目 錄
序
前言
第1章 航空航天 1
1.1 運(yùn)載火箭級(jí)間段中間框設(shè)計(jì) 1
1.1.1 工程背景 1
1.1.2 解決方案 1
1.1.3 總結(jié) 7
1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的鳥撞問題 7
1.2.1 工程背景 7
1.2.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片抗鳥撞設(shè)計(jì) 8
1.2.3 總結(jié) 12
1.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣包容性設(shè)計(jì) 13
1.3.1 工程背景 13
1.3.2 基于能量守恒原理的包容性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 14
1.3.3 總結(jié) 18
1.4 著陸器沖擊過程分析 19
1.4.1 工程背景 19
1.4.2 離散元–有限元數(shù)值研究 21
1.4.3 材料力學(xué)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)啟發(fā) 23
1.5 “黑匣子” 掛載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
1.5.1 工程背景 24
1.5.2 設(shè)計(jì)思路 25
1.5.3 總結(jié) 26
1.6 飛機(jī)遠(yuǎn)程配電支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
1.6.1 工程背景 27
1.6.2 設(shè)計(jì)思路 27
1.7 機(jī)翼蒙皮矩形板穩(wěn)定性問題與壓桿穩(wěn)定類比 29
1.7.1 工程背景 29
1.7.2 矩形板穩(wěn)定性與壓桿穩(wěn)定類比分析 30
1.7.3 總結(jié) 32
1.8 火箭中的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論與應(yīng)用 33
1.8.1 工程背景 33
1.8.2 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論與應(yīng)用 33
1.8.3 總結(jié) 38
1.9 航空航天壁板的缺陷敏感性與創(chuàng)新構(gòu)型設(shè)計(jì) 39
1.9.1 工程背景 39
1.9.2 缺陷敏感性與創(chuàng)新構(gòu)型設(shè)計(jì) 40
1.9.3 總結(jié) 44
1.10 火箭的載荷設(shè)計(jì)——內(nèi)力圖的繪制 46
1.10.1 工程背景 46
1.10.2 火箭的靜載荷計(jì)算 47
1.10.3 火箭的內(nèi)力圖 50
1.10.4 總結(jié) 50
1.11 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化和葉片強(qiáng)度 51
1.11.1 工程背景 51
1.11.2 渦輪葉片強(qiáng)度分析 54
1.11.3 總結(jié) 54
1.12 人類深空探測太陽帆薄膜褶皺的產(chǎn)生與消除 55
1.12.1 工程背景 55
1.12.2 薄膜褶皺抑制的力學(xué)模型 56
1.12.3 總結(jié) 59
1.13 現(xiàn)代飛機(jī)抗疲勞設(shè)計(jì)60
1.13.1 工程背景 60
1.13.2 抗疲勞設(shè)計(jì) 61
1.13.3 總結(jié) 63
1.14 飛機(jī)轉(zhuǎn)軸的疲勞分析63
1.14.1 工程背景 63
1.14.2 轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)疲勞分析 66
1.14.3 總結(jié) 69
1.15 新型飛行器艙門的約束簡化與靜力學(xué)分析 69
1.15.1 工程背景 69
1.15.2 艙門結(jié)構(gòu)受力分析 70
1.15.3 總結(jié) 71
1.16 重心在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的意義 72
1.16.1 工程背景 72
1.16.2 飛機(jī)失速原理 72
1.16.3 總結(jié) 75
1.17 艦載機(jī)甲板自主調(diào)運(yùn)軌跡規(guī)劃.76
1.17.1 工程背景 76
1.17.2 甲板自主調(diào)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù) 76
1.17.3 總結(jié) 81
1.18 航天器軌道與姿態(tài)耦合動(dòng)力學(xué)問題 81
1.18.1 工程背景 81
1.18.2 軌道與姿態(tài)耦合動(dòng)力學(xué) 82
1.18.3 總結(jié) 86
1.19 航空發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)反推裝置的力學(xué)原理 87
1.19.1 工程背景 87
1.19.2 反推裝置的力學(xué)原理 88
1.19.3 總結(jié) 92
第2章 海洋工程 94
2.1 海冰壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)分析.94
2.1.1 工程背景 94
2.1.2 海冰壓縮強(qiáng)度試驗(yàn) 95
2.1.3 總結(jié) 97
2.2 海冰彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)分析.98
2.2.1 工程背景 98
2.2.2 海冰彎曲強(qiáng)度試驗(yàn) 99
2.2.3 總結(jié) 102
2.3 海洋立管在自重影響下的失穩(wěn)問題 103
2.3.1 工程背景 103
2.3.2 海洋立管自重下失穩(wěn)機(jī)制 104
2.3.3 總結(jié) 106
2.4 極地船舶及海洋工程冰激結(jié)構(gòu)疲勞分析 106
2.4.1 工程背景 106
2.4.2 極地結(jié)構(gòu)冰激疲勞分析 107
2.5 深水 S 型海洋管道鋪設(shè)及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法 112
2.5.1 工程背景 112
2.5.2 管道鋪設(shè)與室內(nèi)試驗(yàn) 112
2.5.3 總結(jié) 114
2.6 水下機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)與載荷分析 116
2.6.1 工程背景 116
2.6.2 水下機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)分析 116
2.6.3 總結(jié) 119
第3章 能源動(dòng)力 121
3.1 核電結(jié)構(gòu)的抗震性能分析 121
3.1.1 工程背景 121
3.1.2 主要結(jié)構(gòu)抗震性能分析 121
3.1.3 總結(jié) 125
3.2 核反應(yīng)堆壓力容器安全性分析.126
3.2.1 工程背景 126
3.2.2 動(dòng)力學(xué)分析 128
3.2.3 總結(jié) 128
3.3 大型壓縮機(jī)主軸–葉輪裝配中的力學(xué)問題 129
3.3.1 工程背景 129
3.3.2 主軸彎曲變形分析與解決方案 130
3.3.3 總結(jié) 135
3.4 輸電塔架結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì) 135
3.4.1 工程背景 135
3.4.2 結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì) 137
3.4.3 總結(jié) 139
3.5 液壓往復(fù)密封系統(tǒng)中的摩擦力分析 140
3.5.1 工程背景 140
3.5.2 摩擦力分析 141
3.5.3 總結(jié) 143
第4章 電子信息 145
4.1 計(jì)算機(jī)板卡–卡槽傳熱結(jié)構(gòu)中的力學(xué)問題 145
4.1.1 工程背景 145
4.1.2 界面熱阻分析與優(yōu)化 146
4.1.3 總結(jié) 150
4.2 可延展周期性蛇形結(jié)構(gòu)的拉伸問題 151
4.2.1 工程背景 151
4.2.2 蛇形結(jié)構(gòu)的拉伸問題分析 152
4.2.3 總結(jié) 158
4.3 柔性可延展電子的變剛度多樣化設(shè)計(jì) 158
4.3.1 工程背景 158
4.3.2 柔性可延展電子變剛度設(shè)計(jì)的力學(xué)模型 159
4.3.3 總結(jié) 164
4.4 柔性電子器件島–橋結(jié)構(gòu)的屈曲問題 165
4.4.1 工程背景 165
4.4.2 島–橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型 165
4.4.3 總結(jié) 169
4.5 基于能量原理的指套電子器件力學(xué)模型 171
4.5.1 工程背景 171
4.5.2 指套電子器件的力學(xué)模型 172
4.5.3 總結(jié) 177
4.6 力系平衡在柔性電子濕法轉(zhuǎn)印中的應(yīng)用 179
4.6.1 工程背景 179
4.6.2 柔性電子濕法轉(zhuǎn)印應(yīng)用界限的力學(xué)模型 180
4.6.3 總結(jié) 183
第5章 生物醫(yī)學(xué) 185
5.1 青光眼形成的力學(xué)機(jī)制 185
5.1.1 研究背景 185
5.1.2 力學(xué)分析 185
5.1.3 總結(jié) 187
5.2 主動(dòng)脈瘤破壞的力學(xué)機(jī)制 188
5.2.1 研究背景 188
5.2.2 主動(dòng)脈瘤破壞機(jī)制 189
5.2.3 總結(jié) 190
5.3 心血管單軸拉伸力學(xué)性能研究 191
5.3.1 研究背景 191
5.3.2 心血管材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法 192
5.3.3 總結(jié) 194
5.4 微針設(shè)計(jì)與使用中的力學(xué)問題.194
5.4.1 研究背景 194
5.4.2 微針中的力學(xué)問題 195
5.4.3 總結(jié) 198
5.5 皮膚組織的單軸拉伸實(shí)驗(yàn) 199
5.5.1 研究背景 199
5.5.2 皮膚組織力學(xué)性能表征 200
5.5.3 總結(jié) 201
5.6 跳躍過程中膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶的保護(hù) 202
5.6.1 研究背景 202
5.6.2 韌帶受力分析和力學(xué)性能測試 203
5.6.3 總結(jié) 205
5.7 機(jī)器學(xué)習(xí)在細(xì)胞彈性模量測量中的應(yīng)用 206
5.7.1 研究背景 206
5.7.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的解決方案 207
5.7.3 總結(jié) 209
5.8 疾病診斷中的細(xì)胞力學(xué)原理 210
5.8.1 研究背景 210
5.8.2 細(xì)胞黏彈性分析 211
5.8.3 總結(jié) 214
5.9 水凝膠支架作為生物替代材料的軟物質(zhì)力學(xué)原理 215
5.9.1 研究背景 215
5.9.2 關(guān)節(jié)軟骨和替代水凝膠的力學(xué)性能分析.216
5.9.3 總結(jié) 218
5.10 基于力學(xué)原理的新型頭盔內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 219
5.10.1 工程背景 219
5.10.2 單兵作戰(zhàn)頭盔內(nèi)襯防護(hù)爆炸沖擊波的力學(xué)原理 220
5.10.3 總結(jié) 223
5.11 電刺激改變細(xì)胞排列遷移方向的力學(xué)原理 224
5.11.1 研究背景 224
5.11.2 力學(xué)分析 224
5.11.3 總結(jié) 226
第6章 車輛工程 227
6.1 汽車吸能盒緩沖吸能的力學(xué)機(jī)制 227
6.1.1 工程背景 227
6.1.2 吸能盒緩沖吸能的力學(xué)機(jī)制 228
6.1.3 總結(jié) 230
6.2 汽車側(cè)翻問題分析 232
6.2.1 工程背景 232
6.2.2 車輛側(cè)翻分析 232
6.2.3 總結(jié) 235
6.3 高速列車受電弓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與氣動(dòng)抬升力分析 235
6.3.1 工程背景 235
6.3.2 高速列車受電弓機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 236
6.3.3 總結(jié) 239
6.4 汽車行駛控制的動(dòng)力學(xué)分析 240
6.4.1 工程背景 240
6.4.2 汽車動(dòng)力學(xué)分析的二自由度簡化模型 241
6.4.3 總結(jié) 242
6.5 納米技術(shù)在汽車碰撞安全問題中的應(yīng)用研究 243
6.5.1 工程背景 243
6.5.2 薄壁結(jié)構(gòu)屈曲模態(tài)誘導(dǎo)分析 244
6.5.3 總結(jié) 246
6.6 機(jī)車碰撞的安全設(shè)計(jì)247
6.6.1 工程背景 247
6.6.2 力學(xué)分析 247
6.7 動(dòng)力集中式動(dòng)車組減振器座的疲勞計(jì)算 250
6.7.1 工程背景 250
6.7.2 減振器座疲勞應(yīng)力 251
6.7.3 減振器座累積損傷 253
6.7.4 總結(jié) 255
第7章 材料性能 257
7.1 膠黏劑基本力學(xué)性能試驗(yàn)測定方法 257
7.1.1 工程背景 257
7.1.2 測試方案 257
7.1.3 總結(jié) 263
7.2 利用梁模型預(yù)測納米尺度的自折疊現(xiàn)象：小變形和大變形 264
7.2.1 納米尺度自折疊現(xiàn)象的力學(xué)模型 265
7.2.2 總結(jié) 267
7.3 負(fù)泊松比材料及其在平板單軸壓屈中的應(yīng)用 267
7.3.1 工程背景 267
7.3.2 負(fù)泊松比材料的變形原理及其在矩形平板中的壓曲增益分析 268
7.3.3 總結(jié) 270
7.4 “熱縮冷脹” 神奇超材料的力學(xué)原理 271
7.4.1 工程背景 271
7.4.2 熱縮冷脹超材料的力學(xué)原理 271
7.4.3 總結(jié) 274
7.5 殘缺之美：談鈦合金增韌機(jī)制 274
7.5.1 工程背景 274
7.5.2 含非焊合區(qū)的開孔鈦合金層合板增韌分析 275
7.5.3 總結(jié) 276
7.6 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料基本力學(xué)性能測試方法 277
7.6.1 工程背景 277
7.6.2 測試方案 278
7.6.3 總結(jié) 279
7.7 電子灌封用膠黏劑彈性模量和拉伸強(qiáng)度測定方法 280
7.7.1 工程背景 280
7.7.2 測試方案 280
7.7.3 總結(jié) 284
7.8 聲子晶體超材料的制備工藝與帶隙特征的關(guān)聯(lián)性 284
7.8.1 工程背景 284
7.8.2 超材料結(jié)構(gòu)帶隙特性 285
7.8.3 增材制造結(jié)構(gòu)變形特性 286
7.8.4 總結(jié) 289
第8章 連接構(gòu)件 290
8.1 摩擦自鎖與螺栓法蘭結(jié)構(gòu)預(yù)緊狀態(tài)的分析 290
8.1.1 工程背景 290
8.1.2 螺栓螺紋斜面的摩擦自鎖原理 291
8.1.3 工程中的螺栓法蘭結(jié)構(gòu)預(yù)緊狀態(tài)分析.292
8.1.4 總結(jié) 294
8.2 基于柱殼縱剖面梁模型的箭體螺栓法蘭連接剛度分析 295
8.2.1 工程背景 295
8.2.2 柱殼縱剖面梁模型的理論分析 296
8.2.3 總結(jié) 300
8.3 基于靜力平衡的螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)等效彈簧建模方法 301
8.3.1 工程背景 301
8.3.2 靜力平衡條件下的箭體柱殼螺栓法蘭連接等效彈簧建模 302
8.3.3 總結(jié) 306
8.4 三級(jí)箭體螺栓法蘭雙連接面動(dòng)力學(xué)簡化模型 306
8.4.1 工程背景 306
8.4.2 基于機(jī)械能守恒定律的三級(jí)箭體螺栓法蘭雙連接面動(dòng)力學(xué)模型 307
8.4.3 總結(jié) 310
第9章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 312
9.1 變剛度設(shè)計(jì)方法在抗沖擊高防護(hù)頭盔中的應(yīng)用 312
9.1.1 工程背景 312
9.1.2 變剛度設(shè)計(jì)在抗沖擊高防護(hù)頭盔中的應(yīng)用 313
9.1.3 總結(jié) 316
9.2 屈曲的妙用與雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu) 318
9.2.1 工程背景 318
9.2.2 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板雙穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)與分析 319
9.2.3 總結(jié) 320
9.3 最大化臨界屈曲載荷的柱體變截面設(shè)計(jì) 321
9.3.1 工程背景 321
9.3.2 最大化臨界屈曲載荷的柱體變截面設(shè)計(jì)的力學(xué)模型 321
9.3.3 總結(jié) 323
9.4 碰撞吸能結(jié)構(gòu)的剪紙?jiān)O(shè)計(jì) 324
9.4.1 工程背景 324
9.4.2 剪紙?jiān)O(shè)計(jì)及耐撞性分析 325
9.4.3 總結(jié) 330
9.5 壓力容器的斷裂破壞分析 331
9.5.1 工程背景 331
9.5.2 斷裂破壞分析 333
9.5.3 總結(jié) 335
9.6 基于層級(jí)化模型的航天裝備仿真與設(shè)計(jì)技術(shù) 336
9.6.1 工程背景 336
9.6.2 航天裝備層級(jí)化建模仿真與設(shè)計(jì) 337
9.6.3 總結(jié) 340
9.7 基于折紙方法的碰撞吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 341
9.7.1 工程背景 341
9.7.2 基于折紙方法的吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 343
9.7.3 總結(jié) 347
第10章 生產(chǎn)制造.349
10.1 金屬增材制造過程中的翹曲變形力學(xué)機(jī)制 349
10.1.1 工程背景 349
10.1.2 力學(xué)分析 350
10.2 攪拌頭的受力分析和疲勞強(qiáng)度 352
10.2.1 工程背景 352
10.2.2 攪拌頭的溫升 354
10.2.3 攪拌頭的受力和疲勞 355
10.2.4 總結(jié) 356
10.3 印制線路板焊點(diǎn)熱疲勞失效 357
10.3.1 工程背景 357
10.3.2 力學(xué)分析 358
10.3.3 總結(jié) 360
10.4 超聲沖擊表面納米化技術(shù)在重裝空投中的應(yīng)用分析 360
10.4.1 工程背景 360
10.4.2 金屬表面納米化技術(shù)原理 361
10.4.3 總結(jié) 364
第11章 其他領(lǐng)域.366
11.1 炮彈發(fā)射技術(shù)中的力學(xué)問題 366
11.1.1 工程背景 366
11.1.2 力學(xué)分析 367
11.1.3 總結(jié) 368
11.2 原子力顯微鏡的測試原理與應(yīng)用 369
11.2.1 工程背景 369
11.2.2 原子力顯微鏡的基本原理 370
11.2.3 總結(jié) 373
11.3 原子力顯微鏡矩形懸臂結(jié)構(gòu)的彈簧常數(shù)標(biāo)定 373
11.3.1 工程背景 373
11.3.2 懸臂結(jié)構(gòu)靜力問題力學(xué)模型 374
11.3.3 總結(jié) 378
11.4 實(shí)際土木工程結(jié)構(gòu)中的若干約束形式.379
11.4.1 工程背景 379
11.4.2 土木工程結(jié)構(gòu)中的約束分析 380
11.4.3 總結(jié) 382
11.5 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)模型 383
11.5.1 工程背景 383
11.5.2 二連桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)簡化模型 384
11.5.3 總結(jié) 386
11.6 激光測振原理及其在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型修正中的應(yīng)用 386
11.6.1 工程背景 386
11.6.2 力學(xué)分析 387
11.6.3 總結(jié) 388
11.7 高速?zèng)_擊下的結(jié)構(gòu)破壞分析 389
11.7.1 工程背景 389
11.7.2 力學(xué)分析 390
11.7.3 總結(jié) 391