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流体力学量子计算研究进展
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作者 孟昭远 卢臻 +2 位作者 熊诗颖 赵耀民 杨越 《力学进展》 北大核心 2025年第3期541-566,共26页
本文综述流体力学量子计算这一前沿交叉研究领域的进展与挑战.作为潜在的颠覆性技术,量子计算预期在未来能够解决部分现实世界中的难题.流体力学是经典物理与工程应用中极具挑战的问题,可作为展示量子计算实用性与优越性的范例,同时量... 本文综述流体力学量子计算这一前沿交叉研究领域的进展与挑战.作为潜在的颠覆性技术,量子计算预期在未来能够解决部分现实世界中的难题.流体力学是经典物理与工程应用中极具挑战的问题,可作为展示量子计算实用性与优越性的范例,同时量子计算也可为流体力学带来新的研究范式.本文首先阐述量子计算在量子态叠加与纠缠等方面的特点,指出流体力学量子计算在初态制备、量子态演化和测量方面的挑战.随后重点介绍量子−经典混合算法、哈密顿模拟等流体力学量子算法,以及综述它们在真实量子计算机上的硬件实现进展.总之,目前流体力学量子计算仍处于萌芽阶段,未来在量子计算硬件与算法方面均面临诸多挑战.与传统方法相比,尽管量子计算尚未在模拟强非线性的流体力学问题上展示出优越性,但近期进展显示其有潜力来高效模拟湍流等复杂流动. 展开更多
关键词 流体力学 量子计算 湍流 涡动力学 计算流体力学
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软体智能机器人的系统设计与力学建模 被引量:20
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作者 尹顺禹 许艺 +2 位作者 岑诺 金飘飘 李铁风 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期195-220,共26页
机器人或机电装备通常由电机模组、液压元件、齿轮和铰链等硬质部件构成,具有动力足、精度高等优点,但在实现低噪声、高安全系数与亲和性等方面存在挑战.受自然界生物体的柔软特性与高环境适应性的启发,设计制造软体机器人是近年来机器... 机器人或机电装备通常由电机模组、液压元件、齿轮和铰链等硬质部件构成,具有动力足、精度高等优点,但在实现低噪声、高安全系数与亲和性等方面存在挑战.受自然界生物体的柔软特性与高环境适应性的启发,设计制造软体机器人是近年来机器人领域的研究热点.作为软体机器人的核心构成部分,智能软材料可在外界不同刺激下产生不同响应,具有材料柔韧、生物相容性好、易于制备、价格低廉等优点,可广泛应用于机器人的设计与制造.几类典型的具备驱动功能的智能软材料与结构获得广泛的研究,包括气动软体肌肉、形状记忆合金/聚合物、离子交换聚合物、介电高弹体、响应水凝胶等.本文介绍了多种驱动类型的软体智能机器人研究成果,并从软体智能机器人的系统设计与力学建模两个方面进行了归纳分析与讨论. 展开更多
关键词 软体机器人 智能软材料 力学建模 系统设计
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功能梯度材料与结构的若干力学问题研究进展 被引量:109
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作者 仲政 吴林志 陈伟球 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期528-541,共14页
功能梯度材料的宏观材料特性在空间上是连续变化的,因此即使在线弹性理论范围内,由于控制偏微分方程是变系数的,相应的力学分析具有很大的挑战性.综述了功能梯度材料与结构若干力学问题的最新研究进展,包括功能梯度材料梁、板、壳结构... 功能梯度材料的宏观材料特性在空间上是连续变化的,因此即使在线弹性理论范围内,由于控制偏微分方程是变系数的,相应的力学分析具有很大的挑战性.综述了功能梯度材料与结构若干力学问题的最新研究进展,包括功能梯度材料梁、板、壳结构的解析解与半解析解以及简化理论的研究、功能梯度材料结构的数值计算方法研究、功能梯度材料的断裂力学研究.最后对未来功能梯度材料与结构的力学研究进行了展望. 展开更多
关键词 功能梯度材料 结构分析 数值计算 断裂力学
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基于动力学有限元的树在风中摇曳动画 被引量:14
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作者 胡潇毅 李华锋 +1 位作者 郭乙木 宋成芳 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期1166-1171,共6页
建立了阔叶树在风中的摇曳的有限元模型.考虑了风场与和树之间流固耦合效应,探讨了由平均风压和旋涡脱落引起的2种不同的振动模式,提出一种加速有限元求解的虚拟材料法.通过该模型可以模拟不同风力等级下树的晃动,树的晃动程度与风力等... 建立了阔叶树在风中的摇曳的有限元模型.考虑了风场与和树之间流固耦合效应,探讨了由平均风压和旋涡脱落引起的2种不同的振动模式,提出一种加速有限元求解的虚拟材料法.通过该模型可以模拟不同风力等级下树的晃动,树的晃动程度与风力等级表中的相符;并通过模拟结果数据库,可生成树在风中摇曳的动画. 展开更多
关键词 阔叶树 有限元 流固耦合 虚拟材料法
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多自由度非线性随机系统的响应与稳定性 被引量:7
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作者 金肖玲 王永 黄志龙 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期56-62,共7页
响应与稳定性分析一直是随机动力学研究的热点,发展预测随机响应及判定系统响应性态的方法具有重要的科学意义与广阔的应用前景.本文综述了有关多自由度非线性随机系统的响应与稳定性的研究.首先简介用于随机系统响应预测的Fokker–Pla... 响应与稳定性分析一直是随机动力学研究的热点,发展预测随机响应及判定系统响应性态的方法具有重要的科学意义与广阔的应用前景.本文综述了有关多自由度非线性随机系统的响应与稳定性的研究.首先简介用于随机系统响应预测的Fokker–Planck–Kolmogorov方程法、随机平均法、等效线性化法、等效非线性系统法和MonteCarlo模拟法,评述其优缺点,进而讨论了多自由度非线性随机系统响应的精确平稳解、近似瞬态解的研究现状.然后介绍了随机系统稳定性分析的两类方法,即Lyapunov函数法及Lyapunov指数法,并综述了多自由度非线性随机系统稳定性分析的研究现状.最后给出几点发展建议. 展开更多
关键词 多自由度非线性系统 随机响应 随机稳定性 随机平均法 Fokker—Planck—Kolmogorov方程
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新型纳米结构金属材料的力学性能及变形机制 被引量:7
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作者 曲绍兴 周昊飞 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期338-375,共38页
"纳米结构"化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.该文综述了与上述科学... "纳米结构"化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.该文综述了与上述科学问题相关的新型纳米结构金属材料的微观组织结构表征及力学性能测试、强韧化机制计算模拟方面的研究进展.并讨论了急需从微观尺度上就新型纳米结构金属材料的特征力学行为和关键变形机制开展深入、系统研究. 展开更多
关键词 纳米结构 金属材料 结构表征 力学性能测试 强韧性能 计算模拟
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物品包装临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数关系初探 被引量:2
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作者 王惠明 王振林 +1 位作者 周建伟 宦荣华 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期121-122,共2页
运用经典的加速度损坏边界和新提出的位移损坏边界理论 ,研究了线性包装系统临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数 (缓冲衬垫刚度、最大可压缩量 )间的关系 ,并给出了数值解 。
关键词 包装 临界跌落高度 缓冲衬垫 特性参数 损坏边界 物品易损度 缓冲包装 跌落冲击 力学模型
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表面涂层系统与基底结合的一种解析分析方法 被引量:4
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作者 郭乙木 蓝伟明 《工程设计学报》 CSCD 2001年第4期165-167,共3页
表面工程中的涂层 ,由单层涂层发展到多层涂层与复合涂层 .多层涂层已得到很多应用 ,进行其机械性能的分析对于发展微机械等技术有着重要的意义 .从弹性力学平面问题的艾雷应力函数解法出发 ,通过傅立叶变换 ,得到了多涂层系统的解析结... 表面工程中的涂层 ,由单层涂层发展到多层涂层与复合涂层 .多层涂层已得到很多应用 ,进行其机械性能的分析对于发展微机械等技术有着重要的意义 .从弹性力学平面问题的艾雷应力函数解法出发 ,通过傅立叶变换 ,得到了多涂层系统的解析结果 .与通用有限元程序 ANSYS的计算结果比较 。 展开更多
关键词 应力分布 基底 多层涂层 艾雷应力函数 应力场 表面涂层系统 弹性力学 解析分析 有限元 机械设备
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辛求解体系下功能梯度材料平面梁的完整解析解 被引量:3
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作者 赵莉 陈伟球 吕朝锋 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2012年第10期1143-1155,共13页
采用辛弹性力学解法,求取弹性模量沿轴向指数变化,而Poisson比保持不变的功能梯度材料平面梁的完整解析解.通过求解被Saint-Venant原理覆盖的一般本征解,建立起完整的解析分析过程,进而给出平面梁位移和应力的精确分布规律.传统的弹性... 采用辛弹性力学解法,求取弹性模量沿轴向指数变化,而Poisson比保持不变的功能梯度材料平面梁的完整解析解.通过求解被Saint-Venant原理覆盖的一般本征解,建立起完整的解析分析过程,进而给出平面梁位移和应力的精确分布规律.传统的弹性力学分析方法常常忽略被Saint-Venant原理覆盖的解,但这些衰减的本征解对材料的局部效应起着较大的影响作用,可能导致材料或结构的突然失效.采用辛求解方法,充分利用本征向量之间的辛共轭正交关系,得到了功能梯度材料梁的完整解析解.两个数值算例分别将功能梯度材料平面梁的位移和应力分布与相应均匀材料情形的结果进行比较,研究了材料非均匀性对位移和应力解的影响. 展开更多
关键词 功能梯度材料 精确解 本征展开 辛弹性力学
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2011 年软物质力学高级讲习班简介 被引量:1
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作者 陈伟球 曲绍兴 +2 位作者 钱劲 詹世革 孟庆国 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期361-364,共4页
由国家自然科学基金委员会数理科学部主办,中国力学学会、北京国际力学中心(BICTAM)协办,浙江大学承办的软物质力学高级讲习班于2011年12月21~27日在杭州浙江大学举办.
关键词 中国力学学会 讲习班 软物质 国家自然科学基金委员会 浙江大学 数理科学
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基于分子动力学与耗散粒子动力学串行耦合的面心立方金属粗粒化模型(英文) 被引量:1
11
作者 干湧 江山 +2 位作者 苏昱臻 托马斯.D.休厄尔 陈震 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期621-628,共8页
通过全原子分子动力学(MD)与等温耗散粒子动力学(DPD)的串行耦合,提出了面心立方金属粗粒化模型的建立方法。该方法将一定数量的原子粗粒化为单个介观DPD粒子,假设DPD粒子间作用势的表达式为Sutton-Chen势函数形式,利用遗传算法,以MD和... 通过全原子分子动力学(MD)与等温耗散粒子动力学(DPD)的串行耦合,提出了面心立方金属粗粒化模型的建立方法。该方法将一定数量的原子粗粒化为单个介观DPD粒子,假设DPD粒子间作用势的表达式为Sutton-Chen势函数形式,利用遗传算法,以MD和DPD计算的单晶金属常温(298K)等温线相一致为目标,确定了DPD粒子间作用势函数的参数。对单晶铜纳米棒的轴向拉伸开展MD和DPD对比模拟,发现在纳米棒弹性响应阶段,两者计算结果吻合较好,而屈服应力和屈服应变存在一定差距。建议在优化DPD势函数参数时,引入更多的材料力学响应信息,进一步提高介观DPD模型的准确性。 展开更多
关键词 介观模型 串行耦合 分子动力学 耗散粒子动力学 遗传算法
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第六届全国固体力学青年学者学术研讨会报告综述 被引量:1
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作者 王记增 陈伟球 +1 位作者 詹世革 张攀峰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期372-380,共9页
简要介绍了在兰州大学召开的第六届全国固体力学青年学者学术研讨会的情况,概括总结了与会学者所做的学术报告内容,并就新时期固体力学的发展提出了一些思考和建议.
关键词 固体力学 青年学者 学术研讨会
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第十八届美国理论与应用力学大会总结 被引量:1
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作者 段慧玲 曲绍兴 +27 位作者 施兴华 杨绍普 王立峰 魏宇杰 季葆华 郭万林 王杰 柯燎亮 彭志龙 阚前华 吕朝锋 陈玉丽 姚海民 周济福 孙超 刘桦 张一慧 王萍 廉艳平 阎军 章青 孙洪广 王东东 张雄 詹世革 孟庆国 陈杰 汤亚南 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1266-1275,共10页
1会议概况2018年6月5—9日,第18届美国理论与应用力学大会(18th U.S.National Congress of Theoretical and Applied Mechanics,USNCTAM2018)在美国芝加哥召开.本次大会由美国力学国家委员会和中国力学学会联合主办,旨在探讨和交流近... 1会议概况2018年6月5—9日,第18届美国理论与应用力学大会(18th U.S.National Congress of Theoretical and Applied Mechanics,USNCTAM2018)在美国芝加哥召开.本次大会由美国力学国家委员会和中国力学学会联合主办,旨在探讨和交流近四年世界范围内在理论和应用力学领域的基础研究、创新技术的最新进展,吸引了来自世界各地的近千名专家学者参会,其中近300人来自中国.本次会议分为固体力学、流体力学、计算力学、生物力学和动力学与控制五大专题,并增设了博士与博士后职业发展研讨会和女性研究人员社交活动.大会由美国塔夫斯大学曲建民教授、美国西北大学Wing Kam Liu教授、浙江大学杨卫院士(中国力学学会理事长)和北京理工大学方岱宁院士(中国力学学会副理事长)担任共同主席.本次大会展现了中国科学研究在力学领域的雄厚力量,多数学者报告了近两年在国际前沿方向的研究成果. 展开更多
关键词 应用力学 美国 中国力学学会 北京理工大学 世界范围 专家学者 西北大学 副理事长
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功能梯度板的柱面弯曲弹性力学解
14
作者 杨云芳 杨博 +1 位作者 陈伟球 丁皓江 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第12期1257-1264,共8页
在推广后的England-Spencer功能梯度板理论基础上,研究了功能梯度板在不同荷载作用下的柱面弯曲问题.采用该理论中的位移展开公式,并且材料参数沿板厚方向可以任意连续变化,但将材料由各向同性推广到正交各向异性.假设板在y方向无限长,... 在推广后的England-Spencer功能梯度板理论基础上,研究了功能梯度板在不同荷载作用下的柱面弯曲问题.采用该理论中的位移展开公式,并且材料参数沿板厚方向可以任意连续变化,但将材料由各向同性推广到正交各向异性.假设板在y方向无限长,最终建立了一个从弹性力学理论出发的正交各向异性功能梯度板在横向分布荷载作用下柱面弯曲问题的板理论.通过算例分析,讨论了边界条件、材料梯度及板厚跨比等因素对功能梯度板静力响应的影响. 展开更多
关键词 功能梯度板 柱面弯曲 弹性力学解
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基于M-φ关系的工形PC弯曲梁的宏观分析模型
15
作者 楼铁炯 傅晓斌 郭乙木 《工程设计学报》 CSCD 2004年第5期284-287,共4页
工形预应力混凝土(PC)梁在实际工程结构中的应用非常广泛,T形、倒T形和矩形梁都是工形梁的特殊简化形式,建立简单实用的工形PC梁的分析模型非常有实际意义.从材料非线性本构关系出发,通过截面分析导出工形PC截面的弯矩—曲率(M-)关系... 工形预应力混凝土(PC)梁在实际工程结构中的应用非常广泛,T形、倒T形和矩形梁都是工形梁的特殊简化形式,建立简单实用的工形PC梁的分析模型非常有实际意义.从材料非线性本构关系出发,通过截面分析导出工形PC截面的弯矩—曲率(M-)关系,由此确定沿梁长度方向所有单元的抗弯刚度,建立起考虑材料非线性的工形PC弯曲梁的宏观有限元模型.试验梁分析结果与试验数据对比表明,该模型能模拟PC弯曲梁整个加载过程的非线性结构响应. 展开更多
关键词 预应力混凝土梁 有限元 非线性分析 弯矩—曲率关系
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纳米结构金属材料力学性能研究进展
16
作者 曲绍兴 周昊飞 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期I0007-I0007,共1页
纳米结构化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.本文综述了与上述科学问题相关... 纳米结构化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.本文综述了与上述科学问题相关的微观组织结构表征、多尺度材料模拟方法、强韧化机制计算模拟方面的研究进展.并讨论了急需从微观尺度上开展深入、系统研究和认知的特征力学行为、关键变形机制. 展开更多
关键词 材料力学性能 纳米结构 金属 强韧化机制 材料表面 合金材料 结构表征 微观组织
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中国力学大会-2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会简介
17
作者 王正道 季葆华 +8 位作者 周济福 陶建军 柯燎亮 冯雪 陈伟球 汤亚南 詹世革 杨亚政 冯西桥 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期760-775,共16页
1会议概况 值此钱学森诞辰100周年和明年即将在北京举办第23届“世界力学家大会”(ICTAM一2012)之际,由中国科学技术协会和国家自然科学基金委员会指导,中国力学学会和哈尔滨工业大学主办,哈尔滨工业大学和中国力学学会办公室承... 1会议概况 值此钱学森诞辰100周年和明年即将在北京举办第23届“世界力学家大会”(ICTAM一2012)之际,由中国科学技术协会和国家自然科学基金委员会指导,中国力学学会和哈尔滨工业大学主办,哈尔滨工业大学和中国力学学会办公室承办,中国科学院力学研究所、清华大学、 展开更多
关键词 中国科学技术协会 中国力学学会 钱学森 国家自然科学基金委员会 中国科学院力学研究所 哈尔滨工业大学 会议概况 清华大学
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一种改进了的矩闭合法及其在振动工程中的应用
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作者 庄表中 于政 蒋本威 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1993年第5期604-612,共9页
本文提出了一种求解多自由度非线性随机振动问题的改进的高斯闭合法。此法解决了一般高斯闭合法自谱有时会出现负值的矛盾,并且方程数仅为文献[4]的1/4,还避免了文献[4]方法在解某些方程时所导致的错误。从算例上看,本方法得到了与等效... 本文提出了一种求解多自由度非线性随机振动问题的改进的高斯闭合法。此法解决了一般高斯闭合法自谱有时会出现负值的矛盾,并且方程数仅为文献[4]的1/4,还避免了文献[4]方法在解某些方程时所导致的错误。从算例上看,本方法得到了与等效线性化方法一致的结果,又可以得到等效线性化方法所得不到的某些频域信息。此外,文中还用此方法分析了装有非线性减振器的风力灭火风机车辆系统的振动。 展开更多
关键词 随机振动 矩方法 车辆 振动
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具惯容离心摆的轴系结构轴向振动减振分析 被引量:4
19
作者 秦美娟 金肖玲 +1 位作者 陈志强 黄志龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期36-42,共7页
研究具惯容离心摆的轴系结构减振问题,基于摆的小幅振动假设,建立具惯容离心摆轴系结构轴向振动的动力学方程,得到结构轴向振动幅值及离心摆转角的频响函数。详细讨论了减振器参数(无量纲阻尼、质量比和调谐函数)对轴系结构轴向振动的影... 研究具惯容离心摆的轴系结构减振问题,基于摆的小幅振动假设,建立具惯容离心摆轴系结构轴向振动的动力学方程,得到结构轴向振动幅值及离心摆转角的频响函数。详细讨论了减振器参数(无量纲阻尼、质量比和调谐函数)对轴系结构轴向振动的影响,并以轴系结构共振幅值最小为目标进行参数优化设计,用固定点法得到了最优无量纲阻尼的解析表达式。研究表明调谐函数对轴向振动有很大的影响,且合适的调谐函数能实现最优的减振效果,惯容的引入能更容易调整调谐函数。通过数值结果比较具惯容离心摆减振器和动力吸振器在轴系结构轴向振动减振的效果,表明优化后的具惯容离心摆减振器有更好的减振效果。 展开更多
关键词 具惯容离心摆减振器 轴系结构 轴向振动 优化设计
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功能梯度球形水凝胶的化学力学耦合分析 被引量:3
20
作者 杨健鹏 王惠明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期1054-1063,共10页
作为一种新型智能材料,水凝胶具有特殊的化学力学耦合性能.采用功能梯度形式可使得水凝胶具有更好的适应性和可调控性.本研究中假设交联密度沿径向按幂函数规律变化,并基于水凝胶的大变形多场耦合一般理论,采用Flory-Huggins自由能函数... 作为一种新型智能材料,水凝胶具有特殊的化学力学耦合性能.采用功能梯度形式可使得水凝胶具有更好的适应性和可调控性.本研究中假设交联密度沿径向按幂函数规律变化,并基于水凝胶的大变形多场耦合一般理论,采用Flory-Huggins自由能函数,建立了功能梯度球形水凝胶在球对称情形的控制方程,并开展了功能梯度球形水凝胶在给定内压和化学势情行的非均匀大变形溶胀行为的理论研究.计算结果表明,不同梯度指数的球形水凝胶的内压、内孔半径曲线和内压、内表面径向伸长率曲线均呈现出一段稳定区间和另一段不稳定区间,说明内压超出某临界值会发生失稳并导致水凝胶的最终破坏.内压的临界值随梯度指数的增大而增大.研究表明,功能梯度球形水凝胶的材料参数(梯度指数、亲疏水特性、交联密度和溶剂分子的体积)和环境化学势对水凝胶溶胀行为具有重要的影响.在给定内表面压力的情况下,功能梯度球形水凝胶内表面的径向位移随梯度指数的改变接近为线性变化,而随其他参数的影响都呈现出明显的非线性.本研究有助于实现水凝胶智能结构和器件在复杂条件下的精准调控. 展开更多
关键词 功能梯度水凝胶 化学力学耦合 溶胀行为 大变形 球对称
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