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Science | 北京大学张锦院士、力学所吴先前研究员等在高强碳纳米管纤维动态力学性能研究方面取得重要进展（图）
中国科学院 力学 纳米管纤维
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2024/7/23
高性能纤维在空间碎片撞击、冲击防护等高应变率场景有广泛的应用需求。碳纳米管具有轻质、高强、高模、高导电、高导热等优异特性，被认为是新一代高性能纤维的理想组装基元之一。受限于纤维组装结构的问题，碳纳米管纤维的强度仍远低于其理想强度，具有巨大的提升空间。
重庆钢铁股份有限公司原料泊位为斜坡形式，采用传统方式水尺结算，重大误差来源有水尺视觉差、水温及水的密度变化、压舱物，具有2%~5%的偏差基础性，对于目前运煤或矿石，质量偏差影响巨大。导致燃煤数据偏差大给重钢带来较大的经济损失。采用0.2级高精度智控矩阵皮带秤进行改造，实现高精度、高准确性、高稳定性，采用双套高精度皮带秤连续安装，数据相互比对，并用智能软件将高精度皮带秤远程控制，实时在线监测皮带秤运...
武汉岩土所断裂相场理论研究获进展（图）
岩土力学研究所 非均质材料 单裂纹离散模型 断裂力学理论
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2022/5/6
岩体是一种复杂非均质材料，在地质历史时期发育了大量不同尺度和分布的裂隙、孔洞、节理等缺陷。这些缺陷降低了岩体的工程力学性质，同时也给地下工程建设带来了极大难度和安全隐患。研究表明，岩体工程的失稳破坏大多数是由岩体内微裂隙经历成核、生长等阶段形成宏观裂纹后，进一步扩展贯通导致结构失效引起的。因此通过数值方法预测和分析岩体等脆性材料的裂纹起裂与扩展具有重要意义。
武汉岩土所深部巷道大变形分析与控制取得进展（图）
金川硫化铜镍矿 镍矿矿床 非线性行为
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2022/5/6
金川硫化铜镍矿是我国目前最大的镍矿矿床，也是世界第三大硫化铜镍矿床。上世纪80年代以来，武汉岩土所陈宗基、白世伟等老一辈科研人员，针对金川矿山地下开采过程中的巷道大变形问题，开展了系列深入研究并提出针对性控制措施，在金川地下开采得到成功应用。近年来，金川铜镍矿普遍转入深部开采，高应力下巷道大变形问题更为凸显，巷道平均每6-8月就要返修加固，导致了采矿成本激增并严重威胁井下人员安全。
为探究支座摩擦滑移和挡块力学性能退化的共同作用对桥梁墩柱及支座在地震作用中的影响，通过板式橡胶支座往复荷载试验，建立可以考虑摩擦滑移的支座计算模型，并结合挡块模型，对同时考虑支座摩擦滑移和挡块力学性能退化的桥梁进行地震损伤分析。利用易损性曲线的方法对近、远场地震作用下，桥梁墩柱和支座的损伤概率进行分析，结果表明：板式橡胶支座摩擦滑移会降低支座的力学性能；仅考虑支座摩擦滑移而不考虑挡块限位作用时墩柱...
滑行道安全间距不满足要求时飞机滑行风险评价
滑行道偏差 偏离超阈值碰撞风险模型 滑行道设计
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2019/4/17
针对机场飞行区滑行道宽度及滑行道与固定物体、平行滑行道间距不满足标准要求，飞机滑行过程中存在风险的问题，分析了飞机滑行的轨迹偏差，基于极值理论和广义Pareto分布的主要原理，分析滑行道偏离的高尾数据，选取合适的阈值，建立了偏离超阈值碰撞风险模型；在此基础上，对基础数据样本选取、阈值确定以及模型参数确定进行分析，最终给出了滑行道偏差的概率分布。
基于连续函数包络的超二次曲面单元可有效地描述自然界和工业生产中的非球体颗粒形态, 并通过非线性迭代方法精确计算单元间的接触力. 对于具有复杂几何形态的超二次曲面单元, 线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力. 考虑超二次曲面单元相互作用时不同颗粒形状及表面曲率的影响, 本文发展了相应的非线性黏弹性接触模型. 该模型将不同接触模式下的法向刚度和黏滞力统一表述为单元间局部接触点处等效曲率半径...
清华大学钱学森班的理论力学教学实践
理论力学 动力学与控制基础 钱学森班 基础力学教学
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2019/3/12
扼要介绍了给清华大学钱学森班讲授8年的 理论力学课及其升级课程``动力学与控制基础''的教学实践情况,分析了新时代学生基础差异化、教学要求多样化、学生成长需求个性化对教学的挑战,对新建课程的教学内容、体系、教材、考核等安排做了说明。
大涡模拟是研究湍流的非定常特性的重要方法. 但解析壁面层的大涡模拟所需的计算量与直接数值模拟相当,是大涡模拟在高雷诺数壁湍流数值模拟中所面临的主要困难. 解析壁面层所需的网格尺度与壁面黏性长度同量级,是引起壁湍流大涡模拟计算量增加的主要原因. 壁模型通过模化近壁流动避免了完全解析壁面层,可以显著地降低壁湍流大涡模拟的计算量,是克服上述困难的有效方法. 本文介绍了大涡模拟壁模型的主要类型;详细讨论了...
超高应力隔震组合支座的基本力学性能研究
高性能隔震系统 压应力稳定性 回转刚度 水平刚度
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2018/12/29
提出了1种超高应力隔震组合支座高性能隔震系统，该隔震系统是由多个橡胶支座按设计所需规则组合而成。建立了高性能隔震系统回转刚度理论公式、水平刚度、竖向刚度和屈曲应力的相关理论公式，并采用300型缩小试件对HPIS高性能隔震系统组合支座进行了竖向刚度、屈服后刚度、屈服力等基本性能和相关性的低周反复加载试验。研究结果表明：高性能隔震系统组合支座相对单体橡胶支座，在回转刚度、压应力稳定性及屈曲应力等方面均...
基于断层摩擦强度的地应力计算模型与应用
断层摩擦强度 地应力 煤层气开采 沁水盆地南部
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2018/7/10
断层摩擦强度是煤岩层地应力的限定条件，如何评价断层摩擦强度是煤与煤层气开采值得考虑的问题，分析了断层摩擦强度和其对地应力的约束机制，建立了最大与最小主应力比值与断层摩擦强度的相关关系和地应力计算模型。研究结果表明：煤岩层中有效最大主应力与最小主应力比值受断层摩擦强度的限制，当其比值达到临界方向断层的摩擦强度极限时，断层就会发生滑动；根据Anderson断层分类，将原岩应力分为3种应力状态，在此基础...
用数字图像相关法研究聚合物改性砂浆的力学性能
数字图像相关法 聚合物改性砂浆 变形 力学性能
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2018/4/16
数字图像相关法(DIC)是一种新型的非接触式光学测量材料变形的方法，与传统接触式测量方法相比，具有操作简单、大变形测量、精度高、分析区域灵活可变等优点。聚合物乳液常用于改善水泥基材料的力学性能，提高抗拉、抗折强度及其韧性。本文采用三维数字图像相关法(3D-DIC)研究聚合物改性砂浆的在受压状态下的应力应变行为。结果表明，3D-DIC法可以提供试块选定区域的应力-应变全曲线，以及试块开裂性能、断裂模...
多烷基环戊烷制备聚脲润滑脂及其摩擦学性能
多烷基环戊烷 聚脲润滑脂 添加剂 摩擦学性能
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2018/4/3
以多烷基环戊烷（MACs）为基础油制备了聚脲润滑脂，研究了苯三唑衍生物（T551）、噻二唑类衍生物（T561）和二硫化钼（MoS2）对聚脲润滑脂润滑性能的影响，并采用热重分析仪（TGA）研究了其热稳定性。采用往复摩擦磨损试验机（MFTR4000）评价了其在钢/钢摩擦副下的摩擦磨损性能，利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察并分析了磨损表面形貌以及表面主要化学元素组成。结果表明，以M...
Lipschitz非线性系统的H_/L∞故障检测观测器设计
H_指标 L∞ 范数 有限频域 故障检测
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2018/7/17
针对Lipschitz非线性系统提出了一种基于H-/L∞故障检测观测器的故障检测方法。首先, 利用有限频域的H_指标来刻画观测器残差的最小故障敏感度, 利用外界干扰到残差的L∞范数来描述观测器对干扰的鲁棒性能。其次，提出了基于L∞范数性能指标的残差评价与动态阈值生成方法。 此外，给出了H-/L∞故障检测观测器的存在条件并整理成线性矩阵不等式。 最后，仿真算例验证了本文所提方法的正确性与有效性。