摘要：均匀圆柱壳链可以调控弹性波传播,引入密度梯度有望进一步提高波形调控能力.通过建立密度梯度柱壳链的细观有限元模型和连续介质模型,研究了密度梯度柱壳链的弹性波传播特性.通过将密度梯度柱壳链等效为变密度连续介质弹性杆,建立了其在应力脉冲作用下的控制方程.运用拉普拉斯积分变换方法,考虑杆中密度遵循线性分布,获得了方程的解析解.以三角形应力脉冲作用为例,通过与细观有限元模拟结果比较,发现解析解可以较好地预测梯度柱壳链中载荷的演化趋势.正梯度链中载荷峰值随着波传播逐渐增大,负梯度链中载荷峰值随着波传播逐渐减小.正梯度链支撑端峰值载荷高于均匀链,负梯度链支撑端峰值载荷低于均匀链,这表明相较于均匀柱壳链,密度梯度柱壳链可以在更大范围内对波形进行调控.线性密度梯度参数对梯度柱壳链的波形调控能力影响较大,梯度参数越小,传递到支撑端的峰值载荷越小;相反,梯度参数越大,支撑端的峰值载荷越大.建立的理论模型及其解析解为研究梯度柱壳链中应力波传播规律及揭示载荷调控机理提供了理论基础.

摘要：以12R22.5全钢载重子午线轮胎为研究对象,建立含纵向花纹的轮胎有限元模型,采用磨耗后处理法模拟胎面磨耗行为.将制动条件下计算得到的沟深磨耗量与道路实测结果进行对比,两者相对误差为10.2%,验证了该处理方法的可靠性.对4种不同行驶工况的轮胎胎面进行磨耗仿真分析.结果表明,自由滚动工况磨耗主要发生在花纹沟边,制动工况胎肩部花纹块磨耗深度较大,驱动工况磨耗主要发生在胎中部花纹块,侧偏工况胎面橡胶磨耗速率最快.考察充气压力和载荷对胎面磨耗的影响.结果表明,载荷增大、充气压力减小使胎面磨耗的不均匀性增加.对于超压超载工况,仿真得出自由滚动5×10^(4) km后胎面橡胶磨耗质量是额定工况的1.56倍.

摘要：结合多胞材料的可压缩性和圆管结构的轴对称性,提出了一种周期开孔圆管的缓冲吸能新结构.通过数值模拟研究了该结构在轴向准静态加载下的力学响应.加工了典型尺寸的试件,对其进行了准静态实验研究,实验结果证明了数值模拟的可靠性.数值模拟和实验的结果表明在准静态轴压下,该结构主要变形模式为整体轴向均匀压缩,载荷位移曲线平滑,载荷力稳定且幅值较大,比吸能和冲程效率适中,缓冲吸能性能较好.讨论了几何参数对结构吸能性能的影响,发现圆管厚度对平均载荷的大小起决定性支配,二者呈现较好的线性关系,随着周期开孔数或者胞元壁厚的增加,平均载荷逐渐增加,冲程效率逐渐减小,比吸能变化不大.

摘要：结合Stoney公式的多光臂应力测量方法能够有效检测出薄膜电极在充放电过程中的平均应力.然而,经典Stoney公式仅适用于低应力水平的情况.运用修正的Stoney公式考虑了硅电极材料力学性质的变化和基底曲率剧烈变化情况下电极薄膜中应力的演化规律.基于应力和扩散相互耦合的三维非线性有限元模型,验证了修正Stoney公式的准确性.进一步,讨论了曲率分叉出现的条件,确保使用修正的Stoney公式时避免出现曲率分叉行为.

摘要：简要介绍了第二届全国爆炸与冲击动力学青年学者学术研讨会的情况,概况总结了与会学者所做的报告内容.报告包括3个特邀报告、14个专题邀请报告和24个主题邀请报告,其中主题邀请报告分为爆轰和爆炸动力学、结构动力学和多尺度高性能计算、材料动力学和实验测试技术、复合材料结构的动态力学行为、轻质结构的吸能特性和优化设计等5个主题.

摘要：椭圆柱壳链可以引起波形弥散,从而可以调控应力波的传播.本文通过3D打印、冲击测试、细观有限元模拟和理论分析,研究了在质量块冲击加载下,单胞纵横比、冲击质量和速度对椭圆柱壳链中弹性波传播弥散行为的影响.结果表明,冲击过程中,椭圆柱壳链结构中的速度峰值随着波传播逐渐减小,纵横比越大或冲击质量越小,速度峰值衰减越剧烈,而冲击速度对椭圆柱壳链的波形弥散行为几乎无影响.相关研究对新型波形控制器的设计和精确有效地调控弹性波传播具有重要意义.

摘要：轻质高强韧结构设计一直是力学和材料等学科交叉的前沿问题,也是工程应用的不懈追求.生物材料经历数百万年进化,兼具轻质、高强度和高韧性力学性能,成为高性能工程材料设计的模板.然而,生物材料往往具有跨尺度、多层级的复相结构和界面特征,会产生非线性、多过程的变形和断裂行为,进而决定强度和韧性等力学性能.如何发展定量的力学模型、阐明生物材料的结构-界面-强韧力学性能间的关系,并为高性能仿生材料制备提供优化设计方案成了近期的研究前沿.本文以极具代表性的生物“砖泥交错结构”和“扭转纤维结构”为例,从力学模型和力学机制方面,首先梳理仿生异质结构代表性单元体(RVE)的非线性力学响应与其结构间的关联;然后讨论含主裂纹仿生异质结构的断裂行为及其与RVE结构间的关联;进一步,基于力学模型和机制,给出优化强度、韧性、抗冲击性和断裂韧性等性能的力学设计方案;最后,提出仿生异质结构非线性力学与优化设计中存在的挑战和未来的发展方向.

摘要：关键材料的失效破坏是航空航天、桥梁、高铁等重要工程领域中的关键问题,是人类历史上众多无法磨灭的事故和灾难的根本原因.材料宏观层面可见的失效破坏,由其内部无法观察的微观力学行为决定,因而对内部微观力学行为的可视化实验研究是从本质上理解失效破坏机理的重要基础.传统的实验力学测试方法(声测、光测、电测等),均难以实现对材料内部力学行为的直接实验观测.随着近年来同步辐射、中子等先进光源的不断涌现,为发生在材料内部的损伤失效过程的原位实验带来了可能.本文从时空尺度的角度,对国内外利用同步辐射和中子源的内部力学三维实验研究的相关工作进行了整理和综述,在此基础上分析了揭示材料失效破坏固体力学难题在实验力学内部表征方法上面临的挑战,并对基于先进光源的内部力学行为测试原理、方法和技术的发展趋势进行了探讨.

摘要：细胞力学微环境可以调控许多细胞生理功能.特别地,在细胞力学微环境各种信号梯度的作用下,细胞可以定向地迁移.这些定向迁移可以显著影响伤口愈合、癌细胞转移和组织形貌发育等生理过程.目前为止,细胞的定向迁移主要包括:在化学药物梯度作用下的趋药性迁移,在黏附分子梯度作用下的趋触性迁移,以及在细胞外基质硬度梯度作用下的趋硬性迁移等.虽然细胞趋药性和趋触性迁移的力学机理得到了很好的研究,但是关于细胞趋硬性迁移的机制和作用还不清楚.该文重点介绍了细胞趋硬性的相关实验和理论研究进展,分析了不同研究间的联系与区别,讨论了细胞趋硬性迁移的潜在力学机制,提出尚存在的问题和未来可能的研究方向.

摘要：浮筏隔振系统是一种广泛应用的减振降噪装置,但它在低频减振方面还存在较大不足。研究表明通过安装吸振器可以改善原系统的隔振性能。本文针对吸振器在浮筏系统中减振应用的问题,采用有限元方法,通过分析比较安装吸振器前后浮筏系统频响特性的变化情况,对吸振器在实际浮筏上的减振效果进行了模拟计算;同时采用自行研制的磁流变弹性体半主动吸振器进行了吸振器在浮筏上的减振实验。通过计算结果与实验测试值的对比,验证了用该方法对吸振器在实际浮筏上的减振效果进行预报的可行性。