料的微观结构整体呈现较多的网状结构,且附着于土颗粒表面可以较好地胶结周围土颗粒,糯米浆含有的支链淀粉树枝状结构将大量生成物规则排列,显著提高浆体成型后的密实性。运用综合平衡法得到了基于力学性能的最佳配合比为:糯米浆液浓度6%、水胶比0.55、减水剂掺量2.0%、膨润土掺量10%以及烧料礓石掺量15%。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 针对泡沫铝强度较低、吸能性能弱的问题,提出了一种有效的增强办法:将金属多胞管填充至泡沫铝中,并用环氧胶固定,制备出新型多胞管增强泡沫铝复合结构(MTRF)。通过实验和商业有限元软件ABAQUS/explicit研究了该类复合结构的压缩和吸能性能。实验结果表明:与常规泡沫铝相比,多胞管增强泡沫铝复合结构的抗压强度和单位质量吸能性能分别提升了500%和700%,显示了MTRF结构优越的承载能力和能量吸收性能。同时,实验结果验证了有限元模型的准确性。在此基础上数值研究了MTRF的增强机理,结果表明:泡沫铝为多胞管提供了强的侧向支撑,抑制了其在压缩载荷作用下横向变形,使得变形模式由低阶变形模式向高阶的变形模式转变,即表现为塑性铰数目增多,使得MTRF结构承载和吸能性能显著提高。
分类： 力学 >> 固体力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为了研究钢纤维全再生粗骨料混凝土的力学性能,以钢纤维体积掺量为变化参数,设计制作了36个试件进行立方体与圆柱体单轴抗压及棱柱体抗折试验。观察了试件的破坏过程及形态,获取了圆柱体单轴受压的应力-应变全曲线及棱柱体抗折的荷载-跨中挠度曲线,分析了钢纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压及抗折的力学性能影响,并进行了各强度指标换算。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,不同加载制度下立方体抗压试件的破坏形态整体性更好而圆柱体更差,钢纤维棱柱体抗折试件破坏时跨中裂缝在5～8 mm; 掺钢纤维为提高全再生粗骨料混凝土抗压强度时建议掺量为1.5%; 与不掺纤维相比,不同钢纤维掺量对圆柱体抗压强度影响不明显,部分试件有所降低,破坏时的峰值应变整体增大; 随着钢纤维掺量的增加,圆柱体的静压弹性模量先增大后减小,其轴压韧性比逐渐增大; 掺钢纤维不影响全再生粗骨料混凝土的初始韧性,峰值后的残余弯曲韧性随纤维掺量的增加不断增大。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 时间频率数据资源是国家重要的信息资源，时间频率数据平台设计依托国家授时中心运行产生的时频数据、国际权度局（Bureau International des Poids et Mesures ，BIPM）、国际地球自转服务机构（International Earth Rotation and Reference Systems Service ，IERS）公布的时间频率相关数据等实现。该数据平台可为守时技术研究提供丰富的数据资源支撑，首先介绍时间频率数据平台的建设情况，随后利用数据平台汇交的本地守时系统比对、远距离链路比对数据开展守时技术研究，包括原子钟状态评估，主要分析原子钟异常跳变情况，研究跳变数据处理方法，针对不同类型守时钟，分析对比波动情况、稳定度等原子钟性能指标，此外基于ARIMA模型开展钟差预报研究。以上研究结果可为守时系统连续可靠运行提供重要参考。
分类： 力学 >> 固体力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 基于能量原理建立了面心立方纳米板的拟连续介质力学模型,分析了考虑表面原子弛豫影响的面心立方纳米板的弹性常数。该模型假设纳米板沿厚度方向是离散的,但沿面内方向是连续的。基于通过计算最相近原子对和次相近原子对之间的相互作用,获得了材料变形势能。给出了面心立方纳米板的弹性模量和泊松比的解析表达式,结果反映了表征表面效应的驰豫系数的影响。以金属铱为例,通过算例阐述了不同弛豫下弹性常数随厚度的变化,分析了纳米板的弹性模量和泊松比的尺寸效应。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 利用安东帕流变仪(MRC302)测试了羰基铁粉质量分数为40%的磁流变胶应力-应变,应力-应变速率两个滞回曲线(频率0.1 Hz,应变幅值22%,温度25 ℃,电流分别为0 A、0.5 A、1 A、2 A、3 A、4 A,5 A)。利用遗传寻找最优算法,建立三参数液体模型,对磁流变胶的应力-应变,应力-应变速度进行参数识别。根据拟合结果与实验结果的均方差确定参数模型在各种电流下对磁流变胶动态特性建模的满意度。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 多胞结构由于具有各种优良的力学性能而在工程中被广泛地应用。本研究针对星形蜂窝结构,给出了其在弹性变形范围内面内等效力学性能的理论计算模型。首先针对代表性胞元分析其在不同方向承受荷载时的变形行为,利用对称性对胞元进一步简化的同时运用能量法计算得到了结构胞元的等效位移、杨氏模量和泊松比,然后利用参数分析进一步研究了主要几何参数和材料参数对星形结构面内等效力学性能的影响以及通过参数设计得到结构不同的力学性能。本研究的理论计算方法是建立在求解一系列方程的基础上,相比于试验方法,它节时节力又经济,相比于采用通用有限元程序对具有复杂边界条件的结构及繁琐的结构进行建模,效率更高、局限更小。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 振子的实际振动都是不同振动模式之间的耦合振动,薄板径向振动理论、变幅杆一维设计理论等都是三维弹性理论的简化形式,都有相应的适用范围,否则将产生大的计算误差。通过设定纵径耦合系数,由弹性动力学理论推导出了圆柱体振子纵径耦合振动的频率方程,并通过与有限元分析结果及实验测量值的比较,证明了该方法具有非常高的计算精度。在圆柱体振子的纵径耦合振动中,其长径比(或厚径比)越大,振子的纵向振动越强,反之振子的径向振动越强。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 深入开展鱼类自主游动机理研究,对鱼类运动行为以及仿生技术研究都具有重要的意义。以某型仿生鱼为研究对象建立了鱼体的简化模型和鱼体摆动的计算模型,采用动网格技术开发了控制鱼体摆动的UDF程序,利用Fluent软件对仿生鱼的自主游动行为进行了仿真模拟,研究了鱼类自主游动的机理以及在逆流情况下不同来流方向时的受力情况。通过计算发现,逆流时水流方向对仿生鱼的自主游动有很大的影响,当水流方向和鱼游动方向成180,鱼向前游动的阻力最小,侧向分量的存在会减小鱼向前运动的驱动力。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 随着完钻井深不断增加,储层岩石压实度、强度和地层压力也不断增加,需采用超强射孔弹射穿污染带,超强弹-超强靶-高围压组合将增加侵彻分析的难度。应用LS-DYNA软件,结合ALE算法,以某油田井下射孔为例,建立无围压和50 MPa围压下HS45-5型超强弹-枪-液-套管-砂岩三维模型。通过建立非反射边界条件,消除爆轰波对射流成型和效果的干扰; 通过调整关键部位网格密度、优化不同接触面间的网格协调,减少数值畸变与网格数量,提高分析精度,降低机时。研究表明:13 s时,射流能量峰值达60 kJ,占总能量的23%,随后急剧衰减,850 s时衰减为零; 16 s时,射流速度峰值达6 300 m/s; 50 MPa围压下穿深为560 mm,较无围压下降低了20%。通过本研究可为井下超强弹侵彻高围压超强靶的仿真分析提供参考。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为了厘清机加工表面的分形维数和粗糙度参数之间的关联规律,选定6种不同加工方式、不同粗糙度的标准样块,通过测量其表面形貌,并利用结构函数法获得其分形维数。在与各表面的粗糙度参数对比研究后发现:对于车削和刨削的加工表面,其分数维数与表面粗糙度成反比关系; 对于平面铣、端面铣、平面磨削和外圆磨削的加工表面,其分形维数与表面粗糙度大体成反比关系,但局部呈现非线性规律。因此,不能简单地将分形维数与表面粗糙度表达为固定的正比或反比关系,需要针对具体对象进行实际测定。本研究有利于丰富机加工表面的表征方法,提高表面的评估精度,具有一定的工程意义和应用价值。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 油气管道输运介质中化学反应、离子传质、金属溶解之间存在着复杂的交互作用,极易诱发浓度场-电势场耦合作用下的腐蚀问题。本研究综合考虑溶液化学反应、界面电化学反应、离子扩散和电迁移等多种不同时空尺度的物理化学过程,基于电场、浓度场的耦合机理建立腐蚀演化动力学模型,分析了浓度分布规律、腐蚀电流密度分布规律、腐蚀形貌演变规律等动态腐蚀行为,进而探究了局部化学环境以及电化学行为的耦合过程对腐蚀生长动力学的作用机制。研究发现腐蚀演变规律由电学作用和化学作用之间的竞争作用决定,随着时间的推移,电学作用占据主导地位,导致腐蚀电流密度逐渐减小,蚀坑形貌的演变始终保持对称性,而腐蚀坑宽度的增长小于深度的增长。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为减少震动影响,在山区环境大规模石方开挖时常采用静态爆破的方法。本研究利用混凝土比拟岩石进行无边界约束情况下的石方静胀试验,基于试验结果建立了DDA单孔静胀模型。模拟结果表明,石方在均匀静胀作用下主要从孔口沿最小抵抗线方向发展破裂,过程可分为初始变形-孔周均匀微开裂-主裂隙发展-沿优先方向劈裂4个阶段,且优先劈裂方向的贯穿率与时间步关系呈下凹形。基于已验证的DDA模型进行数值试验,参数讨论结果表明,静胀劈裂时间会随岩石抗拉强度增加而延后或者不再发生劈裂; 当抗拉强度设定一致而仅增加节理黏聚力,模型的劈裂方向发生偏移但对劈裂时刻影响较小; 当模型周围边界固定时,其优势贯穿方向的贯穿率与时间步关系呈上凹形,且孔周承压大、破碎程度高。利用DDA多孔静胀模型,进一步揭示了多孔静胀作用下石方开裂从外部孔口向内部发展、扩展方向性强、内部孔口较破碎的发展规律。上述研究内容将为石方静态爆破开挖提供理论依据。
分类： 力学 >> 振动与波 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 研究了考虑宏观节理卸载效应的节理裂隙岩体内应力波的能量耗散规律,综合分析了细观裂隙和具有不同加卸载变形特性的宏观节理对应力波传播的影响。首先,研究了5种波形入射波(方形波、半正弦波、三角形波、左三角形波和右三角形波)在节理裂隙岩体内的能量透射特性; 其次,比较了考虑卸载效应与不考虑卸载效应的应力波能量透射特性的差异; 最后,讨论了入射波波形、传播距离和入射波幅值对能量透射系数的影响,并进一步揭示了入射波波形、传播距离和入射波幅值对考虑与不考虑卸载效应的能量透射系数差异的影响。研究结果表明:考虑卸载效应的能量透射系数总是小于不考虑卸载效应的能量透射系数。另外,节理裂隙岩体内方形波的能量透射系数最大,右三角形波的能量透射系数最小; 方形波的能量透射系数差异最小,左三角形波的能量透射系数差异最大。能量透射系数随着传播距离的增加而减小,随着入射波幅值的增加而增大; 能量透射系数差异随着传播距离的增加而增大,随着入射波幅值的增加而减小。
分类： 力学 >> 振动与波 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 应力波在地下结构中的散射而引起的动应力集中是导致深部岩体损伤失稳的重要因素,运用波函数展开法,推导了无限空间弹性介质中充满流体的圆形衬砌硐室在平面P波作用下的解析解,分别分析了弹性和刚性衬砌对硐室周围动应力集中的影响; 在稳态响应的基础上,将半正弦波作为入射函数,引入(x)函数和Heaviside阶跃函数结合傅里叶积分变换,得到了瞬态P波作用下充满流体圆形衬砌硐室周围动应力的解析解,分析了波长和时间对动态响应的影响。进一步通过有限元程序LS-DYNA模拟了瞬态波作用下衬砌与围岩的应力分布。结果表明:数值模拟结果与理论计算一致,波形参数、衬砌的厚度、材料的弹性模量对动态响应有不同程度的影响,增加衬砌厚度和适当调整衬砌材料的刚度能够起到更好的支护效果; 在瞬态扰动下,围岩和衬砌中既会造成较大的压应力集中,又会出现拉应力持续时间较长的现象。
分类： 力学 >> 振动与波 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 应力波在岩体中传播规律的研究是分析工程岩体动力稳定性的基础。天然岩体中包含的大量节理对应力波的传播规律具有显著的影响。应力波在岩体中传播时会出现幅值的衰减以及波速的降低,在此过程中,节理在应力波的作用下会出现张开、闭合和滑移变形。目前,应力波在岩体中的一维和二维传播规律分析方法比较成熟,这些方法主要分为非连续介质方法与动态等效连续介质方法以及双尺度非连续耦合方法。借助这些方法,研究者们开展了线性和非线性节理对应力波传播规律影响的研究。本综述将详细地总结上述3种方法,探讨它们的优缺点,并提出值得进一步研究的问题。
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