力学进展

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楚海建陈建康王建祥

2007, 37(4): 481-495. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-182

摘要(2398)

PDF(1149)

摘要:
量子点结构具有独特而优异的光学和电学等性能, 是当前国际研究的热点问题之一.量子点异质结构中的弹性场会对量子点结构的制备、加工及其光学和电学等物理性能产生重要影响. 本文以此为背景, 从低维量子限制系统所遵循的量子力学规律及其特点、半导体量子点的物理性能及表征、半导体量子点制备技术等方面较为全面地介绍半导体量子点结构的研究进展, 并着重介绍在半导体量子点结构的力学研究方面以及力学性能与物理性能耦合研究等方面的一些研究结果.

动态载荷下剪切变形局部化、微结构演化与剪切断裂研究进展

徐永波白以龙

2007, 37(4): 496-516. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-136

摘要(2764)

PDF(1070)

摘要:
总结和评述了近年来金属与合金变形局部化的形成、微结构演化与剪切断裂方面作者和相关的研究工作成果. 材料包括低碳钢, SS304不锈钢, Fe-15%Ni-15%Cr单晶, Al-Li合金,α-Ti和Ti-6Al-4V, Al/SiCp复合材料等.综述内容主要包括：采用改进的Hopkinson扭杆装置,对剪切变形局部化形成、发展和演化过程进行了实验观察与数值模拟;采用"侧剖"与"对接"等定点方法制备电子显微镜薄膜试样,对剪切带内相变与再结晶、非晶转变、旋涡结构等动态变形现象,以及与宏观动态力学行为对应的位错胞的形成、发展和坍塌等微结构特征进行了观测;提出了应变和应变率同时作为剪切带形成的两个必要条件的直接实验证据；在剪切带内发现了α'$-马氏体相变现象,以及相变产物与母体之间的晶体学关系;通过位错单滑移或交滑移等微观剪切最后发展成为宏观剪切的机制;对剪切带内再结晶结构的观测和对再结晶动力学本构关系的定量描述;对剪切带特别是``白色''腐蚀带(或相变带)的形成机制的分析和新的解释,指出 ``白色''是带内亚结构取向趋于一致,其在光学或扫描显微镜下很难辨认这些亚结构的取向差所致,并非表明剪切带内一定发生了相变;通过截断实验和实时跟踪观测发现,剪切带内微裂纹的萌生与聚合是材料承载能力骤然下降并导致最后断裂的主控因素.此外,本文对近年来在准静态和循环加载下材料的局部化形变与剪切断裂的实验结果予以简要评述,指出其微观机制与动态载荷下的截然不同, 是由位错的平面滑移所控制的,与热效应无关的等温变形.

左手材料设计及透明现象研究进展

周萧明蔡小兵胡更开

2007, 37(4): 517-536. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-114

摘要(2537)

PDF(1155)

摘要:
左手材料具有负的介电常数, 磁导率和折射率,它与电磁波相互作用的规律与传统材料有本质的区别.首先讨论了金属线点阵结构实现负介电常数和开口谐振环点阵结构实现负磁导率的内在机理,综述了目前实现左手材料的设计与制备方法,讨论了左手材料研究中能量如何定义以满足守恒律, 左手材料的宏观等效参数的确定,以及影响左手材料负折射相对频带带宽的因素。最后对左手材料在光子隧道效应和电磁波透明方面的应用进行了介绍，重点讨论了利用力学中的``中性夹杂''概念对电磁波透明的设计.论文还探讨了声波左手材料的概念和物理意义,介绍了用声波左手材料实现声波透明的方法.

高超音速飞行器及其关键技术简论

杨亚政李松年杨嘉陵

2007, 37(4): 537-550. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2007-028

摘要(2437)

PDF(1614)

摘要:
简要评述了高超音速飞行器及其关键技术, 包括: 高超音速飞行的定义、高超音速流动的特征、高超飞行覆盖范围、高超飞行器蒙皮温度、以及高超飞行设计特点; 高超飞行器的背景;高超飞行器研制的发展简史, 及经验与思考; 吸气式高超飞行器典型设计过程、发展战略、技术规划、和关键技术领域.

低压涡轮内部流动及其气动设计研究进展

邹正平叶建刘火星李维杨琳冯涛

2007, 37(4): 551-562. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-131

摘要(2526)

PDF(1162)

摘要:
随着高空无人飞行器研究的不断升温, 高空低雷诺数条件下动力装置的研究越来越受到人们的重视.结合近年来国内外相关领域的研究工作, 对低雷诺数低压涡轮内部复杂流动机理的研究进展进行了介绍, 包括低雷诺数情况下低压涡轮内部非定常流动的特点, 叶片边界层分离及转捩现象机理, 上游周期性尾迹与下游叶片边界层相互作用机理等. 在此基础上给出了适合低雷诺数条件的低压涡轮气动设计方法：尾迹通过与边界层的相互作用, 能够抑制分离, 进而减小叶型损失, 在气动设计中有效引入非定常效应可以大幅度提高低压涡轮的气动负荷或降低气动损失, 最终达到提高性能的目的；数值及实验结果验证了这种设计方法的有效性.

数字全息粒子图像测速技术(DHPIV)研究进展

申功炘张永刚曹晓光吴坚

2007, 37(4): 563-574. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-087

摘要(2693)

PDF(889)

摘要:
全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术. 本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的研究进展,并介绍了已测得的非定常复杂流动的初步结果. 详细论述了DHPIV技术所面临的关键性问题和应用基础问题以及相应的进展:粒子空间场的重建与再现的空间分辨率问题、粒子定位或位移精度问题、信噪比和数字再现的光学与快速算法以及测量空间的扩展等问题.同时讨论了数字离轴全息等有关技术的潜力, 介绍了进一步的研究发展方向.

地震液化问题研究进展

王刚张建民

2007, 37(4): 575-589. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-016

摘要(2407)

PDF(898)

摘要:
概括了地震液化问题研究的框架和主要内容.从液化的机理、液化可能性分析, 液化稳定分析、液化变形分析及液化分析的数值方法等几个方面, 总结了液化问题的主流研究思路和近期进展, 指出了目前的不足和应着重研究的方向.随着对地震液化问题研究的深入, 液化问题研究的重心逐渐由液化可能性分析、液化稳定分析转向液化引起的变形评价.在液化变形的评价方法中, 基于震害调查的经验统计方法的预测精度较差, 且不能考虑土与结构的相互作用;而基于数值模拟的方法可以考虑复杂的边值问题, 显示出广泛的前景.在以后对地震液化问题的研究中, 除了进一步收集分析已有震害资料提高液化可能性分析及液化变形分析的现有方法的可靠性以外, 应着重深入研究饱和砂土液化变形的基本规律及物理机制,在此基础上建立能够合理模拟饱和砂土整个液化过程中(包括液化前和液化后)的应力应变行为的本构模型, 发展能有效地预测实际边值问题中液化变形的数值模拟方法.

体外冲击波碎石技术的力学机理的研究

陈景秋韦春霞邓艇田祖安张晓燕

2007, 37(4): 590-600. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-139

摘要(2635)

PDF(980)

摘要:
体外冲击波粉碎结石术(extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL)是冲击波和聚焦原理在医疗领域的最成功的应用, 因其无手术介入, 使用方便,碎石率高, 治疗费用低, 已成为尿路结石的首选治疗方法.但是这种技术也有尚待完善之处,例如: 对于大结石ESWL的治疗效率较低; 对人体组织有短期或长期的副作用,甚至可能造成器官功能的不可逆性丧失等.ESWL通过一系列作用力粉碎结石和损伤人体组织的过程颇为复杂.从ESWL技术诞生之时起, 人们就同步开展了关于ESWL的实验室的和临床的基础研究,以期达到最好的碎石效果和最小的副作用.至今ESWL的破坏机制逐渐被人们所认识,但仍然存在争论.冲击波直接的破坏机制已经比较清楚, 而它诱发的空化破坏机制是当前ESWL研究的一个具有挑战性的热点.评定碎石机冲击波以及碎石效率的标准还在不断的完善之中.

骨组织生长重建的力学生物学机制研究进展

陈旭义张西正

2007, 37(4): 601-610. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-041

摘要(2399)

PDF(1096)

摘要:
生物力学已被证实是骨组织生长、重建及成形当中一个十分重要的因素. 骨组织的损伤修复过程本质上是细胞的生物学过程和应力作用下的生长过程. 这虽然肯定了生物力学在骨组织生长、重建过程中的重要地位, 但是, 人们对生物力学因素如何诱导骨生长、重建的力学生物学机制仍不甚了解. 而骨组织工程需要更为科学完善的细胞生物学机制来研究和探索骨组织的构建过程. 本文概述了国内外生物力学与骨组织生长重建的宏微观理论, 主要讨论了骨组织结构及功能形成过程中的力学生物学相关问题.

复杂脑网络研究进展

方小玲于洪洁

2007, 37(4): 611-613. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2006-145

摘要(2069)

PDF(1091)

摘要:
复杂网络的研究方法是近年来对生物网络、社会网络及技术网络等真实网络进行研究的新兴方法.利用这一方法,可以从大脑皮层结构性网络、功能性网络以及效率性网络等不同角度着手对大脑的功能性分割和功能性整合两个主要功能进行研究,并进一步讨论其生长和发展演化,以期揭示支配大脑运作的规律.

“UNIFIED STRENGTH THEORY AND ITS APPLICATION” 评介

Petre P. Teodorescu

2007, 37(4): 600-600. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2007-079

摘要(1768)

PDF(3292)

摘要:

强度理论主要研究应力和应变的极限状态, 以便与容许的应力和应变进行比较. 仅仅单轴实验及其结果是不充分的, 还需要双轴和三轴的研究. 因为不同的材料在复杂应力-应变状态下具有不同的力学性能, 所以屈服准则和破坏准则就会起到非常重要的作用. 采用这些理论进行研究的目的是确保土木结构和机械结构的安全性. 然而一般来说, 这些理论只能对有限的材料及其相关的应力-应变状态进行分析, 它们并不能解决产生所有问题的每个方面, 因此,统一强度理论就在不断地探索中.在俞茂宏著《统一强度理论及其应用(英文版)》(Ber- lin: Springer, 2004)中, 作者首先从双剪和双剪屈服准则的概念出发, 先后建立了双剪强度理论和统一强度理论. 统一强度理论的极限线覆盖了外凸极限线的全部区域, 并且可以扩展到非凸极限线的区域. 该书不仅是理论、实验、应用和历史的论述, 而且是作者独特研究的专门著作.书中的内容明显地反映出了这些特点.书的各章目录分别为: 1绪论; 2单元体应力状态; 3统一屈服准则;4屈服准则的验证; 5统一屈服准则的扩展; 6材料在复杂应力状态下的基本特性;7统一强度理论; 8强度理论的实验验证; 9统一屈服准则的应用; 10结构分析的破坏准则效应; 11历史评论; 12参考文献和书目. 各章后面有一个小结和与重要内容有关的习题. 最后一章涵盖了历史评论和从1638年到2002年间超过1\,000种的完整的书目.本书适用于广泛的读者,它对强度理论及其应用领域有重要贡献.

流体力学与国土安全

Gary S. Settles

2007, 37(4): 614-627. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2007-109

摘要(1850)

PDF(884)

摘要:
国土安全涉及到流体力学的广泛应用, 并为其研究发展提供了诸多机遇. 本评论选择列举了流体力学在反恐领域的各类课题, 还建议了今后的研究方向. 课题范围从防备、遏制策划中的恐怖袭击, 一直到探测、应对和恢复. 具体的内容则包括飞机加固, 爆炸缓冲, 传感器取样, 爆炸物探测, 微流控和芯片实验室, 城市环境中化学羽流弥散以及建筑物通风等. 此外, 本文还讨论了蒸气羽流与远距探测, 非致命武器, 疾病空气传播, 人员防护装备以及污染移除问题. 涉及这类的应用, 要求流体力学家跨越传统领域的边界, 进行交叉学科研究, 特别是要结合化学、生物学、气溶胶学与大气科学协同工作.

2007年度力学科学处面上项目、青年基金和地区基金资助情况介绍

孟庆国詹世革刘青泉

2007, 37(4): 628-632. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2007-115

摘要(1251)

PDF(1062)

摘要:

<力学进展>总目录及分类目录2007年第37卷第1（总第149）-4 期（总第152期）

力学进展编辑部

2007, 37(4): 633-640. doi: 10.6052/1000-0992-2007-4-J2007-147

摘要(1153)

PDF(788)

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