力學學報最新期刊目錄

粗糙表面高度分布和功率譜密度對彈塑性接觸行為的影響————作者：郭傳偉;李友華;戴杭岑;沈飛;柯燎亮;

摘要：粗糙表面接觸行為的準確建模和分析是摩擦磨損和工程領域相關問題的重要研究課題。由于粗糙表面接觸行為較為復雜，目前的研究主要聚焦于較傳統(tǒng)的具有高斯高度分布和分形功率譜密度的粗糙表面，這些工作已取得了一定進展，而針對非高斯分布和非分形粗糙表面接觸行為的研究則相對較少。本文首先采用一種非高斯非分形粗糙表面生成方法，數(shù)值生成了具有三種高度分布規(guī)律（高斯分布、威布爾分布和雙模態(tài)分布）和兩種功率譜密度函數(shù)形式（...

基于POD-神經(jīng)網(wǎng)絡的格尼襟翼壓力分布預測————作者：董錦昊;董錦洋;唐懷平;

摘要：針對加裝格尼襟翼翼型氣動特性數(shù)值仿真計算效率較低這一問題,提出一種融合本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)與神經(jīng)網(wǎng)絡的混合預測方法.通過POD方法從壓力分布數(shù)據(jù)中提取前i階主導模態(tài),構建表征壓力分布核心特征的低維空間,再基于各階模態(tài)對應的特征向量重構數(shù)據(jù)集,并通過神經(jīng)網(wǎng)絡模型分別學習其非線性映射規(guī)律,最終集成多尺度預測結果實現(xiàn)壓力分布的高精度重構...

基于IB-LBFS和NFE的大變形膜結構流固耦合數(shù)值模擬————作者：佟瑩;牟永飛;劉釩;肖中云;雷勇強;

摘要：在航天航空工程領域,以降落傘、飛艇等為代表的柔性織物飛行器在非定常氣動力作用下呈現(xiàn)的非線性動力學響應與復雜流動特征,已成為大變形流固耦合(fluid structure interaction, FSI)研究的前沿挑戰(zhàn).這類超彈性膜結構在氣動載荷作用下產(chǎn)生的幾何非線性、材料非線性和邊界非線性耦合現(xiàn)象,給傳統(tǒng)數(shù)值模擬方法帶來了網(wǎng)格畸變、界面追蹤和能量守恒等多重技術難題.文章面向此類FSI數(shù)值模擬需求...

約束Herglotz方程的代數(shù)結構與非保守系統(tǒng)的Poisson積分理論————作者：張毅;王文靜;

摘要：無論完整或非完整約束系統(tǒng),如果存在非保守力,則這些系統(tǒng)的方程一般不具有Lie代數(shù)結構,從而經(jīng)典Poisson積分理論只能部分地應用于這些系統(tǒng)的積分問題.通過Herglotz原理可導出非保守系統(tǒng)的一類動力學方程,即Herglotz方程.研究Herglotz方程的代數(shù)結構,進而建立其Poisson積分理論,對于深入探尋非保守系統(tǒng)的動力學特性具有重要意義.文章研究Herglotz方程的代數(shù)結構,進而建立...

水下爆炸船體結構與系統(tǒng)動力學響應不確定性特征分析————作者：姚熊亮;趙坤;戰(zhàn)天琦;黃仁杰;

摘要：水下爆炸船體結構動力學響應分為早期和后期，早期動力學響應產(chǎn)生結構毀傷，具有強非線性、非平穩(wěn)特征，系統(tǒng)參數(shù)、初始條件等因素的變化將導致早期動力學響應出現(xiàn)分岔、突變等現(xiàn)象，輸出展現(xiàn)不確定性特質。本文針對水下爆炸船體結構與系統(tǒng)早期動力學響應特征時空解耦數(shù)據(jù)分析問題，基于相空間重構技術、拋物線映射方法以及符號動力學理論，提出一種強非線性動力學動態(tài)數(shù)據(jù)分析方法，刻畫水下爆炸船體結構早期動力學響應演化特征，實...

低雷諾數(shù)下基于介質阻擋放電等離子體激勵的翼型小迎角阻力控制實驗研究————作者：陽鵬宇;張鑫;左崢瑜;馬志明;李昌;張秋云;

摘要：以提升高空長航時無人機在低雷諾數(shù)下的氣動性能為背景，以GAW-1翼型為研究對象，以對稱布局介質阻擋放電等離子體激勵器為控制手段，采用測力與測壓相結合的方法，在0.5m×0.6m低速風洞開展了低雷諾數(shù)下翼型等離子體流動控制實驗研究，辨析了阻力反常變化的產(chǎn)生機制，探索了等離子體流動控制機理。翼型弦長為160mm，實驗雷諾數(shù)為8.3×10⁴和15.6×10⁴。...

流體計算中基于流場解預估的時間步長約束方法————作者：陳科錦;羅燦炎;高鶴;畢林;王皓;

摘要：時間推進算法的穩(wěn)定性是決定流體計算成敗的關鍵。然而，即便是隱式推進算法，在啟動計算的早期階段，或者流動中存在激波、分離等大梯度的流動特征的情況，也只能采用較小的時間步長進行推進，以免計算發(fā)散。本文從守恒形式出發(fā)，通過近似線性化發(fā)展了原始變量預估方法，并基于預估結果建立了一種新的時間步長約束方法，實現(xiàn)對每個計算單元時間步長的動態(tài)調整，無需人工手動調參，確保了啟動計算初期和大梯度流動模擬的穩(wěn)定性，同時...

界面相和孔隙缺陷對平紋機織復合材料拉伸性能的影響機制研究————作者：陳泳安;宋世哲;楊洋;李成剛;陳國棟;曾勁;

摘要：平紋機織復合材料在致密化過程中會因基體沉積不完美而導致出現(xiàn)孔隙缺陷，同時界面相在平紋機織復合材料中起到傳遞載荷的作用。因此，建立考慮界面相和孔隙缺陷的平紋機織復合材料損傷本構模型，以描述平紋機織復合材料在考慮界面相和孔隙缺陷影響下的力學行為，對材料結構損傷容限設計與界面相材料選擇十分重要。以某平紋機織復合材料為研究對象，在Hashin和最大應力損傷準則的基礎上引入零厚度內聚力損傷模型和隨機分布的孔...

磁場下近壁面小球繞流的流場及受力————作者：李世軍;潘君華;倪明玖;

摘要：本研究采用數(shù)值模擬探究不可壓縮導電流體中絕緣小球和壁面在磁場作用下的三維流動特性。重點分析雷諾數(shù)1≤Re≤100、相互作用數(shù)0≤N≤10以及球壁間距0.

基于自適應法向射線加密的笛卡爾網(wǎng)格流體仿真方法————作者：鄧露;宋倫繼;羅燦炎;高鶴;畢林;

摘要：在粘性流動模擬中，近壁流動在物面法向方向上的速度梯度遠大于切線方向，呈現(xiàn)出顯著的各向異性特征。傳統(tǒng)的各向同性笛卡爾網(wǎng)格方法在捕捉邊界層流動細節(jié)時面臨網(wǎng)格數(shù)量劇增和計算效率下降的挑戰(zhàn)。針對這一問題，本文提出了一種基于自適應法向射線加密(Adaptive Normal Ray Refinement,ANRR)的笛卡爾網(wǎng)格粘性流體仿真方法。該方法的核心要義在于，根據(jù)物面切線方向上的角度變化程度來自適應生...

充液航天器等效模型參數(shù)在軌辨識研究————作者：王世元;岳寶增;

摘要：現(xiàn)代航天器通常攜帶大量的液體推進劑，在軌運行時推進劑的消耗將導致等效模型參數(shù)的改變。為了獲取準確的等效模型參數(shù)并將其引入GNC系統(tǒng)閉環(huán)控制，提高航天器的姿態(tài)控制精度，本文提出一種基于平方根容積卡爾曼濾波(SR-CKF)的等效模型參數(shù)在軌辨識策略。首先，為了建立適用于金屬膜片貯箱的等效模型，在等效球擺模型的懸掛點施加扭簧-阻尼器以等效金屬膜片對推進劑的剛度-阻尼效應，并借助Kane方法建立了航天器剛...

纖維增強陶瓷基復合材料熱結構可重復使用分析、設計和評價中的關鍵力學問題————作者：楊正茂;

摘要：新一代空天往返飛行器在全壽命周期內經(jīng)歷多次飛行-再入過程，在此過程中經(jīng)受嚴苛的氣動熱/力/振動等多物理耦合載荷作用，在此類極端瞬態(tài)熱力耦合載荷作用下纖維增強陶瓷基復合材料（CeramicMatrixComposites,CMC）熱結構的力學行為及損傷失效機制亟需明晰。本文從多物理場耦合視角揭示了CMC熱結構在循環(huán)服役環(huán)境中的損傷演化機理，辨識出瞬態(tài)熱機械載荷是材料結構在重復使用條件下性能退化的主控...

北極點及高緯度海域海冰壓縮強度的試驗研究————作者：陳曉東;于爽;王燕舞;林龍;屈猛;季順迎;

摘要：在中國第十三次北極科學考察過程中，我國科考隊首次乘破冰船抵達北極點并開展了海冰采集與物理力學性質測試，填補了我國在該海域海冰試驗數(shù)據(jù)的空白。同時，為研究采樣地點氣候條件對海冰壓縮強度及物理性質的影響，分別在81°N至87.3°N之間的其他6個站位開展了冰樣采集與試驗測試。為研究孔隙率與鹵水體積對壓縮強度的影響，測量了試樣的鹽度、溫度與密度等物理性質。數(shù)據(jù)顯示，處于緯度較低海域的海冰試樣，其鹽度與密...

一種高效高精度小樣本的流固耦合代理模型————作者：錢志浩;丁陳森;許靈辰;郭朝陽;喻月;羅詞金;劉謀斌;

摘要：針對傳統(tǒng)流固耦合數(shù)值模擬計算效率低、建模成本高的技術瓶頸,本文使用了一種基于本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,簡稱POD)與高斯過程回歸(Gaussian Process,簡稱GP)的數(shù)據(jù)驅動降階模型(Reduced Order Model,簡稱ROM)實現(xiàn)了流固耦合問題的代理仿真.本文通過融合無網(wǎng)格粒子法對流固耦合問題的仿真結果,構建了高保真流場數(shù)據(jù)集...

含疊加微凸體的三維粗糙表面接觸模型————作者：蘇宇龍;郭云龍;原園;鄭建明;

摘要：基于分形理論,建立了含疊加微凸體的粗糙表面接觸力學模型.依據(jù)Weierstrass-Mandelbrot函數(shù),構建了頻率等級優(yōu)先、脊數(shù)優(yōu)先和曲率半徑優(yōu)先三種疊加微凸體幾何輪廓,通過幾何對比方式確定出脊數(shù)優(yōu)先建立的疊加微凸體與粗糙表面輪廓較為符合.根據(jù)經(jīng)典接觸理論,給出了疊加微凸體中各層發(fā)生彈性、彈塑性及完全塑性變形的必要條件.結合微凸體面積分布密度函數(shù),獲得了粗糙表面總接觸載荷和真實接觸面積的內在...

基于自適應罰因子的變摩擦接觸磨損計算方法————作者：盧恒嘯;李燕;馮志強;

摘要：磨損廣泛出現(xiàn)在各種物體的相互接觸中，準確且高效地模擬物體的接觸磨損行為對研究磨損危害及其預防至關重要。本文基于罰函數(shù)接觸算法和Archard磨損模型，結合考慮常數(shù)、線性和指數(shù)壓力相關摩擦系數(shù)的庫倫摩擦模型，構建了一個包含幾何非線性、材料非線性和邊界非線性等復雜非線性因素的接觸磨損數(shù)值模擬方法。為了提高變摩擦系數(shù)模型的效率和精度，本文提出了自適應罰因子（VFAPF）算法，并將其應用于線彈性材料和Mo...

基于對流擴散系統(tǒng)的不可壓Navier-Stokes方程的多分布正則化格子Boltzmann方法————作者：趙勇;葛懿萱;陳鑫夢;陳震宇;汪壘;

摘要：不可壓Navier-Stokes方程組在環(huán)境科學、生物醫(yī)學、流體力學等眾多科學領域都扮演著十分重要的角色。發(fā)展求解不可壓Navier-Stokes方程組的穩(wěn)定高效數(shù)值模擬方法具有重要的科學價值和實際意義。為此,本文提出了一種求解不可壓Navier-Stokes方程組的多分布正則化格子Boltzmann (MDF-RLB)模型。該模型的核心思想是將不可壓Navier-Stokes方程組轉換為一個耦合...

基于小腦脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡的柔性機械臂運動控制————作者：張透明;韓芳;王青云;

摘要：柔性機械臂由于自身材料的柔軟特性,極容易受到環(huán)境中的不確定性干擾,從而發(fā)生意外形變,影響控制精度.針對該情況,借鑒人體中小腦對運動的調控和對環(huán)境的適應性,搭建了小腦脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡模型,用于對柔性機械臂在環(huán)境干擾下的運動行為進行糾正控制.首先,基于分段常曲率方法建立了一個多自由度柔性機械臂模型,它具有移動關節(jié)和旋轉關節(jié),可以實現(xiàn)伸縮和彎曲的運動行為;并采用順序二次規(guī)劃算法近似計算得到機械臂的逆運動學模...

單級和多級連續(xù)恒值準零剛度隔振方法————作者：趙峰;康艷紅;曹心煜;杜文遼;曹樹謙;

摘要：準零剛度隔振器具有高靜態(tài)和低動態(tài)剛度特性，在低頻隔振領域受到廣泛關注。具有非線性剛度特性的準零剛度隔振器在承載質量變化時，導致動態(tài)剛度增大從而降低低頻隔振性能，不適用于變承載質量隔振工況。為解決此問題，采用拉簧和斜桿提出一種具備恒值準零剛度特性的隔振器，通過靜態(tài)分析獲得的剛度表達式推導出兩個準零剛度參數(shù)條件，可實現(xiàn)恒值準零剛度、恒值零剛度或恒力和非線性準零剛度特性；進而基于恒值準零剛度提出了多級連...

壓電式微/納米級高精度定位系統(tǒng)的Noether對稱性數(shù)值解法————作者：謝煜;李彥敏;張成璞;趙綱領;陳向煒;

摘要：遲滯非線性效應會使壓電式微/納米級定位系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重定位誤差,為了減小遲滯非線性的影響,需要對系統(tǒng)進行動力學建模和非線性行為研究,并構建控制器補償遲滯以提高定位精度.由于存在遲滯、耗散等非保守量,傳統(tǒng)方法尋找系統(tǒng)的Noether對稱性非常困難進而導致無法構造系統(tǒng)的對稱性解,從而影響系統(tǒng)的優(yōu)化設計,對此本文提出壓電式微/納米級定位系統(tǒng)的Noether對稱性數(shù)值解法.以德國Physik Instrume...

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