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动载循环作用下砂岩的动态力学响应及破坏特征
1
作者 赵光明 秦志宏 孟祥瑞 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期18-33,共16页
针对深部矿井开采过程中岩体自稳能力差、动力灾害频发等问题,采用自主研发的ZST-1500微机控制电液伺服煤岩动静组合自适应耦合试验系统,开展了不同幅值与频率的砂岩单轴动载扰动试验,分析了动载作用下砂岩动态力学响应规律与破坏特征... 针对深部矿井开采过程中岩体自稳能力差、动力灾害频发等问题,采用自主研发的ZST-1500微机控制电液伺服煤岩动静组合自适应耦合试验系统,开展了不同幅值与频率的砂岩单轴动载扰动试验,分析了动载作用下砂岩动态力学响应规律与破坏特征。研究结果表明:(1)随动载幅值增加,砂岩滞回环由“疏-密”向“疏-密-疏”变化,依据动载循环期间试样塑性变形量,将动载周期划分为对数上升阶段Ⅰ、匀速损伤阶段Ⅱ和指数加速阶段Ⅲ。(2)动载对试样强度的弱化作用存在阈值,当动载水平为70%σ_(c)时,诱发砂岩发生破坏的幅值阈值在17.5%~22.5%σ_(c)范围内,低于阈值的动载作用不会造成砂岩失稳,越过阈值后砂岩强度、破坏前动载持续时间与动载幅值及频率均成负相关。(3)动载幅值与频率对砂岩弱化作用机制存在差异,动载幅值、频率均与动载单次循环平均塑性变形Δε_((i))^(-)成正相关,但Δε_((i))^(-)对动载幅值更为敏感,在阶段Ⅰ、Ⅱ内随幅值增大呈指数型增长。动载幅值主要通过提升塑性变形量来实现对砂岩的弱化作用;而动载频率提升降低了动载循环间隔,在砂岩内部形成小增量、短时、连续的损伤,从而实现对砂岩的弱化作用。(4)砂岩AE信号累计能量与振铃计数率随动载幅值的增大呈指数型变化,也随动载频率的增加同步增长。随着动载幅值增加,砂岩微观裂隙起裂、扩展程度递增,剪切裂纹占比增大;随着动载频率增大,砂岩拉伸裂纹占比增大。 展开更多
关键词 岩石力学 砂岩 循环动载 动态力学响应 渐进损伤
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脑组织生物力学试验方法及力学特性综述
2
作者 姜叶洁 王淑婧 +1 位作者 马巾慧 张冠军 《汽车工程师》 2025年第3期1-11,共11页
为深入了解脑组织生物力学特性、生物力学试验方法和脑部损伤生物力学的研究现状,基于国内外学者对脑组织的生物力学研究成果,针对脑组织材料力学试验方法及生物力学特性的分析进行综述,并归纳现有文献的头部有限元模型中用于模拟脑组... 为深入了解脑组织生物力学特性、生物力学试验方法和脑部损伤生物力学的研究现状,基于国内外学者对脑组织的生物力学研究成果,针对脑组织材料力学试验方法及生物力学特性的分析进行综述,并归纳现有文献的头部有限元模型中用于模拟脑组织的本构模型及材料属性,为脑组织损伤的有限元建模提供参考,并为研究脑组织的损伤机理和损伤预测提供依据。 展开更多
关键词 脑组织 生物力学试验 生物力学特性 力学本构模型
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若干力学研究方法的演变与启示
3
作者 杨庆生 《力学与实践》 2025年第1期242-246,共5页
在不同的发展时期,力学总能够发现与发明最适当的研究方法,解决面临的关键问题,进而推动力学自身的发展。本文从几何-解析、定性-定量、简单模型-精确理论、微分-变分4个角度分析了力学研究方法的演变过程和作用。通过研究力学研究方法... 在不同的发展时期,力学总能够发现与发明最适当的研究方法,解决面临的关键问题,进而推动力学自身的发展。本文从几何-解析、定性-定量、简单模型-精确理论、微分-变分4个角度分析了力学研究方法的演变过程和作用。通过研究力学研究方法的演变,可以更好地理解力学的思想精髓,把握力学学科发展规律,对于目前在人工智能背景下的力学研究和教学具有重要启示。 展开更多
关键词 力学史 研究方法 演变 力学发展 启发
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“四大力学”的错误说法可以休矣
4
作者 曹则贤 《大学物理》 2024年第8期1-3,共3页
在我国的物理教学界,包括教物理的和学物理的,长期流传着所谓“四大力学”的说法,它具体包括哪些物理分支,似乎没有统一的说法.按百度百科的词条“四大力学”——这词条可能是具有我国特色的,谓“四大力学”指的是理论力学、电动力学、... 在我国的物理教学界,包括教物理的和学物理的,长期流传着所谓“四大力学”的说法,它具体包括哪些物理分支,似乎没有统一的说法.按百度百科的词条“四大力学”——这词条可能是具有我国特色的,谓“四大力学”指的是理论力学、电动力学、热力学/统计力学(简称热统)和量子力学. 展开更多
关键词 统计力学 理论力学 电动力学 物理教学 量子力学 热力学 词条
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危化罐车中长波起伏路面液体晃动动力学行为研究
5
作者 王笑乐 郭彦超 +4 位作者 徐小东 王雷 戴宝宝 张志宁 杨洋 《汽车工程》 北大核心 2025年第1期187-200,共14页
为研究路面起伏对危化罐车行驶稳定性的影响,基于路形不平度数据建立中、长波路面模型。以多轴液罐车为对象,构建考虑轮胎变形和悬架非线性的车辆动力学模型。建立液体纵、侧向晃动等效力学模型,与车辆动力学模型耦合,得到不同路面行驶... 为研究路面起伏对危化罐车行驶稳定性的影响,基于路形不平度数据建立中、长波路面模型。以多轴液罐车为对象,构建考虑轮胎变形和悬架非线性的车辆动力学模型。建立液体纵、侧向晃动等效力学模型,与车辆动力学模型耦合,得到不同路面行驶罐体运动学参数,以激励液体晃动模型。研究结果表明,两侧路面相位差增加对罐车侧向稳定性产生不利影响;液体侧向晃动频率随路面波长增加而减小,随充液比增加而增大;牵引车鞍座至半挂车轴距离为波长整数倍时,液体纵向晃动明显;斜向防波板可抑制液体侧向晃动,但低充液比小幅晃动时抑制效果较差;罐车低充液比通过起伏路面时,适当提高车速可降低液体晃动;高充液比时车速过快将导致晃动幅度和壁面载荷显著增大,降低车辆行驶稳定性。 展开更多
关键词 液罐车 路面激励 液体晃动 等效力学模型 多体动力学
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基于DEM模拟的不同初始含水率条件下黏性土细观力学劣化机制研究
6
作者 赵景锋 车德龙 +2 位作者 赵二平 章涵 唐加林 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期119-127,135,共10页
为揭示水对黏性土宏观变形特性影响的细观力学机制,结合室内三轴压缩试验结果,借助颗粒流软件PFC3d,从细观尺度研究了不同初始含水率条件下黏性土压缩破坏的力学机制。结果表明:所建立的DEM模拟结果可以反映不同初始含水率条件下土体的... 为揭示水对黏性土宏观变形特性影响的细观力学机制,结合室内三轴压缩试验结果,借助颗粒流软件PFC3d,从细观尺度研究了不同初始含水率条件下黏性土压缩破坏的力学机制。结果表明:所建立的DEM模拟结果可以反映不同初始含水率条件下土体的力学性能;土体的峰值强度、切线弹性模量、黏聚力和内摩擦角均随含水率的增加而降低;随着轴向应变的增加,在试样两端产生较大位移量,中部区域产生较小位移,同时在中部区域形成剪切带,土体表现为“先剪缩,后剪胀”的变形特点。并在围压施加完成时,颗粒接触法向各向异性较小,但随着土体达到峰值状态,颗粒体系的接触法向表现出较强的各向异性;剪切过程中试样微裂纹发展经历了零发展,快速发展和缓慢发展阶段,并且剪切裂纹占主导地位;模型中边界能量随着剪切的持续,大部分转化为弹性应变能,小部分转化成阻尼能。研究可为探索不同初始含水率下土体压缩变形破坏行为提供一种新思路。 展开更多
关键词 黏性土 DEM 力学机制 细观力学特性
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钒渣钙化焙烧物相变化及热力学动力学分析
7
作者 邵甲骥 孙小涵 +3 位作者 贺永东 赵亿坤 陈守俊 梁飞龙 《矿冶工程》 北大核心 2025年第1期103-108,共6页
对钒渣原料及钙化焙烧过程进行研究,并采用反应热力学和动力学对其焙烧机理进行理论论证。结果表明:钙化焙烧主要包括铁氧化、橄榄石氧化分解、尖晶石氧化分解及钙化反应;经理论和数据分析,含钙相的形成顺序依次为CaV_(2)O6、Ca_(2)V_(2... 对钒渣原料及钙化焙烧过程进行研究,并采用反应热力学和动力学对其焙烧机理进行理论论证。结果表明:钙化焙烧主要包括铁氧化、橄榄石氧化分解、尖晶石氧化分解及钙化反应;经理论和数据分析,含钙相的形成顺序依次为CaV_(2)O6、Ca_(2)V_(2)O_(7)、Ca_(3)V_(2)O_(8)、CaSiO_(3)。高温情况下,过量的CaO会与钒反应生成Ca_(3)V_(2)O_(8)、CaSiO_(3)。钒尖晶石的氧化钙化过程受三级反应控制,表观活化能为282.45kJ/mol。浸出实验中,焙烧温度860℃、焙烧时间120min所得焙烧渣的钒浸出率较高,与钙化焙烧理论分析结果一致。 展开更多
关键词 钒渣 钙化焙烧 相变过程 热力学 动力学 提钒
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高温下HMX热分解反应分子动力学模拟 被引量：1
8
作者 陈芳 贾方硕 +3 位作者 陈瑶 李天浩 郭国琦 董羚 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期105-110,共6页
本文采用ReaxFF-lg反应分子动力学方法研究了奥克托金(HMX)在六种不同温度下的初始反应热分解过程,验证了ReaxFF-lg势函数对HMX体系的适用性,计算了不同温度下HMX体系势能、总物种演化趋势、初始反应产物以及指前因子和活化能.结果表明,... 本文采用ReaxFF-lg反应分子动力学方法研究了奥克托金(HMX)在六种不同温度下的初始反应热分解过程,验证了ReaxFF-lg势函数对HMX体系的适用性,计算了不同温度下HMX体系势能、总物种演化趋势、初始反应产物以及指前因子和活化能.结果表明,HMX热分解过程主要有三种初始分解机理:N-NO_(2)键的断裂,HONO的解离和主环上C-N键的断裂,计算得到的初始分解阶段活化能Ea和指前因子ln(A),与实验值相吻合. 展开更多
关键词 HMX 反应分子动力学(RMD) ReaxFF-lg 热分解 温度
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小米椒生物力学特性试验研究
9
作者 张善文 孙永元 +4 位作者 张永吉 戴敏 缪宏 张燕军 高吉成 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期151-159,共9页
为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。... 为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。采用正交旋转组合设计方法,确定了加载速度对抗压强度的影响极显著,小米椒直径对抗压强度的影响显著,加载速度对剪切强度的影响显著。通过轴向压缩和剪切试验,确定了小米椒首部的抗压强度平均值为0.62 MPa,弹性模量平均值为2.72 MPa;中部抗压强度平均值为0.64 MPa,弹性模量平均值为3.17 MPa;尾部抗压强度平均值为0.61 MPa,弹性模量平均值为2.64 MPa,小米椒剪切强度平均值为0.32 MPa。 展开更多
关键词 小米椒 力学特性 物理特性
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含孔洞CoCrNiFeCu高熵合金纳米压入的分子动力学模拟
10
作者 史银花 施琴 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第3期141-148,共8页
高熵合金具有优异的力学性能、耐磨耐蚀耐高温等性能,成为未来最有发展潜力的新型材料之一.因此,本文通过分子动力学模拟的方法探究了孔洞对CoCrNiFeCu高熵合金模型纳米压痕力学性能和位错演化的影响.结果表明,屈服点、载荷、杨氏模量... 高熵合金具有优异的力学性能、耐磨耐蚀耐高温等性能,成为未来最有发展潜力的新型材料之一.因此,本文通过分子动力学模拟的方法探究了孔洞对CoCrNiFeCu高熵合金模型纳米压痕力学性能和位错演化的影响.结果表明,屈服点、载荷、杨氏模量和硬度等力学参数随着孔洞深度D的增加呈现先增加后稳定的趋势.孔洞的存在显著影响了位错形核的位置,随着孔洞深度的增加,初始位错优先在孔洞与表面之间形成,随后集中在模型表面形成,且位错环由平面圆环状转变为“翼状”.在孔洞深度较小时(D<40A),位错环沿(110)面水平扩展,随着孔洞深度的增加,位错环开始向下扩展.此外,在压痕深度为30?时,位错密度随着孔洞深度的增加逐渐增加. 展开更多
关键词 CoCrNiFeCu 分子动力学 纳米压入 力学性能 位错演变
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MER沸石的K^(+)调变及其对O_(2)和N_(2)吸附动力学的影响
11
作者 白晓炜 唐轩 +3 位作者 王亚婷 张飞飞 李晋平 杨江峰 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第2期127-134,共8页
通过调变原料中矿化剂KOH的加入量,实现对K-MER沸石微孔结构的精确调控,致使O_(2)和N_(2)在该沸石孔道中的吸附动力学性能具有较大差异.研究结果表明,随着K/Si摩尔比的增大,沸石有效孔径减小,其中K-MER-0.41(K/Si摩尔比为0.41)在298 K下... 通过调变原料中矿化剂KOH的加入量,实现对K-MER沸石微孔结构的精确调控,致使O_(2)和N_(2)在该沸石孔道中的吸附动力学性能具有较大差异.研究结果表明,随着K/Si摩尔比的增大,沸石有效孔径减小,其中K-MER-0.41(K/Si摩尔比为0.41)在298 K下的O_(2)/N_(2)动力学选择性达到最高值(3.24).分子动力学模拟结果表明,K-MER-0.41中O_(2)的扩散速率大于N_(2). 展开更多
关键词 沸石 吸附动力学 氧气/氮气 动力学选择性 扩散速率
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冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究
12
作者 刘先峰 王通 +3 位作者 李建国 袁胜洋 侯召旭 张俊 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应... 针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。 展开更多
关键词 岩石工程 冻融循环 力学特性 能量演化 损伤本构模型
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环境土力学与工程研究进展
13
作者 薛强 杜延军 +2 位作者 胡黎明 詹良通 李江山 《土木工程学报》 北大核心 2025年第3期83-112,共30页
固体废弃物堆存、场地污染和能源开采等生产活动产生了大量环境土,其通常赋存于高含水、多荷载、强化学作用等复杂环境中。在热-水-力-化-生多场环境作用下,会发生渗流-热传导-力学变形-化学反应-生物作用等多种过程。这些过程引起环境... 固体废弃物堆存、场地污染和能源开采等生产活动产生了大量环境土,其通常赋存于高含水、多荷载、强化学作用等复杂环境中。在热-水-力-化-生多场环境作用下,会发生渗流-热传导-力学变形-化学反应-生物作用等多种过程。这些过程引起环境土固-液-气-生化物质间强烈的相互作用,导致其微观结构和微观力学性能演化,从而改变环境土宏观性能,这造成与环境土相关的工程和环境灾害频发,给我国生态文明建设带来了巨大挑战。文章分析近年来国内外环境土力学与工程研究最新进展情况,包括环境土多相介质相互作用理论、环境土多尺度表征方法、环境土改性调控技术3个方面的内容。在此基础上,提出环境土界面力学理论框架体系,包括其基本概念、研究目的、应用范畴等,并指出环境土界面力学研究要突破的关键科学技术问题。 展开更多
关键词 环境土 多相介质 相互作用 多尺度表征 改性调控 界面力学
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化学组分和温度对水化硅铝酸钙凝胶结构及力学性能影响的分子动力学研究
14
作者 刘慧婷 李妍 +5 位作者 于永金 张弛 夏修建 张佳滢 张汉其 杜涛 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期211-219,共9页
通过分子动力学方法研究化学组分和温度对水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶结构和力学性能的影响规律,结合强度试验为超高温固井水泥砂铝配比提供试验指导。构建C-A-S-H凝胶模型,研究温度、Ca/Si、Al/Si对硅氧四面体结构Q n分布、平均链长的... 通过分子动力学方法研究化学组分和温度对水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶结构和力学性能的影响规律,结合强度试验为超高温固井水泥砂铝配比提供试验指导。构建C-A-S-H凝胶模型,研究温度、Ca/Si、Al/Si对硅氧四面体结构Q n分布、平均链长的影响规律。通过C-A-S-H凝胶断裂过程的应力应变关系,结合Al、Si原子平均受力特征,揭示富铝相C-A-S-H的增强机制。结果表明:Al的加入能够有效填补硅氧链桥位缺陷,增加平均链长,增强桥联层间硅氧结构,促进形成聚合度更高的硅氧四面体,进而提升强度;超高温220~260℃时,Ca、Si、Al物质的量比为0.9∶1∶0.15~0.2,对应加砂55%、铝质材料7%~10%BWOC,可满足固井水泥强度要求。 展开更多
关键词 超高温 硅铝酸钙凝胶 固井水泥设计 力学性能 分子动力学
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碳纤维增强防辐射混凝土的制备与力学性能研究
15
作者 马明磊 桂强 +5 位作者 白洁 王超 穆富江 陈晴宇 张斌 王先锋 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期113-118,共6页
防辐射混凝土中的高密度骨料因重力作用易沉降,致其力学性能受损。为增强此类混凝土的力学性能,以水泥、粉煤灰、矿粉、铁矿石碎石及铁矿石砂为基础原料,并掺入碳纤维与减水剂,制备了碳纤维增强防辐射混凝土。试验探究了不同碳纤维掺量... 防辐射混凝土中的高密度骨料因重力作用易沉降,致其力学性能受损。为增强此类混凝土的力学性能,以水泥、粉煤灰、矿粉、铁矿石碎石及铁矿石砂为基础原料,并掺入碳纤维与减水剂,制备了碳纤维增强防辐射混凝土。试验探究了不同碳纤维掺量对混凝土工作性能、力学特性及微观结构的影响。结果表明:使用长度为7 mm、直径为6μm的碳纤维,且碳纤维的体积分数为0.2%时,所制备的碳纤维防辐射混凝土坍落度为180 mm,表观密度范围为(3750±50)kg/m^(3)、28 d抗压强度为51.08 MPa、28 d劈裂抗拉强度为6.56 MPa,展现出良好的力学性能;碳纤维与减水剂的额外掺入显著优化了防辐射混凝土的工作性能与力学特性;综合考虑性能与成本控制,确定碳纤维的最佳体积分数为0.2%。综上,该研究为碳纤维增强防辐射混凝土的制备提供了宝贵的理论指导与实践参考。 展开更多
关键词 碳纤维 防辐射混凝土 力学性能 微观结构
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考虑局部胶结破损热力学行为的结构性黄土二元介质本构模型
16
作者 王番 郅彬 +4 位作者 刘恩龙 王小婵 邓博团 李金华 张辉 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期97-109,共13页
建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-... 建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-应变非均匀分布特征,提高了模型对变形的预测精度,其在数学形式上同剑桥模型类似。首先,通过热力学能量守恒定律,确定结构性黄土压缩变形过程中的结构破损功数学表达式,并发现结构性黄土局部损伤耗散的热力学行为主要来源:(1)破损集合体与未破损集合体之间的相互摩擦作用;(2)未破损集合体向破损集合体转换时,部分细观结构破损的不可逆热力学行为。基于此认识,建立了考虑胶结破损热力学行为的宏-细观本构模型框架,并通过分析结构性黄土变形机制(摩擦+胶结+破损共同作用),确定其自由能、耗散能和破损耗散能表达式;推导了一个考虑体积破损和剪切破损演化规律的损伤屈服函数及本构关系。通过所建立本构关系对已有试验数据进行预测,验证其合理性。 展开更多
关键词 结构性黄土 本构模型 局部破损 热力学 二元介质模型
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基于模态空间时域精细积分的结构动力学参数辨识方法
17
作者 潘耀宗 赵岩 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第1期29-39,共11页
提出了一种基于模态空间时域精细积分的动力学参数辨识方法.首先,基于时域测量信号和理论预测模型构造辨识方程,在模态空间内,由时域精细积分方法构造了理论预测模型;其次,通过矩阵、向量的Kronecker积运算法则推导了辨识模态的无约束... 提出了一种基于模态空间时域精细积分的动力学参数辨识方法.首先,基于时域测量信号和理论预测模型构造辨识方程,在模态空间内,由时域精细积分方法构造了理论预测模型;其次,通过矩阵、向量的Kronecker积运算法则推导了辨识模态的无约束向量的二次型函数,解析地给出了辨识振型的数学表达;最后,通过对辨识优化问题进行数学变换,仅需要辨识结构动力学特性的谱参数(频率和阻尼比),极大地降低了辨识参数的维度.数值算例中,进行了三自由度弹簧质量系统和高速受电弓的动力学参数辨识,辨识得到的固有频率、阻尼比与理论值相比,误差在8%以内;辨识振型与理论振型之间的夹角的余弦接近1,验证了辨识结果的准确性.该文提出的方法能够有效地实现辨识谱参数(频率、阻尼)和空间参数(振型)的分离,具有非常好的求解效率和应用前景. 展开更多
关键词 动力学参数辨识 时域精细积分法 最小二乘法 自振特性 动力学优化
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活性纳米颗粒与岩石表面间微观力学作用实验解析与润湿调控预测
18
作者 袁彬 韩明亮 +1 位作者 张伟 李东明 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期120-127,共8页
微观作用力决定了纳米颗粒在岩石壁面的吸附行为,进而影响纳米颗粒调控壁面润湿性的能力。基于原子力显微镜测量活性SiO_(2)颗粒与石英基底间作用力,建立力学作用理论模型并分析其主控因素;进行纳米颗粒在壁面吸附的分子动力学模拟,验... 微观作用力决定了纳米颗粒在岩石壁面的吸附行为,进而影响纳米颗粒调控壁面润湿性的能力。基于原子力显微镜测量活性SiO_(2)颗粒与石英基底间作用力,建立力学作用理论模型并分析其主控因素;进行纳米颗粒在壁面吸附的分子动力学模拟,验证力学模型的合理性;基于力学机制建立预测纳米颗粒调控壁面润湿性的数学模型。结果表明:溶液离子浓度越大或离子价态越高,活性SiO_(2)颗粒与石英基底间作用力越倾向于表现为引力,所建立的力学模型可高效拟合二者间力学数据;二者间力学作用可由离子浓度、纳米颗粒表面修饰分子的长度等因素调控,但离子浓度为主控因素;在双对数曲线中纳米颗粒在壁面的黏附功和壁面油相接触角的变化值呈线性关系。 展开更多
关键词 提高采收率 活性纳米颗粒 原子力显微镜 润湿调控 纳米力学
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含软弱夹层复合层状试样力学行为及能量演化特性研究
19
作者 刘学伟 雷俊强 +3 位作者 刘滨 姚文杰 白纪成 刘泉声 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期126-140,共15页
工程中广泛存在的复合层状围岩的软弱层几何特征(倾角和厚度)对岩体稳定性的影响至关重要。为研究软弱层厚度及倾角对复合层状岩体的力学行为影响,首先,开展了含不同软弱层倾角(0°、30°、45°、60°)和厚度(1、2、3、... 工程中广泛存在的复合层状围岩的软弱层几何特征(倾角和厚度)对岩体稳定性的影响至关重要。为研究软弱层厚度及倾角对复合层状岩体的力学行为影响,首先,开展了含不同软弱层倾角(0°、30°、45°、60°)和厚度(1、2、3、4 cm)的复合层状岩体试样的单轴压缩试验,试验结果表明,随着软弱层倾角增加,试样的峰值强度和弹性应变能密度逐渐下降,但下降幅度随厚度的增加而降低,同时试样破坏模式由非层理面内张拉或整体破坏转为层理内滑移破坏;随着软弱层厚度的增加,试样的峰值强度逐渐减小,试样的破坏模式由沿层理面滑移转为层理面滑移与轴向劈裂的组合破坏模式。其次,通过最大信息系数分析表明,软弱层的厚度和倾角分别为试样力学特性与能量特性的主控制因素。最后,基于能量理论分析并结合峰前弹性应变能比和耗散能比,发现软弱层的不同倾角和厚度导致能量释放模式不同,进而影响试样的破坏模式和强度特征。研究结果揭示了软弱层对复合层状围岩的重要影响规律,对类似岩体的稳定性分析具有实际的参考价值。 展开更多
关键词 复合层状岩石 软弱层 几何关系 力学特征 能量特性
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气泡动力学研究进展
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作者 张阿漫 李世民 +1 位作者 李帅 刘云龙 《力学学报》 北大核心 2025年第1期1-16,共16页
只要有流体的地方,就可能会产生气泡,气泡是气体在液体中一种常见的呈现形式,在自然界和工程界中广泛存在,在船舶与海洋、先进制造、环境与化工、生命科学和医学等许多领域均有重要应用价值,同时,在水中结构抗爆和空蚀等很多领域气泡也... 只要有流体的地方,就可能会产生气泡,气泡是气体在液体中一种常见的呈现形式,在自然界和工程界中广泛存在,在船舶与海洋、先进制造、环境与化工、生命科学和医学等许多领域均有重要应用价值,同时,在水中结构抗爆和空蚀等很多领域气泡也是导致危害产生的根源,因此,气泡动力学是诸多领域共同关心的基础科学问题.然而,由于气泡动力学行为的复杂性,涉及边界、多气泡、流场环境、流体可压缩性、黏性和表面张力等多物理因素和环境条件的显著影响,迄今为止,仍存在复杂条件下气泡动力学理论、气泡群相互作用、气液固耦合效应和气泡损伤及防护机制等难题亟待解决.为此,从气泡动力学的基本物理现象入手,深入剖析了该领域所面临的挑战,给出了存在的力学难题,综述了气泡动力学理论、数值和实验技术的研究进展与最新动态,通过对现有研究成果的系统梳理和详细分析,最后总结了气泡动力学领域未来发展趋势,并提出了潜在的研究方向和课题,旨在为气泡动力学相关研究提供基础和依据. 展开更多
关键词 气泡动力学 理论研究 数值模拟 实验技术
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