物理力学小论文范文参考关于物理力学小的优秀论文范文【10篇】

物理力学小论文范文参考关于物理力学小的优秀论文范文【10篇】 量子力学表象变换理论是狄拉克在1926-1930年期间首先提出的,它是量子力学的数理基础之一,表象是解动力学薛定谔方程的有效“载体”,选择合适的表象有利于算符的对角化.正如狄拉克所指出的那样：“在解量子力学中具体问题时,一个人可以减少其工作量,如果他采用了某个表象,而在这个表象中问题所涉及的较重要的抽象量的表示式尽可能的简单” 本文利用算符正规乘积内积分技术,通过运用量子力学表象变换理论,特别是多种连续变量纠缠态表象,将常用于信号分析的小波变换与汉克尔变换推广到量子力学中,提出了量子力学小波变换概念,并探讨其在鉴别量子态方面的应用,文中还研究了若干量子态的相空间特性(Wigner函数),通过以上的研究,发展了量子力学表象变换理论,并让我们对量子力学表象变换理论有了更新的认识. 本文主要做了以下三个方面的工作： 1、把量子力学表象变换理论应用于小波变换理论中,利用坐标表象和纠缠态表象构造出量子力学小波变换与复小波变换,小波变换算符与量子力学压缩平移算符相对应.在此基础上,给出构造母小波的方法,研究了几种量子态的量子力学小波变换特性. 2、把量子力学表象变换理论应用于汉克尔变换理论中,利用诱导纠缠态的性质,构造出量子力学汉克尔变换,在此基础上,探讨其应用. 3、利用纠缠态表象及Wigner函数在该表象下的表示,研究了双模压缩数态与Schwinger Bose实现下自旋相干态的相空间性质. 本文主要内容安排如下： 第1章,简要介绍量子力学中常用的坐标表象、动量表象、Fock表象、相干态表象、表象、纠缠态表象和正规乘积内积分技术及其应用. 第2章,将量子力学变换理论应用于小波变换中,在坐标表象中构造与小波变换对应的量子力学算符表示,给出量子力学一维连续小波变换的定义、压缩平移算符的正规乘积表示和寻找母小波的一般方法,在此基础上,研究了相干态、Fock态和二项式态的小波变换特性. 第3章,在纠缠态表象中构造复小波变换的量子力学算符表示,给出量子力学二维连续复小波变换的定义、压缩平移算符的正规乘积表示和寻找复函数母小波的一般方法,在此基础上,研究了双模相干态、双模Fock态与Bell态的复小波变换特性. 第4章,将量子力学变换理论应用于汉克尔变换中,利用诱导纠缠态表象的性质,构造与汉克尔变换相对应的量子力学算符表示,由此得到了一些量子力学汉克尔变换递推公式,并讨论了其在量子力学中的应用. 第5章,利用纠缠态表象及其Wigner函数在该表象下的表示,得到了双模压缩数态与Schwinger Bose实现下自旋相干态的Wigner函数表示,并研究了这两种态的Wigner函数分布特性. 高速铁路显著缩短了出行时间,为旅客出行带来极大方便,我国已经具备高速铁路列车的自主研发和产业化生产能力,然而就其关键走行部件车轮而言,目前主要依赖进口,这一问题影响并制约我国高速列车的国产化程度.研究和开发具有自主知识产权的动车组车轮,实现动车组车轮自主创新和国产化,对于降低车轮采购和运用检修成本、优化铁路资源配置等具有重要意义. 开展动车组车轮疲劳性能数值仿真和评定方法研究是动车组车轮自主创新的关键环节,车轮服役性能与轮型设计、材质性能、热处理工艺、轮轨匹配及踏面伤损等诸多因素有关,是众多因素共同作用下的车轮综合表现；需要从车轮疲劳强度、热处理残余应力、轮轨接触强度、轮辋裂纹及其损伤容限等方面开展研究,分析各因素对车轮性能的影响. 结合辐板裂纹萌生的物理特性和辐板表面应力特点,提出了以全尺寸车轮弯曲疲劳极限表征疲劳强度极限状态的主应力法和Crossland准则,并将二者结合提出了一种动车组车轮疲劳强度评定方法.在测试实物力学性能基础上拟合了车轮辐板S-N曲线和-N曲线,结合应力准则、应变准则、能量准则等3类准则和4个典型动车组车轮轮型开展了评定方法适用性分析.新方法评定效果的稳定性较强,适用于各型动车组车轮的疲劳强度评定,易于编程,适合工程应用. 结合理论推导和试验,给出了车轮热处理模型中强制对流系数、相变潜热等关键参数的确定方法.建立了CRH5型动车组车轮整个热处理过程的温度场、应力场数值仿真模型,通过与实测温度和残余应力比较,对模型的正确性和可靠性进行了验证.首次定量给出了热处理残余应力和踏面镟修量的关系,以及二者对辐板疲劳强度的影响.分析发现,车轮热处理产生的残余应力有利于提高轮轨接触疲劳寿命,以CRH5-XP55车轮为例,热处理残余应力提高接触疲劳寿命的计算值约3倍以上. 在实测真实应力-应变曲线、疲劳数据的基础上建立了弹塑性轮轨接触有限元模型和疲劳分析模型,开展了相关仿真计算.研究表明,具有良好轮轨接触几何关系的车轮踏面,一般也具有良好的轮轨接触应力分布规律和接触疲劳性能,综合考虑轮轨接触几何、等效锥度、强度薄弱点位置以及轮轨接触疲劳等性能指标,LMA踏面的综合性能最优.车轮轮型对接触疲劳寿命也有一定程度的影响,采用低径向刚度车轮可以在一定程度上提高轮轨接触疲劳强度. 提出了一种塑性应力强度因子修正方法,并应用于轮辋裂纹损伤容限分析.提出了基于解析解的轮辋浅层裂纹的应力强度因子计算方法.结合有限元子模型技术和自适应网格划分技术,建立了轮辋内部埋藏型裂纹的任意三维裂纹扩展仿真模型.研究表明,直径不大于1mm的圆形面片裂纹对应的应力强度因子小于裂纹扩展门槛值,因此裂纹不会扩展.轮辋埋藏裂纹趋近于踏面表面时,裂纹耦合面趋近圆形；而裂纹远离踏面时,裂纹耦合面形状趋近椭圆并以车轮运行方向为长轴.在动车组的轴重范围内,轮辋内部萌生的裂纹扩展到一定尺寸后,裂纹深度对裂纹扩展速率的影响不显著. 薄膜在光学领域和半导体领域中扮演的角色日益重要,因此对薄膜的质量提出了更高的要求.研究薄膜应力对薄膜性能的影响,特别是DWDM 亚纳米带宽的窄带滤光片中的薄膜应力作用,能够从根本上提高薄膜性能,使超窄带滤光片的制作成为可能. 随着煤炭开采强度的增加,地质条件不断恶化,“刀把式”不规则采场的煤层开采现象增多.“刀把式”采场的普遍存在导致了煤层开采的复杂性和多变性,引起采动含瓦斯煤岩体非线性破裂的剧烈程度增强,增加了低渗透度强吸附性高瓦斯煤层群的开采难度.同时“刀把式”采场的覆岩空间结构更加多样化,围岩破坏形态较不规则,应力演化过程更加复杂多变,与正规采场相比表现出独特的发展规律和时效特征.论文聚焦“刀把式”采场的安全开采问题,采用理论分析、岩石力学试验、数值模拟、相似模型试验和现场监测的综合研究方法,对“刀把式”采场覆岩空间的结构特征与破断机理以及采动应力场、覆岩位移场和顶板裂隙场的时空演化规律进行系统研究,取得了如下研究成果：结合“刀把式”采场不同开采阶段的岩层叠赋特点和运动规律,采用理论分析建立了“刀把式”工作面“三场三区三结构”的覆岩结构模型,揭示了变面长采场顶板分段延伸、瞬时突变和分区迁移的时空演化特征.对于工作面斜长由小变大的“刀把式”采场,沿工作面推进方向经历了小面采场、变面采场和大面采场三个发展阶段,各阶段覆岩经历了缓压静采区、异压变采区和增压动采区三个转变过程,相应阶段的覆岩空间结构划分为缓压型结构、突变型结构和增压型结构三种类型.借助室内岩石力学试验,得到了煤层顶板单轴及三轴试验条件下的全程应力-应变曲线以及围岩强度、弹性模量、变形模量、泊松比等力学参数,完成了对工作面开采过程中围岩力学环境的综合评估和性态评价.以工作面斜长由小变大和由大变小的“刀把式”采场为研究载体,运用弹性薄板理论构建了5种不同支承边界条件下的顶板力学模型,运用理论计算得出了大小采面基本顶断裂前后的挠度、弯矩和应力解析表达式.通过理论分析发现了变面长采场顶板破断的力学机理,揭示了顶板断裂破坏的演化规律.小面采场顶板首先在板边四周形成空间的“O”型破断,而后在中部形成平面的“X”型破断,两者贯通后构成顶板的“O-X”型破断；而大面采场顶板先在顶板中部形成空间“X”型破断,而后与后期形成的“O”型破断交合贯通共同构成顶板的“X-O”型破坏模式.采用数值模拟手段研究了等长工作面、“正、反刀把式”工作面三种面长条件下的采场力学演化行为与岩层活动存在的规律,得出了变面长采场顶板塑性区的衍生趋势和扩展空间、采动应力场的演化特征和覆岩位移场的变形规律,揭示了变长工作面与等长工作面应力分布与覆岩运移的同步特征和异形机制.运用三维相拟模型试验研究了“正、反刀把式”工作面不同开采阶段的覆岩破断特征、裂隙发育状态、覆岩运移规律和应力演化过程,得出了“刀把式”采场回采期间顶板破断具有瞬时突变、分段延伸和分区迁移的时空特点,覆岩裂隙场经历了卸压失稳、张裂破坏、萎缩变小、拟合封闭的动态演变过程,覆岩运移非线性下沉的时空效应以及覆岩走向应力与倾向应力动态演变的分布规律.通过现场实测得出了潘三矿1622(3)“刀把式”工作面煤层开采期间液压支架的运行状况、工作阻力的荷载分布状态、顶板来压特征及巷道围岩的移动变形量,揭示了“刀把式”采场大、小采面及工作面对接区间矿压显现的一般规律和内在联系,为论文研究的主体内容和相关结论提供了可靠的工程验证.针对“刀把式”采场具体的分区特点和阶段效应,根据工作面不同开采时期制定了切实可行的顶板防控措施,建立起“刀把式”采场顶板控制的长效机制,形成了“刀把式”采场“预防-控制-维护-监控”多位一体时空协同模式的顶板防控体系. 薄膜结构是一种典型的柔性张力体系.由于膜材本身几乎没有抗弯、抗剪能力,需要预应力来提供结构体系的刚度,因此它有着完全不同于传统刚性结构的力学性能,其结构行为往往表现出较显著的非线性特征.鉴于有限质点法在结构复杂非线性问题分析中的独特优势,本文以课题组现有研究成果为基础,进一步发展了适用于薄膜结构分析求解的有限质点法计算理论,并将其作为基本分析手段,对当前薄膜结构研究中存在的若干共性与难点问题及技术挑战逐一展开研究和探讨. 本文详细介绍了国内外薄膜结构分析计算方法的研究现状以及此类结构在工程界的应用情况,总结归纳了膜材与薄膜结构的基本力学特点和分析中需要考虑的关键因素,简要评述了有限质点法的应用优势,明确了本文要做的研究工作. 有限质点法以点值描述、途经单元和虚拟逆向运动为基本概念,用清晰的物理模型取代了复杂的函数连续体模型,本质上属于一种几何非线性动力描述方法,在处理结构的几何大变位、非线性材料本构、弹性变形与机构运动耦合以及不连续变形等复杂力学问题时有独特的优势.文中系统阐述了有限质点法的基本概念和原理,详细推导了该方法用于薄膜结构分析计算的基本公式,给出了针对运动约束质点的特殊处理方法,建立了求解各类静、动力问题的基本程序框架,为后文开展薄膜结构的各类非线性力学问题研究奠定了基础. 发展了以有限质点法为核心的薄膜结构初始形态分析方法.针对两类预应力引入方式不同的膜结构形式张拉膜结构和充气膜结构,分别给出了采用有限质点法进行初始形态分析的思路和计算流程,并改进了原有的控制方程求解技术,加快了收敛速度.针对极小曲面、不等应力膜面找形及初始状态质点分布控制等关键问题分别提出了相应的分析策略.针对索杆膜结构的初始形态协同分析问题,提出了虚设索杆内力和控制索杆位形两种分析思路；针对以内压和矢高(或体积)为约束条件的充气膜结构初始形态问题提出了先找形后找态的分析思路及相应的实现方式. 发展了同时考虑膜材各向异性和非线性拉伸特性的求解薄膜结构大变形问题的计算方法.基于薄膜的材料力学特性分别建立了正交异性线弹性本构模型和各向异性非线性本构模型,特别讨论了确定弹性主轴坐标方向的简便计算方法,实现了对薄膜结构几何与材料大变形过程的有效模拟. 基于张力场模型,应用薄膜非线性计算理论对薄膜结构的褶皱问题进行了模拟和分析,重点研究了膜面状态的判定和褶皱区域的处理.通过对膜面平衡条件的分析,建立了区分三种不同受力状态(即张紧、褶皱和松弛)的判定准则,然后基于Raddeman分析模型并借鉴弹塑性问题中塑性修正的概念,建立了一种与有限质点法中显式增量计算格式相匹配的褶皱分析方法,并给出了在计算程序中的具体实现流程.该方法对材料本构关系没有特别限制,线性或非线性、各向同性或各向异性膜材均可适用. 为了进一步获得褶皱的波长、幅值和数量等具体构形信息,发展了基于薄壳稳定理论的薄膜褶皱精细化分析技术.根据实际膜材具有少量弯曲刚度的特点以及薄膜褶皱与薄壳屈曲行为的相似性,特别构建了能够同时考虑面内薄膜变形和面外弯剪变形的有限质点法薄壳计算模型.在此基础上,通过引入瞬时扰动、位移控制等关键技术并借助于方法对非线性问题的分析能力,实现了对膜面褶皱形态演化过程的准确模拟. 最后,针对薄膜的碰撞接触、折叠状态展开成形、开裂破坏等一系列复杂的强非线性动态行