摘要：类比是重要创新思维方式,能发挥类比思维教育价值,强化学生类比思维训练,有助于创新人才培养。本文以黏弹性力学和广义热传导教学模块为抓手,展现类比思维教学法在连续介质力学课程运用的设计案例。首先,基于力学弹性单元和黏性单元,采用串并联方法,推导黏弹性力学Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型。其次,给出广义热传导Cattaneo-Vernotte模型和Green-Naghdi模型,介绍Green-Naghdi模型热位移概念的起源。随后,通过类比方法引入热学“弹性”单元和“黏性”单元,运用串并联方法实现Cattaneo-Vernotte模型和Green-Naghdi模型的重构,澄清黏弹性力学和广义热传导各模型间的对应类比关系。最后,分析热学基本方程与力学基本方程的差异,指出:对研究对象间差异性的关注也是基于类比方法启发创新思维的重要手段。

摘要：为更好描述与表达泡沫混凝土的应力-变形关系,在连续介质力学中定义和分析笛卡儿张量,应用应力张量性质并采用与应力状态相关的方法分析泡沫混凝土的变形。理论分析表明:泡沫混凝土的平衡方程是在牛顿运动定律和柯西公式基础上推导得到;泡沫混凝土的平面应力状态满足的条件方程为σzz=σyy=σzx=0;泡沫混凝土的变形分析是通过物体内部任意两点间距离变化进行描述;泡沫混凝土考虑平面应变状态时,满足可积性条件,即协调方程。

摘要：根据仿生学原理,软体爬行动物在行进过程中主要是关节与躯干相互配合。通过对尺蠖的弯曲关节处的功能分析,为此设计了一种基于快速气动网格结构的“软体弯曲驱动关节”驱动器来等效软体爬行动物关节处的运动特性,完成软体爬行机器人运动。建立“软体弯曲驱动关节”静力学模型。利用分布灌注成型技术制作硅胶的材质的“软体弯曲驱动关节”。利用Yeoh二阶模型进行静力学模型分析,得到在不同的驱动气压下与弯曲角度、拉伸形变的关系,建立其在工作过程中的拉伸耦合模型。通过ABAQUS有限元分析软件和实验平台对“软体弯曲驱动关节”建立的模型进行验证弯曲轨迹末端点与测量值,模型计算值与实际值的最大误差为1.4 mm,“软体弯曲驱动关节”弯曲段的拉伸耦合模型理论模型与实际模型基本吻合。

摘要：采用虚拟样机技术,建立全面反映交流接触器动态特性的三维虚拟样机模型,模型包含完整触头系统、铁心系统及连接部件,从而考虑结构特点对其运动特性的影响。引入Ansys/LS-DYNA动力学分析软件,采用基于连续介质力学的有限元法考虑机构之间的非线性接触、碰撞问题及弹性材料的形变作用,计算接触器动作过程中的触头弹跳情况。通过三维可视化界面得到触头、铁心等运动部件位移、速度随时间变化情况,对接触器动态特性进行直观地分析。通过交流接触器虚拟样机模型的仿真,从机械动力学角度,分析触头系统闭合速度和触头弹簧初压力、金属簧片物理特性及触头表面摩擦系数对触头弹跳的影响。交流接触器的三维虚拟样机设计对其结构优化设计具有良好的理论依据和实用价值。

摘要：力/触觉再现技术的出现,为虚拟现实开辟了全新的应用领域,促使基于物理意义的柔性物体形变建模成为一个研究热点.系统地讨论了近年来基于物理意义的柔性物体形变建模方法,分析了基于直接构建的模型、基于连续介质力学的模型和其他相关模型的基本思想和优缺点.对这些建模方法的性能进行了细致的比较,并探讨了柔性物体物理形变建模的未来发展趋势.

摘要：依据不可逆热力学理论 ,未引入任何附加假设 ,建立了各向异性弹性损伤的一般理论 .从理论上论证了由应变等效假设导出的经典损伤本构方程的近似性 .首次阐明了材料损伤度的多种定义 (损伤的单标量、双标量、二阶张量与四阶张量描述 )之间的区别与联系 .使连续损伤力学的理论体系更臻严密和完整 .

摘要：为精确考虑海洋工程柔性结构物的大变形几何非线性问题,本文基于绝对节点坐标法(ANCF)、连续介质力学及有限元法的相关理论,建立了适用于大变形柔性构件的精确力学分析模型。通过在总体坐标下用斜率坐标代替传统的转角坐标,建立当前构形与参考构形下的参量映射关系,提出了以当前构形描述微元非线性几何关系的方法;由能量变分原理推导建立绝对节点坐标法梁单元的刚度矩阵、质量矩阵及外载荷矩阵,利用有限元法进行单元组装,形成静力和动力的平衡方程。利用FORTRAN语言编写计算程序,选取具有解析解的梁模型进行静力与动力程序验证,最后以缓波形钢悬链立管为例进行静力与动力计算,分析对比了立管的静态与动态特性。结果表明:本文绝对节点坐标法模型可以模拟出缓波形钢悬链立管的构型、张力及弯矩等基本特征,并且能够保持很好的精度。

摘要：针对非均匀材料力学当前的8个前沿性课题,以各国科学家在第一届国际非均匀材料力学会议(ICHMM)相关专题讨论会上的发言及总结为红线,介绍了当前国际上在材料／固体力学交叉领域内的一些新的学术思想及研究方向.对多尺度模拟,新的计算方法,纳米力学,微结构概率力学,广义连续介质力学理论,材料设计,多孔材料和材料就位特性的试验技术等的综合性叙述,阐明了非均匀材料力学的一些新的生长点及其发展方法与前景.

摘要：通过对单壁碳纳米管的独特结构的仔细分析,运用分子力学方法,得到了单壁碳纳米管抗弯刚度的计算公式,其结果与目前公认的单壁碳纳米管的有效抗弯刚度吻合得很好.基于单壁碳纳米管的分析结果,提出了一种新的计算多壁碳纳米管抗弯刚度的方法,并推导了多壁碳纳米管的抗弯刚度公式.该公式能在极限条件下很好的还原为经典弹性力学中的抗弯刚度公式,并清楚地反映单壁碳纳米管抗弯刚度不能由经典弹性力学抗弯刚度公式计算的本质原因.结果很好地解释了多壁碳纳米管的屈曲波长与经典预言偏差很大的现象.

摘要：为改善传统充压伸缩式水封机械加压方式所带来的闸门结构复杂和不耐久的问题,设计了一种利用水封在库水作用下自身的大变形主动完成封水的自闭式新型水封,从而取消机械加压,这种水封设计的关键是对各种工况下水封的变形进行准确预估。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形非线性特征、接触非线性特征、以某尖头“山”形水封为例,利用连续介质有限元计算方法对该种水封进行了自闭的仿真计算,并以室内试验加以验证。实践表明:“山”形橡胶水封能实现较好的自闭,且大大削减了闸门充压水封装置的建造成本、便利了工程维护、提高了耐久性,具有较大的应用价值。