顾及下地壳拖曳力的川滇地区地表形变有限元数值模拟

在川滇地区,GPS观测资料揭示了其运动方向为东向—东南向,呈现顺时针旋转的趋势.已有研究表明该区域的下地壳是柔性的,且运动速度快于脆性的上地壳并对其具有拖曳作用,这是造成该区域独特运动特征的主要因素.因此在数值模拟区域形变场时,仅考虑弹性作用是不够的,还需要考虑柔性下地壳的拖曳力作用.拖曳力的分布通常采用人工分区和试错...     

机械能“自动车”的自制

初中物理机械能部分讲到,物体发生弹性形变时具有势能,它与动能可以相互转化,并可做功。因是本节的重点,又是教材的难点,学生不易理解。为此,我设计、自制了机械能“自动车”。 一.材料 1.木芯一个(用完棉线的木轮)。 2.曲别针、直别针各两个。 3.橡皮筋、废油笔芯、小塑瓶(装眼药水的废瓶)各一个。 4.蜡烛一段(60～70mm)。     

列车提速对路基竖向位移的影响及加固效果评价

为探究列车提速对路基竖向位移的影响,依托兰新铁路乌鲁木齐—奎屯段线路中典型的路基工程,采用MIDAS GTS/NX有限元软件建立了基床-路基-地基三维模型,对比了不同列车运行速度以及单双线运行条件下路基表面的竖向位移时程曲线.分析结果表明:当列车运行速度为100 km·h-1时,竖向位移值为1.81 mm,满足规范要求...     

青少年女子举重运动员腰骶关节的有限元建模及椎间盘生物力学分析

目的:尝试通过三维有限元建模及生物力学分析的方法,找出青少年女子举重运动员的损伤原因,为教练员和队医更具针对性地进行损伤预防及提升康复效率提供理论依据。方法:选取江苏省一线青少年女子举重运动员 1名,通过 CT图像文件进行腰骶关节模型重建。建立更加精细且具有解剖学特征和生物力学特点的腰骶关节有限元模型。结果:青少年女子举重运动员腰骶关节受轴向载荷时,L5上缘和椎间盘前部出现明显形变,最大形变量为 5.44 mm,椎体上表面和骶骨耳状面为主要受力部位;椎间盘的Von-Mises应力传递方向由右后方向左侧递增,应力集中点出现在纤维环侧后方。结论:青少年女子举重运动员腰骶关节受轴向载荷时,椎体上表面和骶骨耳状面为主要受力部位;椎间盘前部受挤压出现明显形变,同时其左侧中后部有明显的应力集中现象。这提示椎间盘后侧方可能因为长期应力集中而致使运动员出现下腰痛甚至椎间盘后侧部纤维环出现破裂。     

微小形变的演示方法

众所周知 ,弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间 ,即弹力产生的一个重要条件就是物体发生弹性形变。但是有的形变比较明显 ,如弹簧的形变 ,可以直接看出 ;而有些物体的形变是极其微小的 ,如桌面受到压力时发生的形变 ,难以直接看出 ,如果不用效果明显的演示方法加以证实 ,很难使学生信服 ,势必会影响学生对弹力及其产生条件的理解。为此 ,我们摸索出了一套用小平面镜与钥匙链上的小激光器 (卖玩具的市场摊贩有售 ,价格 7～ 8元人民币 )配合演示微小形变实验 ,演示效果非常明显 ,可以大大的加强学生对微小形变的感性认识。现将实验方法介…     

生物质吸附剂——落叶对水溶液中Cu2+的平衡吸附及动力学研究

利用常用绿化树种的落叶作为吸附剂,处理含Cu2+的重金属模拟废水,研究了Cu2+的初始浓度、吸附剂用量和温度、pH等因素对吸附效果的影响,并进行了吸附等温式和动力学模型拟合.结果表明,Cu2+初始浓度由50mg/L增加到300mg/L时,对应的落叶最大吸附量由18.57mg/g增加到100.75 mg/g;pH由4增加到8时,Cu2+的平衡吸附量由30.2 mg/g增加到38.4 mg/g.针对不同的Cu2+初始浓度进行了Langmuir和Freundlich吸附等温式拟合,动力学研究进行了一级动力学和二级动力学模型拟合.结果表明落叶对Cu2+的吸附与Freundlich模型和二级动力学模型拟合度较好.     

裂隙岩体块体几何识别研究

回顾了块体几何识别研究的发展过程,依据模型的空间维数和切割方法将其分为3个阶段,并分类分析了各个阶段的代表性研究成果.从原理、构建、效率和应用等角度对三维块体全空间识别算法进行比较,归纳出块体识别方法的一般数学描述. 指出了当前三维块体全空间识别存在的问题和进一步研究的方向.     

环境因素下确定最优行驶速度的双层规划模型(英文)

首先给出了考虑环境污染因素的双层规划城市交通配流模型,上层要求系统总的出行时间和CO排放总量最小,下层是一个弹性需求的UE问题;并设计了一个平衡迭代算法,对所给模型进行了求解,从而能得到车辆在各路段上的最优行驶速度;最后给出了两个简单的算例,对该模型及相应的求解算法进行了验证.     

高压下镁辉石弹性波速的第一性原理研究

辉石是地壳和上地幔中的常见矿物,对其弹性波速的研究有助于更好地理解地球深部地震波速异常及动力学过程等。辉石矿物包括斜方辉石和单斜辉石两个亚族,天然产出的斜方辉石以镁辉石为主。选择镁辉石为研究对象,利用第一性原理对镁辉石在高压下的4种结构相（斜方相Pbca、低压单斜相P2₁/c、高压单斜相C2/c和高压斜方相P2₁ca）的弹性波速度进行模拟计算,结果如下。1）4种结构的镁辉石的弹性波速度均表现出明显的各向异性。2）在压力小于12 GPa时（上地幔压力范围）,高压单斜相C2/c的纵波波速各向异性最大;在更高的压力下,Pbca的各向异性最大,且随着压力急剧上升。3）除C2/c结构外,其他结构相都是a轴方向上的横波波速各向异性最明显。研究结果为上地幔的地震波速异常的解释提供了新的依据。     

基于机载ATI-SAR相位中心误差分析的天线系统结构设计

顺轨干涉合成孔径雷达(ATI-SAR)可检测地面动目标并测量其速度.相位中心误差是机载ATI-SAR的重要误差源之一.除需外定标处理固定偏差外,还需在天线结构设计时以一定的刚性强度抑制慢变误差.分析了由天线机械形变导致的相位中心慢变误差的变化规律,并根据机载ATI-SAR测速精度的要求对天线系统结构设计提出需求,为合理的天线结构设计提供理论基础。     

基于数值流形法的计算机动画建模

基于物理规律的计算机动画一直是图形学领域的研究热点,将一种新的动力学分析方法数值流形法引入到计算机动画领域中,利用数值流形法建立连续与非连续变形体的统一物理模型,仿真了一个逐渐展开的卷曲橡皮条、一个小球落到一堆可变形正方块上,以及一个球经过旋转的齿轮的情形。仿真结果显示,该模型可以处理多变形体的大位移和大变形,也可以处理变形体中裂隙的张开和滑移。     

空间和设备资源限制条件下集装箱码头

针对集装箱码头堆场空间及龙门吊设备资源紧缺时的堆场空间资源分配问题,利用整数规划方法建立集装箱堆场空间分配两阶段优化模型.第一阶段模型（M1）对同一箱区内的航线进行组合配对,目标是最大化堆场共享箱区的数量;第二阶段模型（M2）对M1中生成的航线组合进行堆场空间位置分配,目标是周期内总运输成本最小.结合港口实际数据设计数值实验,验证模型的正确性和有效性.结果显示,通过对堆场空间的分配,出口箱区和中转箱区的利用率平均可增加18%,能较好地解决堆场资源紧张问题.     

鄂尔多斯地块的现今水平运动状态及其与周缘地块的相互作用

根据GPS实测资料和三维粘弹性模型数值模拟分析,认为鄂尔多斯地块的现今水平运动状态可以分解为两个部分:一部分为其自身的逆时针旋转,另一部分从属于中国东部大陆整体运动,二者的叠加形成鄂尔多斯地块现今水平运动状态的宏观表现形式.这种认识可以较好地解释鄂尔多斯地块南北侧断层和东西侧断层旋转方式上的矛盾.此外,还提出一种描述鄂尔多斯地块与其周缘地块相互作用的新模式:“挤推阻碍模式”.该模式认为鄂尔多斯地块运动的主要驱动力是来自青藏地块东北缘NE向挤压力,同时华南地块和燕山地块对其南北边界存在推挤和阻碍作用.利用“挤推阻碍模式”可以从动力学的角度对鄂尔多斯地块及其周缘断裂带的现今水平运动状态进行解释.     

基于实验数据的岩石变形过程中温度场演化的数值模拟

根据相关岩石力学实验数据,对岩石变形过程中温度场演化进行有限元数值模拟,探讨线弹性变形条件下,均匀岩石模型和含雁列构造岩石模型在加载情况下的弹性热效应.模拟结果与实验结果和经典热力学理论相当吻合,为进一步研究热红外异常与地震活动性之间的关联提供了理论依据.     

河西走廊系列盆地构造演化的三维数值模拟

河西走廊是青藏高原向东北方向扩展生长的前缘地区。在青藏高原向东北方向推挤过程中，走廊内形成盆山相间的地貌，自东向西为武威-张掖-酒泉-玉门盆地，呈一字形排列，是研究新生盆地构造演化的理想地区。基于河西走廊及其邻区晚新生代构造环境、现今盆地与断裂带的几何构造布展、GPS和历史地震资料，建立区域三维黏弹塑性有限元地质模型，以期动态刻画近5 Ma河西走廊系列盆地的构造演化过程，探讨地壳的横向不均匀性对该区域构造变形的影响。数值分析结果如下。1）在近5 Ma的区域压扭构造作用下，河西走廊多个力学性质较强的次级块体依次形成左行排列的系列盆地且被NNW-NW向的断裂带和隆起分割。2）与研究区域内的其他地区相比，河西走廊与祁连山和阿拉善地块的交界处及祁连山地区整体抬升速度较快，且北祁连山抬升速度大于南祁连山。3）祁连山北缘榆木山断裂段呈现微弱东西引张，抬升速度比两端慢，地表垂直抬升速率呈现“缺口”形态。4）与河西走廊相邻的塔里木和阿拉善地块的上地壳相对于不断隆升的青藏高原下沉，且挤压盆地中地壳，使得盆地之间出现隆起。数值分析的结果反映了河西走廊系列盆地的演化过程，解释了现今祁连山地区河流网络分布现象，也揭示了青藏高原东北缘向北东方向扩展生长过程中潜在的动力来源。     

一座水城的文明沉淀——苏州历史水街区及其历史变迁考察

水陆并行双棋盘格局是苏州自古以来城市街道系统的独特形态,河道与陆道一起成了限定街坊的边界,该格局至今尚存,因此显得弥足珍贵。为此,笔者提出了苏州历史水街区的概念,并对其形成及变迁历程进行考察,阐释苏州历史文化名城及历史街区的特点,并希望能抛砖引玉,引起人们对苏州历史水街区发展的关注。     

基于时序InSAR技术的中巴走廊盖孜河谷段地表形变分析

中巴走廊沿线地质灾害频发,通过监测地表微小形变有助于对研究区内地质灾害进行判别分析,对走廊建设及走廊沿线基础工程设施的防护有重要意义。利用2015年4月5日—2018年12月9日共30景Sentinel-1A干涉宽幅模式下的雷达影像,分别采用PS-InSAR技术及SBAS-InSAR技术,对中巴走廊盖孜河谷段进行地表形变时序信息提取。结果表明,采用两种方式获取的形变信息在形变速率的空间变化趋势上具有较好的一致性,其中SBAS-InSAR技术所获取的形变速率分布在空间上相对更为连续。SBAS-InSAR形变提取结果表明,在分析时间段内,研究区多处发生明显地表形变,较大的视线向形变量主要分布于中巴公路两侧斜坡及布伦口以北的冰川前缘区域。在提取时序形变信息基础上,结合光学影像对研究区内典型不稳定斜坡及冰川运动进行形变特征分析,结果表明不稳定斜坡上PS点在监测时段内累积形变量可达-30 mm,而在冰川运动前缘集中分布许多正负向形变值较大的PS点,其正负向累积形变量分别可达+60 mm和-80 mm。本研究为高寒山区地质灾害形变的探测和今后在中巴走廊的应用积累了基础。     

人体小腿肌腱生物材料力学特征实验研究

目的：：人体小腿肌腱损伤后的防治、修复、人工材料替换等需要大量的生物材料力学特征方面的实验数据作为其参考依据。方法：使用德国产Zwick万能材料实验机,对小腿9种72条成人新鲜小腿肌腱进行“一维拉伸破坏试验”,并对实验数据进行统计学处理。结果：(1)当应变为0-5%范围时,形变随拉伸应力改变较小,属于曲线的“坡脚区”;当应变为8%-16%范围时,应力随应变增大而增大,属于曲线的“直线区”;当应变达到20%左右时,拉伸应力则随应变增大而减小。(2)小腿肌腱之间极限应变没有显著性差异;跟腱极限应力明显小于趾长伸肌腱、趾长屈肌腱、拇长伸肌腱与拇长伸肌腱(P<0.05)。(3)部分小腿肌腱之间拉伸刚度与弹性模量有显著性差异(P<0.05)。结论：(1)小腿肌腱与前臂肌腱均是以规则致密结缔组织为主构成,故其“应力—应变曲线”也呈现基本相同的特征。(2)从小腿各肌腱极限应变指标对比结果差异不明显可以推断小腿肌腱抵抗最大负荷的能力基本相同;跟腱由于其截面积大,应力呈现分散现象,故极限应力最小。(3)跟腱的拉伸刚度较大,从生物材料上保证其能够承受踝关节完成高频率、大强度、较大运动幅度的背屈运动。(4)肌腹强大的肌腱主要通过肌肉收缩力使其产生弹性变形,而肌腹较小的肌腱主要通过自身弹性变形满足承担功能的需要。     

外圆切入磨削加工精度分析

在考虑砂轮磨损和磨削能力变化的情况下,建立了磨削过程中工艺系统弹性变形微分方程式.分析了磨削过程中基本尺寸参数及工件原始形状误差的变化规律.并对磨削过程基本尺寸参数的变化及工件原始形状误差的纠正进行了分析.