應用力學學報最新期刊目錄

基于MS—FE模型探究排球運動員ACL應力分布情況————作者：劉海東;張楠;

摘要：目的基于肌肉骨骼—有限元（muscularskeletal-finiteelement，MS—FE）模型探究排球運動員扣球落地瞬間左腿前交叉韌帶(anteriorcruciateligament， ACL)應力、應變分布特征。方法基于MRI和CT建立排球運動員的膝關節FEM，通過動捕系統和三維測力臺同步采集排球運動員(男性，23歲，88kg，1.95m，優勢側：右側)marker點和地面反作用力。...

液池表面液滴懸浮及氣膜穩定特性的實驗研究————作者：宋興新;洪耀華;李二強;

摘要：本文采用實驗方法研究了液池表面液滴的懸浮以及液滴低速撞擊液面時產生的氣膜，考察了液池揮發性以及液池表面溫度對液滴懸浮時間的影響，描述了液滴內部與液池表面的流動，并通過觀察研究液滴底部氣膜，進一步解釋了液滴懸浮的現象，探究了液滴與液池粘度對氣膜穩定特性的影響。實驗結果表明：在具有不同揮發性的液池表面上，液滴的懸浮時間隨溫度的變化趨勢存在明顯差異，在強揮發性液池上，液滴懸浮時間隨著液池表面溫度升高呈現...

循環載荷作用下Nb₃Sn復合超導體臨界性能不可逆退化的模擬研究————作者：趙宇琛;劉曉華;黃敏;肖革勝;喬力;

摘要：研究Nb₃Sn超導復合材料在循環載荷作用下的變形情況以及臨界電流的不可逆退化對于超導磁體結構的設計制造以及安全運行具有重要的意義。文章通過構建多晶Nb₃Sn/Nb復合材料模型，借助分子動力學方法展示了Nb₃Sn/Nb復合材料在循環載荷作用下的微裂紋形貌，并基于第一性原理方法研究了裂紋周圍不同區域的電子結構；通過跨尺度力電耦合模型，分...

基于GRNN的碳纖維復合材料雷擊損傷程度預測————作者：謝健;宋英政;趙夢凡;李群;侯俊玲;

摘要：考慮到飛機在飛行過程中可能遭受雷擊，雷擊損傷可能是其重要失效模式，研究機身結構中碳纖維復合材料的雷擊損傷程度，對于確保飛機的安全運行至關重要。本研究結合雷擊損傷試驗和電-熱-力耦合仿真分析，提出了一種基于廣義回歸神經網絡（Generalized Regression Neural Network，GRNN）的碳纖維復合材料雷擊損傷程度預測方法。首先開展碳纖維復合材料多物理場耦合數值仿真，再將數值仿...

汽車防抱死系統球閥流固耦合動力學建模與仿真研究————作者：劉宏偉;劉海波;張同榮;劉斌元;袁毅;

摘要：隨著汽車工業的迅猛發展，制動系統性能與安全性的提升日益成為科研領域的焦點。防抱死系統（ABS）作為保障汽車行駛過程中緊急制動時避免輪胎抱死的至關重要的安全調節機制，其核心部件——球閥的運行性能直接關系到ABS的工作效率及可靠性。目前，關于其球閥的服役過程尚未形成可靠的數值模型用于分析球閥的服役性能，且在無模型指導下開展的實驗研究效率較低，以上因素將極大影響高品質ABS防抱死系統的研發。鑒于此，該研...

軟硬介質組合砂巖力學特性影響的應力波衰減規律研究————作者：肖曉春;劉坤龍;樊玉峰;徐軍;張文萍;丁鑫;

摘要：為探究震源處傳遞至巷道圍巖的應力波衰減特性，采用數值模擬和室內試驗相結合的研究方法，開展了組合砂巖應力波傳播試驗研究。首先，開展組合砂巖動載沖擊試驗，將波阻比作為變量，通過引入衰減系數，表征巖體中應力波的傳播衰減特性。然后，構建波阻比與衰減系數的聯系，建立考慮波阻比影響的衰減系數修正公式。最后，通過開展模擬試驗，從吸收和反射兩方面分析介質中波幅值衰減量和透射率的變化規律，并且驗證公式的適用性。研究...

微波照射下砂漿的電磁響應與強度劣化規律試驗研究————作者：喬汝佳;楊寶珍;魏瑋;邵珠山;楊騰飛;雷周楓林;

摘要：微波作用下混凝土的破碎效率主要取決于砂漿的破碎，研究微波作用下砂漿強度劣化規律具有重要的意義。為了揭示微波作用下砂漿強度的劣化規律，首先對砂漿塊體及其原材料的介電性能進行測試，這是電磁能轉化為熱能的主要影響參數。借助矢量網格分析儀獲得了水泥、砂子、水和砂漿塊體的復介電常數，探討了頻率、溫度等因素對介電常數和升溫速率的影響，進一步分析了微波加熱時長對不同強度等級砂漿抗壓強度的影響。研究結果表明：溫度...

加載頻率對TC17超高周疲勞性能影響研究————作者：陳永輝;郭云珊;潘凱;杭超;

摘要：TC17鈦合金是一種典型的發動機葉盤材料，其超高周疲勞性能與發動機的長壽命高可靠性設計直接相關。采用常規拉壓、常規彎曲、加速拉壓、加速彎曲4種試驗方法開展TC17的超高周疲勞性能研究，其中常規試驗頻率1500Hz±500Hz，加速試驗頻率20kHz±1kHz。獲得了TC17在5×10⁵～2×10⁹壽命范圍內的疲勞試驗數據，其疲勞強度主要集中在400MPa...

CS-FEM在膝關節有限元模型中的應用————作者：楊平川;潘紅玲;

摘要：目的 通過使用光滑有限元法(cell-based smoothed finite element method， CS-FEM)來提高膝關節有限元模型中網格的質量與效率。方法 在傳統有限元法的基礎上引入梯度光滑技術，采用基于單元的光滑有限元法(CS-FEM)對膝關節有限元模型進行網格劃分，比較兩種方法（傳統有限元法與CS-FEM）哪種方法對于前人研究的實驗數據更加精確。結果 CS-FEM較傳統有限...

譜元法在結構動力學領域中的研究進展————作者：周運來;王煜博;姚峰;胡少澤;劉世杰;

摘要：譜元法(spectral element method， SEM)是一種結合有限元法(finite element method， FEM)、動力剛度法(dynamic stiffness method， DSM)和譜分析法(spectral analysis method， SAM)的高效且精確的動力學分析方法。本文綜述了譜元法在結構動力學分析領域的研究進展。首先介紹了譜元法的基本原理及其在動力...

考慮結構遮擋和地影效應的環形桁架天線軌道熱分析————作者：朱浩;劉正山;黃志勇;

摘要：環形桁架天線作為一種典型可展開衛星天線結構，由于具有大口徑、質量輕、收納率較高、剛度較好及總質量不隨展開口徑的增大而成倍地增加等優點，其在高功率星載天線中具有廣闊的應用前景。空間熱冷環境的交替以及溫度分布的不均勻，對于具有大尺寸、高柔性特定的環形桁架天線結構，極易引起嚴重的熱致振動問題，甚至可能導致航天器的失效。對于該問題，本文首先提出了一種針對某型大口徑環形桁架天線展開后的軌道熱輻射模型，通過該...

基于變密度法的薄殼結構拓撲優化研究————作者：汪耿輝;朱南海;

摘要：為實現薄殼結構的輕量化，進一步提升其結構性能與造型美感，將連續體結構拓撲優化技術應用于空間薄殼結構的拓撲設計，分別對靜力荷載作用下的雙曲扁殼和球面薄殼結構進行了拓撲優化研究。采用基于SIMP變密度法的拓撲優化數學模型，將材料的相對單元密度設為設計變量，體積分數約束條件下最小化柔度作為優化目標。基于OptiStruct優化軟件平臺，綜合考慮體積分數約束、懲罰因子、最小成員尺寸約束、對稱約束以及后處理...

曲梁式多階準零剛度隔振結構的設計與研究————作者：張智敏;亓卓遠;潘殿坤;

摘要：具有高靜剛度低動剛度的準零剛度系統在低頻隔振領域受到了廣泛的關注，而傳統準零剛度系統過于復雜，難以滿足輕量化及小型化的場景需求。針對這一問題提出了一種連續型準零剛度單元，其變形單元主要為余弦段和圓弧段串聯得到的預成型曲梁。基于該準零剛度單元，通過陣列其單元以及單元中梁的個數形成具有多個準零剛度階段的隔振結構，可以調控隔振結構處于準零剛度階段的承載力。通過有限元模型和實驗獲得了隔振結構的力-位移響應...

Gyroid型三周期極小曲面主動冷卻結構構型描述參數優化設計————作者：胡宇新;劉書田;

摘要：三周期極小曲面結構因其具有高的比表面積而具有優異的換熱性能，在主動冷卻結構設計中具有大的應用前景。因其性能與其微結構構型相關，需要建立微結構構型設計優化方法，以優化或適應設計需求，獲得優質的主動冷卻結構。本文以Gyroid型三周期極小曲面結構為對象，以形狀描述方程中的等值面參數C、厚度t為微結構描述參數，以冷卻效率為目標，研究建立主動冷卻結構換熱性能最優的參數優化設計方法。基于軟件Fluent，分...

快速多極對偶邊界元法分析多相材料裂紋應力強度因子————作者：李聰;胡斌;孟言;牛忠榮;張霖;

摘要：為精確評估多相材料裂紋結構的強度，本文聯合對偶邊界積分方程、子域邊界元法和變階次漸近單元，建立了快速多極對偶邊界元法計算裂尖應力強度因子，研究了材料屬性和孔洞形狀對應力強度因子的影響。數值結果表明，對于界面裂紋，應力強度因子隨彈性模量比值的變化而變化，但兩種彈性模量相差很大時，應力強度因子趨于穩定。對于孔邊裂紋，孔洞形狀對其應力強度因子有一定影響。孔洞面積相同的情形下，孔邊裂紋應力強度因子的大小呈...

輸電線路抗災韌性研究進展————作者：馬志程;余浩東;劉鋒;王關霖;趙金雄;馮德成;

摘要：目前，對于輸電線路抗災的研究和文獻多聚焦于某一災害對輸電線路的影響，且主要關注地震和風災害的作用，缺少對于輸電線路在各種災害下從災害破壞機理到概率評估再到韌性評估這一針對輸電線路抗災韌性研究的系統性梳理。為了對當前輸電線路抗災韌性研究進展進行充分系統的總結，本文首先研究了目前有關輸電線路在地震、風、洪水、滑坡這四種單一災害以及風-震、風-冰這兩種典型耦合災害下的破壞機理以及相應的輸電線路結構模型和...

變截面雙鋼板鋼筋混凝土偏壓構件承載力影響因素分析————作者：劉勇;陳炳廷;鄭永翔;宋玉香;張艷青;馮樂;

摘要：為探究變截面雙鋼板鋼筋混凝土結構受力機理，設計了原型變截面雙鋼板鋼筋混凝土組合構件的偏壓試驗，基于試驗結果，優化了內外側鋼板的連接形式，并建立了與試驗匹配的有限元精細化模型，研究了不同偏心距下混凝土強度、縱筋配筋率、鋼板厚度等參數對變截面雙鋼板鋼筋混凝土結構的承載性能影響規律。結果表明：增加內外側鋼板的對拉鋼筋，構件承載能力顯著提高，且試件破壞時表現了良好的延性特征；大偏心受壓構件的受拉區鋼筋及鋼...

黃土與土工格柵界面剪切力學特性研究————作者：張琬;張慶瑤;薛一峰;郭聚坤;趙瑋;牟洪坤;

摘要：為探究黃土與土工合成材料界面的力學特性，以對加筋黃土工程設計提出針對性建議，本文采用大型結構面剪切儀開展土工格柵-黃土界面直剪試驗，研究黃土含水率和壓實度對筋土界面剪應力-剪切位移關系、抗剪強度指標和剪切帶厚度的影響，分析其機理，并探討土工格柵-黃土界面本構模型。試驗結果表明：隨含水率增加（不超過塑限），土工格柵-黃土界面的剪應力-剪切位移曲線從軟化型向硬化型轉變，界面粘聚力和摩擦角均顯著下降，界...

梯度密度泡沫鋁填充錐形汽車吸能盒撞擊特性研究————作者：謝毅;吳熙蔚;張建勛;

摘要：為了提升汽車被動安全性能，提升汽車吸能盒在碰撞中的吸能表現，提出了新型含誘導槽填充梯度密度泡沫鋁錐形汽車吸能盒。利用ABAQUS商業有限元軟件，通過計算研究了含誘導槽填充梯度密度泡沫鋁錐形汽車吸能盒撞擊性能，探究了泡沫鋁密度梯度、誘導槽設計和錐管設計中的多種因素對吸能盒撞擊性能的影響，揭示了吸能盒的撞擊變形機制和吸能特性。之后以同等質量結構較低峰值載荷及優異能量吸收為優化目標，對填充梯度泡沫鋁錐形...

沖擊地壓巷道臨界能量指標影響因素分析————作者：黃愛新;唐治;左文博;吳志偉;程詩陽;

摘要：為了防治巷道沖擊地壓，采用理論分析方法，基于圍巖“彈性區-軟化區-破碎區”三分區巷道力學模型，推導沖擊地壓巷道臨界能量理論解，建立了臨界能量與圍巖力學性質（變形模量指數、彈性模量、損傷內摩擦角、軟化模量、殘余模量、殘余強度系數、泊松比）、支護應力以及巷道半徑的關系式，分析各因素對臨界能量的影響規律。結果表明:臨界能量隨著變形模量指數、彈性模量及殘余模量等因素的增大而減小，臨界能量隨著內摩擦角、支護...

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