脆性颗粒材料的超弹性软化模型及应变局部化模拟

在Volokh软化模型的基础上,考虑颗粒材料的变形和破坏机制,认为颗粒材料以剪切变形和破坏为主,提出了表示软化程度的软化因子概念,发展了两种能够部分表征颗粒材料力学行为特征的软化模式,并基于ABAQUS用户材料子程序(UMAT)开发相应程序.数值算例考察了上述模型模拟颗粒材料应变局部化现象和软化现象的能力.结果表明了所建议模型的有效性和可行性.     

弹性波散射问题优化PML方法的收敛性

基于频域复坐标拉伸,给出一种解时谐弹性波散射问题的单轴优化完美匹配层(PML)方法.该方法通过在吸收函数中引入一个小参数ε_0,使散射问题优化PML方法的计算不再依赖PML层的厚度.结果表明,当参数ε_0充分小时,优化的PML解指数收敛于原弹性波散射问题的解.     

能量法计算线弹性结构位移

通过改进简单的功能原理,推导出用于计算线弹性结构位移的公式,形式与卡氏第二定理、单位力法完全相同.文中给出的具体授课内容表明,本文方法使材料力学能量法教学过程得以整合,且与结构力学图乘法自然衔接.大大简化推导过程的同时也有利于学生掌握理解.     

柔性机械臂动力学建模与振动分析

本文采用假设模态法和Lagrange方程建立了柔性机器人连杆的动力学模型,利用数值仿真,对比分析了截取模态的阶数对连杆振动的影响,结果表明,三阶模态截断可以得到较良好的振动响应分析结果。仿真结果还表明,柔性机器人连杆的结构参数对系统振动的影响,适当增加连杆截面高度可以有效抑制其振动和弹性变形。末端集中质量会对连杆振动产生较大影响。仿真结果表明,集中质量越大,连杆振动也越剧烈。     

更安全的柔软机器人

正用弹性材料制造机器人是研究界正在开拓的新领域。同传统机器人相比,它们灵活、适应性强,危险性也更小,只是在它们的制造过程中还存在难题。机器人在日常生活中越来越普遍,它们久已不再是工厂的专利,也不局限于组装汽车的机械手。如今,机器人越来越多地走入家庭,它们尤其是修剪草坪和地面吸尘的能手,机器小狗和恐龙也能给孩子带来很多欢乐。     

基于土地利用变化的湖北省生态弹性力动态协调分析

生态弹性力的变化在一定程度上表现了生态系统稳定性状况.以湖北省为研究区域，选取2000年、2005年、2010年、2015年和2020年等5期土地利用现状数据，运用生态弹性度模型定量分析湖北省生态弹性力的变化，并借助耦合协调度模型研究生态系统与土地利用程度之间的耦合关系.结果表明，湖北省生态弹性度指数由2000年的81.64%增加到2020年的84.16%,生态系统对外界干扰的缓冲有所提高.在空间格局上，各区域间生态弹性度差异明显，表现为以东南、西北地区为高值区，以中、西部地区为低值区，且呈团块状分布.湖北省生态弹性度和土地利用程度综合指数耦合协调度值呈平稳上升趋势，截至2020年上升到0.775,处在中级协调阶段.本研究从土地利用类型转换的视角探究湖北省生态弹性力变化特征及其与土地利用综合程度之间的相互关系，揭示土地利用变化与生态系统之间的内在联系.     

压力下HfCr2合金的电子结构和弹性性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对实验上发现的HfCr_2合金立方和六角相在0～20GPa范围内的稳定性、电子结构和弹性等进行了研究.计算结果表明,在研究的压力范围内2种结构在力学上都是稳定的,但从能量上看,立方相结构能量更低,从而六角相以亚稳态存在,这与实验结果相符.随压力增加,HfCr_2合金的体模量B、剪切模量G和杨氏模量E的值均增加,但剪切模量值始终最小,表明合金抗剪切能力较差.对合金的弹性各向异性研究发现,在研究压力范围内2结构都展示出较强的各向同性,但随压力增加,立方相各向同性增强,而六角相则减弱.对各向异性的进一步研究表明,立方相和六角相的体模量总体上呈现出较强的各向同性,而杨氏模量则呈现一定的各向异性.对HfCr_2合金泊松比和G/B值的研究表明,2个相在0 GPa下均表现出延展性,且随压力增加延展性增强.最后,研究HfCr_2合金的应力-应变关系,结果表明对于立方相结构,理想的拉伸强度和剪切强度分别发生在[1 0 0]方向和(1 1 1)■方向,而对于六角相结构,则分别发生在[0 0 0 1]方向和■方向.     

基于弹性变形和矢量叠加原理的新型整骨机器人变形误差分析

整骨机器人作为医疗智能化辅助装备,考虑到其作业对象的特殊性,结构设计在精度方面具有极高要求。针对一种新型的整骨机器人机械结构,分析了其静力学精度特性。首先确定其主要误差来源,建立了误差传递模型。然后根据几何关系和弹性变形理论对各个误差分别进行分析和研究,确定了影响误差值的结构参数与对应关系,并根据工程样机的具体数值计算出误差值。最后根据空间矢量叠加原理计算出整骨机器人末端最大变形位移,并与工程样机加载实验结果进行对比。结果表明,最大变形误差为0.638 82 mm,与实验结果基本一致,满足偏差不超过2 mm、运动精度为±0.8 mm的定位和手术要求。为整骨机器人的结构参数设计和优化提供了理论基础。     

一维对心完全弹性碰撞的速度分析

在一维方向上构建对心完全弹性碰撞模型,从而创造了新的碰撞实验教学条件。重点分析弹性碰撞的速度,总结的一系列结论能丰富物理的教学内容,可以提高学生学习兴趣和认知能力,对高中物理教学具有一定的促进作用。