前言:祝贺王自强院士80华诞专辑

正王自强先生, 1938年11月生于上海市, 1963年毕业于中国科学技术大学近代力学系,此后长期在中国科学院力学研究所从事固体力学和物理力学等方面的研究工作,取得了具有重要国际影响力的学术成果, 2009年增选为中国科学院院士.在固体力学研究方面,王自强院士在解决疑难固体力学问题、跨尺度力学问题和多场耦合力学问题等方面做出了突出特色的工作.例如:针对弹塑性材料的非线性断裂力学的表征和断裂准则的建立的问题,在国际上率先获得了裂纹尖端高阶渐近解并提出了基于高阶渐近解的断裂准则;在国际上率先给出了弹塑性材     

塑性加工技术的科学化与中国塑性加工技术的发展

本文总结了塑性加工技术的发展现状,提出了材料塑性加工技术在新的世纪应该以现代科学技术为基础,实现由技术向科学的转变。塑性加工应以固体力学和材料物理为理论基础,宏观与微观相结合,实现理论基础的完善和飞跃。以计算力学和软件科学为工具实现塑性加工过程的虚拟化和可视化;以自动控制理论和计算机技术为工具实现工艺过程的自动化控制;采用新的能源、新的介质和加载方法开发瓣析塑性加工工艺;以汽车、电子电器和航空航天等工业为需求,研究新材料和新产品的塑性加工工艺。     

当代的力学热点--由介绍第20届国际理论和应用力学大会引起的思考

本文通过介绍第２０届国际理论和应用力学大会的概况，分析了当代力学发展的现状和热点，并由此提出了对我国力不安展的思考和构想。     

前言

<正>实验力学将力学与光、电、声、磁、热、射线、图像和信息等多学科和技术进行交叉,研究与力学基础和工程应用相关的测量方法、技术、设备等,既具有力学研究的基础性特点,又具有与工程结合的技术性、应用性特点.作为一门工程技术科学,实验力学是力学学科最早形成的学科分支之一,也是力学学科中理论、实验和计算三个基本组成部分之一.实验力学一方面与力学学科的发展密切相关,另一方面依托物理、微电子、数字图像、计算机等诸学科的知识,并与各学科的最新技术紧密结合,不断发展新的测量方法和测量技术,对力学学科体系的形成和发展起到了重要的推动作用.对于当前日益复     

动态载荷下羟基磷灰石骨替代材料刚度的力学相容性

羟基磷灰石骨替代材料被植入人体后骨组织在其内部生长, 它的强度、刚度会逐渐增加. 其力学相容性是指成为活体骨的一部分后, 其力学性质应与周围骨组织的力学性质一致. 由于骨的力学性质与应变率相关, 骨替代材料的力学相容性既包括静态也包括动态力学性质. 应用分离式霍普金森压杆实验技术(SHPB)研究了羟基磷灰石骨替代材料、不含有机物的牛骨和含有机物的牛骨动态力学性质, 测量了 3 种试样在冲击载荷下的应力-应变曲线, 比较分析了 3 种材料的弹性模量的差别, 以判断胶原纤维的作用. 将羟基磷灰石骨替代材料看作颗粒复合材料, 估计了植入体内后其弹性模量的变化, 判断其动态刚度方面的力学相容性. 确定所研究的羟基磷灰石骨替代材料的孔隙率在0.8左右时有利于刚度方面的相容性.     

流体力学的基础研究

从二十世纪流体力学的发展可以看出其特点是：主要从工程技术发展的需要提出问题，对象是复杂的真实介质或系统，在解决问题的过程中，又形成新的学科，而在众多的工程技术中，又以航空航天技术的 需要对力学发展的推动作用为最大，预计在二十一世纪，这一趋势仍将继续一段时间，据此提出了若干急需解决的流体力学基础问题。     

β′—CuZn有序合金逆向孪生的晶体学机制

以β′－CuZn相为便分析了轧制应力作用下B2结构金属发生机械孪生的基本过程，并从力学和晶体结构的稳定性两个方面论证了B2结构金属的逆向机械孪生行为。结果表明，逆向孪生能保持B2结构不变，且在多晶轧制变形条件下的应变阻力最小。     

城市轨道交通施工力学的新挑战

介绍了我国城市轨道交通运营线路概况和在建工程规模,分别从复杂的工程地质条件和严格的环境制约条件两个方面分析现阶段我国城市轨道交通建设所面临的技术难题.工程地质条件方面,极软土产生的大变形和整体破坏,砂卵石地层面临的滞后坍塌、施工机械磨损等困难以及多变地层、高水压和沼气等给施工安全带来挑战;在环境制约方面,下穿铁路、下穿建筑物和下穿文物对施工造成困难.上述难题给施工力学在特殊条件下的破坏描述和高精度小变形的计算要求等方面带来了挑战,需要从施工力学模型、附加小幅值动应力的施工安定性理论和复杂多因素预测理论三方面寻求突破.     

非饱和土水力和力学性状耦合的弹塑性模型研究进展

对非饱和土力学的研究现状进行回顾，在总结前人研究成果并结合当前研究趋势的基础上介绍了能耦合模拟非饱和土水力和力学性状的弹塑性模型。该模型综合考虑到了饱和度对应力应变关系和强度以及变形对水力性质的交叉影响。给出了将耦合弹塑性模型应用于非饱和土体固结问题中进行有限元数值计算的公式。     

地球系统多体力系动力学模型研究

概述了地球系统中的约束力和自由力,阐述了地球系统中力对点和线的力矩和地球系统中的力系,从地球系统力学的特殊力系与等效力系、地球系统的广义力和无功力方面介绍了地球系统多体力系的力学原理,最后论述了地球系统中接点的力和力矩,为地球系统多体动力学研究提供基础模型.     

强冲击载荷下钢筋混凝土的本构关系、破坏机理与数值方法

钢筋混凝土不但在土木工程领域有着广泛的应用,而且其强动载荷下动态力学行为的研究在国家安全方面也具有十分重要的需求,其非均质、各向异性、多组分的特性亦给其动力学特性的研究带来诸多困难.本文针对强冲击载荷下钢筋混凝土的力学行为的研究进展进行了评述,具体包括:1)钢筋混凝土材料动态力学行为、破坏机理及动态本构模型;2)钢筋混凝土结构的侵彻及爆炸作用破坏机理;3)强冲击载荷下结构力学行为的数值模拟方法与软件.在此基础上,分析了针对强冲击载荷下钢筋混凝土的动态特性、侵彻机理和数值方法等方面的研究所存在的不足之处,并对需要进一步深入开展的研究工作进行了展望.     

盲均衡和信道参数估计的一种ICA和进化计算方法

首先给出了一种盲均衡的新方法。该方法利用过程采样技术和一种新的独立分量分析神经网络，仅通过接收到的信号完成在线盲均衡，基于接收信号的四阶累积量和线性系统的特性，利用进化规划算法和均衡输出序列，估计信道参数。计算机仿真结果表明算法具有较好的性能。     

应变速率敏感性指数的理论和测量规范

应变速率敏感性指数m是判定材料超塑性的重要力学指标, 用拉伸实验测量 m 值的力学研究已有很多, 对超塑性的进展也有很大贡献. 首先从回顾已有拉伸实验测量 m值的公式, 并且把它们归类为定长度 m 值的m_l, 恒速度 m值的m_v和定载荷 m 值的m_P三种典型变形路径下的应变速率敏感性指数. 进而基于拉伸变形的本构方程和塑性力学的基本原理, 建立了广义m值的约束方程. 结合三种典型变形路径规范了m值的力学定义, 并由本构方程定义的广义m值公式统一推导出m_l, m_v和m_P的测量公式. 提出结合典型变形路径用数值模拟测量 m值的精确方法. 测量结果表明, m值不仅不是常数, 而且其变化规律与所处的变形路径有密切关系, 用相同的测量公式测量不同变形路径下的 m 值, 测得的结果相差悬殊, 在同一变形路径下用不同的测量公式测得的结果也各异. 对于 m 值的测量必须指明所处的变形路径, 并且要用对应的测量公式才能测得正确结果. 此外, 还从理论和实验两方面都解答了为什么恒速变形路径下的 m_v值往往是负值, 而定载荷变形路径下测得的m_P值往往会大于1. 对m值的深入分析和精确测量的探讨, 旨在为超塑性宏观变形的力学规律与微观物理机理的衔接的研究提供条件.     

中国科学院1998年基础研究成果回顾

本文简要介绍了中国科学院１９９８年在数学,天文学,力学,物理,化学和生物基础研究方面取得的重要成果或阶段性进展以及１９９８年院自然科学奖评奖效果。     

我国污水处理行业伙伴关系--融资中的私营部门及公共部门

我国污染处理行业建设的旧有融资渠道限制了行业的持续发展，而随着城市化进程的发展，对城市污水处理厂的需求日益增长，迫切需要在这一行业引入新的融资渠道，本文试图就城市污水处理行业的新的融资和相应的经济政策方面，探讨城市基础设施建设领域的融资渠道中引入私营部门的参与的可能性和前景。     

大尺寸关节支架的3D打印及应用

人工关节假体的置换与长期植入后的失效问题将造成关节组织不可恢复的损失,小块可降解骨软骨关节支架具有恢复病变关节的力学环境和诱导新生组织生长的能力,为大尺寸关节病变缺损修复提供了新的治疗策略.大面积深层病变软骨关节病变位置的生理结构与力学环境的分析,以及多材料复合关节支架的仿生制造与手术方案是治疗方案开发的难点.本文提出一种新型多材料关节支架的仿生设计与制造技术和植入方法.以诱导组织生长为导向,选择聚乙二醇凝胶(polyethyleneglyco,PEG)、β-磷酸三钙陶瓷(β-tricalcium phosphate,β-TCP)、聚乳酸(polylactide,PLA)等生物材料开发新型支架;以羊膝关节为研究对象,通过反求工程、有限元分析和3D打印技术,利用有限的影像学数据信息,建立膝关节模型和易病变软骨区域;基于支架生理结构特征与关节缺损区机械承载能力的映射关系,建立大块仿生骨软骨支架的结构与稳定性固定结构.实验证明该支架在置换初期较好地恢复了缺损关节的力学环境.所提出的方法和支架有望为大面积骨软骨缺损的修复提供一种新的治疗方案.     

家蚕基因组研究对蚕业学科和产业发展的影响

近年来，蚕业科学技术一直处于平台期，没有大的突破。影响产量、质量的关键性技术难题得不到有效解决，蚕丝业整体生产效益低下，严重影响产业稳定和持续发展。但是，随着家蚕基因组的完成，将为其注入新的活力与创新源泉，将使我们掌握参与蚕茧产量和质量形成的相关功能基因，了解这些基因的作用方式和特征，比较全面、准确地认识家蚕生物特性的遗传基础和分子调控机制，为提高蚕茧产量、改善蚕茧品质提供理论基础和技术支持。同时，家蚕作为模式昆虫，其基因组研究以及比较基因组学研究在农林科学与人类疾病研究等学科发展中意义重大，并将发挥着越来越重要的作用。因此家蚕基因组研究，在蚕丝产业与模式生物的研究方面均具有重要的科学价值。     

飞行力学研究的新进展——飞行器攻防对抗研究评述

介绍了飞行器未来的作战环境、国外攻防对抗技术和战术的发展情况,特别是超低空飞航导弹在未来战争中的作用;讨论了飞行力学、微分对策、试验设计和飞行仿真在攻防对抗研究中的作用;从现代力学发展的角度,提出了＂攻防对抗和作战效能研究是飞行力学研究的新阶段＂的观点.     

纳米材料技术的发展趋势和应用机遇

本文系统介绍了国际纳米材料和技术发展的最新态势,国内纳米材料研究最新进展包括准一维纳米材料（纳米丝、纳米管和纳米电缆）,纳米结构微阵列（氧化物、氮化物、半导体和金属）的合成技术,大块金属 陶瓷材料制备和力学性质的研究,超双亲超双疏自清洁材料以及纳米材料在传统产业和高科技产业中的应用。本文还对如何加快我国的纳米技术产业的发展提出了建议。     

固体火箭发动机点火瞬间流固耦合综述

流固耦合是流体力学与固体力学交叉而产生的一门新兴力学分支,它主要研究固体在流场作用下的各种力学行为以及固体变形或运动与流场的相互作用规律．20世纪90年代,美国“大力神4”助推发动机首发试验失败后,固体火箭发动机点火过程中的流固耦合现象逐渐被研究人员所认识,并在实际应用中迅速发展．本文针对流固耦合在固体火箭发动机上的应用进行了归纳和总结,分别从点火燃气流动、药柱变形和实验研究三个方面综述了国内外的发展现状与趋势．以此为基础,初步探讨了我国开展固体发动机点火瞬间流固耦合研究的方法,为固体发动机装药设计提供了一定参考．