Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.4 P.231-308

<<< CONTENTS >>>

Civil Engineering

Review: The renaissance of continuum mechanics

Wei-qiu Chen

DOI: 10.1631/jzus.A1400079 Downloaded: 4351 Clicked: 13717 Cited: 6 Commented: 0(p.231-240) <Full Text> <PPT> 2019

Chinese summary <334> 連續介質力學的複興

概要：連續介質力學，正如其名稱所喻示的，研究的是所有連續介質的力學問題。所謂連續介質，就是其宏觀的物(wù)理或力學性質沿空間連續變化，而不必考慮各組成原子或分(fēn)子的結構及其相互作用。連續介質力學可以看作是現代力學的标志(zhì)，後者與現代物(wù)理學區别明顯，但經常被大(dà)衆甚至科學家所混淆。在此，首先從個人理解的角度闡述了現代力學與現代物(wù)理學的區别，特别指出現代力學與重大(dà)工(gōng)程應用緊密相關，這從其新興于二十世紀的三個分(fēn)支學科——斷裂力學、空氣動力學和有限元的發展曆史即可看出。然後，基于Web of Science的檢索數據（見圖1），清楚揭示了二十世紀五、六十年代是連續介質力學的形成期，七、八十年代是其平穩發展期，而從九十年代起至今就是其複興期。最後，着重從三個方面展示了連續介質力學的複興和新發展：在納機電領域與量子力學的銜接，在能源等領域與化學的耦合，在生(shēng)物(wù)學領域由生(shēng)物(wù)力學向力生(shēng)物(wù)學的轉變。可以看到，正如其在二十世紀的工(gōng)程設計中(zhōng)扮演了軸心角色一(yī)樣，連續介質力學将通過學科交叉（與物(wù)理、化學、生(shēng)物(wù)學、醫學、信息科學、社會科學等）而在現代科學的版圖中(zhōng)持續發揮重要作用。

關鍵詞組：連續介質力學, 量子力學, 工(gōng)程, 研究現狀, 複興

Undrained anisotropy and non-coaxial behavior of clayey soil under principal stress rotation

Jian Zhou, Jia-jia Yan, Zheng-yi Liu, Xiao-nan Gong

DOI: 10.1631/jzus.A1300277 Downloaded: 3588 Clicked: 8050 Cited: 3 Commented: 0(p.241-254) <Full Text> <PPT> 1988

Chinese summary <54> 主應力軸旋轉條件下(xià)粘土的各向異性和非共軸特性

研究目的：研究主應力軸旋轉條件下(xià)粘土的非共軸塑性流動規律和内在機理，并分(fēn)析土體(tǐ)初始各向異性、中(zhōng)主應力系數、剪應力水平等對非共軸塑性流動特性的影響。
創新要點：對主應力軸旋轉條件下(xià)粘土塑性應變增量方向的規律和内在機理及影響因素進行分(fēn)析，爲考慮主應力軸旋轉影響的粘土本構模型的建立提供了試驗依據。
研究方法：通過對比試驗，研究原狀粘土和重塑粘土的非共軸塑性流動特性，對非共軸塑性流動的規律和内在機理及影響因素進行分(fēn)析。
重要結論：主應力旋轉剪切條件下(xià)，粘土的塑性主應變增量方向與主應力方向存在顯著差異。非共軸特性不完全取決于土體(tǐ)的各向異性特性，受應力路徑的影響也較大(dà)。

關鍵詞組：主應力旋轉；粘土；非共軸；各向異性

An efficient numerical shape analysis for light weight membrane structures

Chao Yang, Yan-bin Shen, Yao-zhi Luo

DOI: 10.1631/jzus.A1300245 Downloaded: 3368 Clicked: 6798 Cited: 5 Commented: 0(p.255-271) <Full Text> <PPT> 1910

Chinese summary <44> 一(yī)種用于薄膜結構形态分(fēn)析的新型數值計算方法

研究目的：爲輕質柔性薄膜結構初始形态的确定提供一(yī)種準确、高效的新型數值模拟方法。
創新要點：1.建立基于有限質點法（FPM）的柔性薄膜非線性計算理論，并将其首次應用于膜結構的形态問題分(fēn)析之中(zhōng)；2.提出一(yī)種将動力控制方程通過積分(fēn)轉化爲動量方程，并利用加速靜力收斂策略，快速獲得初始平衡狀态的方法。
研究方法：1.基于向量式固體(tǐ)力學的基本概念，将分(fēn)析域離(lí)散爲一(yī)系列質點，建立有限質點法柔性膜結構計算模型，并用牛頓第二定律描述質點運動（圖1~圖3）；2.采用一(yī)套基于物(wù)理模式的分(fēn)析步驟來描述分(fēn)析對象的幾何非線性變形，有效扣除剛體(tǐ)運動的影響以準确獲得質點間的相互作用内力（圖4~圖7）；3.根據膜内給定的預應力分(fēn)布，按照膜結構初始形态分(fēn)析步驟進行循環叠代求解（圖9）。
重要結論：利用本文算法确定膜結構初始形态，計算速度快、準确性高，并且求解過程中(zhōng)不會因非線性變形而引起數值計算方面的困難。

關鍵詞組：膜結構；有限質點法；形态分(fēn)析；顯式時間積分(fēn)；初始平衡态

A modified creep index and its application to viscoplastic modelling of soft clays

Qi-yin Zhu, Ze-xiang Wu, Yan-ling Li, Chang-jie Xu, Jian-hua Wang, Xiao-he Xia

DOI: 10.1631/jzus.A1300331 Downloaded: 6867 Clicked: 7171 Cited: 1 Commented: 0(p.272-281) <Full Text> <PPT> 2029

Chinese summary <43> 一(yī)個修正的蠕變系數及其在軟黏土黏塑性模拟中(zhōng)的應用

研究目的：提出一(yī)個更優的描述黏土非線性蠕變的方法。
創新要點：1.提出了一(yī)個修正的蠕變系數，該系數與土體(tǐ)的密度相關，物(wù)理意義明确；2.将修正的蠕變系數嵌入到新開(kāi)發的一(yī)個黏塑性模型中(zhōng)，實現了基于ABAQUS的本構二次開(kāi)發；3.爲工(gōng)程實例的計算提供更爲有效的模型。
研究方法：1.總結廣泛的調查土體(tǐ)蠕變試驗結果，提出修正的蠕變系數（圖3）；2.給出修正的蠕變系數表示方法以及力學特性（圖4）；3.将所提系數嵌入到有限元程序中(zhōng)，驗證了其準确性（圖5）。
重要結論：1.修正的蠕變系數可以很好地描述軟黏土蠕變系數随孔隙比變化的規律；2.通過工(gōng)程案例證實了修正系數的優越性。

關鍵詞組：軟黏土；蠕變；黏塑性；有限元

Evolution laws of strength parameters of soft rock at the post-peak considering stiffness degradation

Zeng-hui Zhao, Wei-ming Wang, Xin Gao

DOI: 10.1631/jzus.A1300314 Downloaded: 3419 Clicked: 7765 Cited: 2 Commented: 0(p.282-290) <Full Text> <PPT> 2182

Chinese summary <37> 基于峰後剛度劣化的軟弱岩體(tǐ)強度參數演化規律研究

研究目的：研究弱膠結軟岩在應變軟化變形階段的強度參數演化規律。
創新要點：針對弱膠結軟岩在峰後應變軟化變形階段的剛度劣化和強度衰減的現象，建立考慮剛度損傷劣化的峰後強度參數演化模型。
研究方法：首先依據實驗結果建立弱膠結軟岩的應變軟化模型及剛度劣化模型，然後假設岩體(tǐ)後繼屈服面均滿足Mohr-Coulomb屈服準則，建立考慮峰後剛度劣化行爲的強度參數演化規律方程，最後将模型嵌入軟件進行數值驗證。
重要結論：峰後摩擦角演化規律主要由瞬時應力狀态和損傷特性所主導，黏聚力除了與應力水平和損傷機制有關外(wài)，還與岩體(tǐ)的塑性變形機制有關。所建立的演化模型能較準确地描述弱膠結軟岩體(tǐ)的應變軟化行爲。

關鍵詞組：軟弱岩體(tǐ)；應變軟化；剛度劣化；強度演化；演化模型

Mechanical Engineering

Drivability improvements for a single-motor parallel hybrid electric vehicle using robust controls

Hu Zhang, Cun-lei Wang, Yong Zhang, Jun-yi Liang, Cheng-liang Yin

DOI: 10.1631/jzus.A1300356 Downloaded: 2838 Clicked: 8204 Cited: 6 Commented: 0(p.291-301) <Full Text> <PPT> 2317

Chinese summary <47> 基于魯棒控制的一(yī)種單電機并聯式混合動力電動汽車(chē)的駕駛性改善方法

研究目的：改善一(yī)種單電機并聯式混合動力電動汽車(chē)的駕駛性能。
創新要點：1.建立面向控制器設計的系統模型，并且考慮系統參數的不确定性和CAN通訊延遲；2.設計基于mu綜合的魯棒控制器，減小(xiǎo)了模式切換時車(chē)輛的沖擊度，改善車(chē)輛的駕駛性能。
研究方法：1.将發動機端和電機端的控制解耦，并對其進行單獨的控制設計（圖5、8）；2.發動機端控制主要用于發動機調速，電機端控制主要用于補償離(lí)合器轉矩對傳動系造成的幹擾；3.控制器設計時采用前饋控制和魯棒控制結合的方法。
重要結論：通過采用魯棒控制，使得一(yī)種單電機并聯式混合動力電動汽車(chē)的駕駛性得到了改善。同時，在參數的不确定性和CAN通訊延遲的幹擾下(xià)，整個系統依舊(jiù)穩定運行且性能良好。

關鍵詞組：混合動力電動汽車(chē)；駕駛性；模式切換；魯棒控制

Analysis of a load application point in spline coupling teeth

Francesca Curà, Andrea Mura

DOI: 10.1631/jzus.A1300323 Downloaded: 2932 Clicked: 7491 Cited: 3 Commented: 0(p.302-308) <Full Text> <PPT> 1795

Chinese summary <44> 花鍵聯接齒輪荷載點的分(fēn)析

研究目的：研究理想和偏差條件下(xià)接觸壓力分(fēn)布導緻的花鍵聯接漸開(kāi)線齒的合力位置。
創新要點：分(fēn)别給出了額定條件和兩軸偏移條件下(xià)載荷直徑和節徑的偏差，并分(fēn)析了荷載點齒輪剛度和接觸壓力分(fēn)布的影響。
研究方法：運用有限元模型分(fēn)别分(fēn)析在理想條件和兩軸偏移條件下(xià)花鍵聯接的影響。
重要結論：驗證了傳統上應用于徑節的花鍵聯接齧合齒接觸合力的近似法。在額定條件下(xià)，載荷直徑和徑節的偏差随載荷等級的增加而增加。在0.08 mm兩軸偏移模型下(xià)，有限元法獲得的結果與理論徑節的最大(dà)偏差爲2.94%。一(yī)般的，在理想聯接和兩軸偏移花鍵聯接條件下(xià)，載荷直徑和徑節的偏差并不大(dà)。徑節處載荷和實際荷載點所獲得的剛度偏差接近15%。荷載點變化的影響與軸向壓力分(fēn)布相關，即該參數受荷載點位置的影響。

關鍵詞組：花鍵聯接；節距力；齒輪載荷；兩軸偏移