Contact mechanics of pad of grasshopper (Insecta: ORTHOPTERA) by finite element methods

During locomotion, insect feet endure dramatic impact force and generate adhesive force which is controlled by the architecture of the foot. The patterns of smooth attachment pads in insect feet vary widely among insect orders and families. The functional significance of the micro-structure and geometric design of insect feet remains largely unknown. In this study, we developed a two-dimensional finite element model of a grasshopper’s attachment pad. Realistic geometric microstructure and material propertie...     

基于运动生物力学的女子沙滩排球服压力舒适性研究

为了提高人体的运动舒适性,测量了常规女子沙滩排球服装的压力分布,研究了沙滩排球运动生物力学.结合款式和面料,根据各部位不同压力,设计了新款女子沙滩排球服装.采用基于Lahview虚拟仪器技术的压力测量系统进行人体着装实验,分析了改进后服装的压力舒适性.穿着改进后的服装时,人体各测量部位压力大小顺序为肩部<背部<腋下<腹部<胸部<臀部<胯部.新款女子沙滩排球服的压力舒适性有了很大的提高,各部位压力均符合人体生理要求.     

平板混合边界层厚度近似解

研究了平板混合边界层厚度的近似解求法,通过对一般平板混合边界层的近似解的求解方法的掌握,得出了另外一种可以提高精确度找到混合边界层厚度近似解的方法.先按全板层流估算δcr,再根据δcr值推算A′位置,此点作为紊流边界层的起点,最后采用紊流边界层计算公式计算.     

双圆环形超深基坑支护结构的数值模拟与监测分析

结合某锚碇基础双圆环形超深基坑支护结构的工程实例,采用全三维有限元分析方法模拟整个基坑的施工开挖过程,考虑土和支护结构的相互作用,并结合现场的监测数据进行对比分析,得出了双圆环形超深基坑支护结构的变形特征和受力特性,以及周围土体的变形特征和塑性区分布.从结果看出双圆环形超深基坑具有明显的空间效应和拱效应特点,按照传统方法进行设计是偏于保守的;同时因双圆环形超深基坑支护结构本身变形较小,所以内衬由于地下连续墙位移而产生的内力并不占主导地位,而施工期间的温度变化等其他因素对其受力有很大影响,因而,内衬环向应力基本以受拉为主.     

煤矿掘进工作面瓦斯爆炸的危险性评价研究

根据煤矿掘进工作面瓦斯爆炸事故,总结出导致掘进工作面瓦斯爆炸的基本事件。运用事故树分析法,通过最小割集与最小径集的求取,分析了掘进工作面瓦斯爆炸事故发生的原因,并提出掘进工作面瓦斯爆炸事故发生的预防措施,为煤矿瓦斯管理提供科学依据。     

沥青混合料有限元断裂分析的网格特性

文章建立沥青混合料小梁的数值试件,以应力强度因子KⅠ值及J积分值为控制指标,分析小梁的尺寸效应并给出合理的网格密度;通过断裂力学的分析方法,在不同尺寸的数值试件中分别选择一系列的网格划分方式,对相应的控制指标进行曲线拟合。结果表明:在不同尺寸的数值试件中,控制指标计算值与试件网格密度的大小均成正相关变化,但逐渐趋于稳定;小梁数值试件存在合理的网格密度,但对不同尺寸的试件该值存在差异。通过Matlab GUI对计算结果建立交互界面,能直接给出不同尺寸试件的合理网格密度。     

爆炸水幕高度变化规律实验研究

为研究小当量装药近水面水下爆炸时水幕高度的变化规律,进行了0.6g RDX等高圆柱形装药在14个起爆深度的水下爆炸实验.采用两台同步高速录像机分别记录水幕运动和气泡脉动的图像,通过进一步的数据处理,获得水幕高度随起爆深度和时间的变化规律.对实验数据进行量纲一化处理,并采用二元多项式拟合的方法,获得了量纲一化水幕高度的工程计算模型.该模型计算结果与1kg RDX装药海上实验结果进行对比,所得误差均小于5%.研究结果表明,所获得的量纲一化水幕高度工程计算模型比Swisdak计算公式更具有通用性,适合小当量装药近水面水下爆炸时水幕高度的工程计算.     

微装药空腔能量传递的数值模拟与试验研究

为研究微通道装药(微装药)空腔能量传递的影响因素,采用数值模拟和实验测试方法得到了空腔衰减压力.用AUTODYN软件的点火增长模型描述微装药的非理想爆轰过程,计算了不同装药尺寸、空腔厚度和约束材料的输出压力,并与锰铜压阻计的测试结果进行对比.结果表明,数值计算与试验值的偏差在10%以内,说明数值模拟方法可用于微通道空腔压力衰减研究.微装药直径越大或空腔厚度越小,压力越大,45#钢比有机玻璃约束更有利于空腔能量的传递.     

沸腾液体扩展蒸汽爆炸初期演化过程的数值模拟

对沸腾液体扩展蒸汽爆炸发生初期,容器顶部突然出现开口,压力快速泄放导致容器内介质过热沸腾的过程进行了模拟研究。选取过热水及饱和水蒸气为容器内介质,分析了该过程中气液两相的变化过程。探讨了初始温度（初始压力）、初始充装量及开口大小等因素对前述物理过程及容器内压力、温度的影响。结果表明：容器内过热沸腾的过程中,温度逐渐下降,压力响应会出现两次压力峰和一个压力平台期,两个压力峰值都会随初始温度的增加而增加,压力平台持续时间随初始温度先增大后减小;第一个压力峰值随初始充装量的增加先增大后减小,第二个压力峰值则随初始充装量的增加而增大,压力平台的持续时间和液体充装量成正比关系;开口越大两个压力峰值也越大,压力平台持续时间越短。