动力学

2024-06-16

动力学(精选6篇)

篇1:动力学

材料热力学与动力学

参考书目:1.<> Peter Atkins , Julio de Paula.Oxford University Press 2002.2.<> William F.Smith 2006.3.<>WilliamD.Callister2009.※1.Cp为什么是个常数?(材料结构、德拜公式、量子力学)[注:此题老师不止两次提到,有可能是考题哦] 练习题1 1.How to get microstructure picture and how to understand them.1)扫描电子显微镜(SEM),通过细聚焦电子束在样品表面扫描激发出的各种物理信号来调制成像的显微分析技术。

应用:形貌分析(显微组织、断口形貌、三维立体形态)

2)透射电子显微镜(TEM),是采用透过薄膜样品的电子束成像来显示样品内部组织形态与结构。

应用:形貌分析(显微组织和晶体缺陷)

3)X射线衍射(XRD),利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷(位错等)、不同结构相的含量及内应力的方法。应用:点阵常数的测定、晶体对称性的测定

4)电子探针(EPMA)利用聚焦的很细的电子束打在样品的微观区域,激发出样品该区域的特征X射线。

应用:微区毫米范围显微结构分析。

纵坐标表示衍射强度,横坐标2θ表示衍射方向(衍射线在空间分布的方位)2.From the OM(Optics Microscope光学显微镜)pictures of a kinds of steel and an ordinary piece of china ,you can derive what kinds of information ,please list that and make a short discussion.钢铁材料的显微组织根据含碳量的不同各有不同,相同含碳量在不同温度下的组织也有所不同。含碳量为0.77%的钢称为共析钢;含碳量低于0.77%的钢称为亚共析钢;含碳量为0.77~2.11%的钢称为过共析钢;含碳量高于2.11%的称为铸铁。不同含碳量和合金成分的钢或铸铁,其显微组织各不相同。同一成分的钢或铸铁,经过不同的金属热处理后也具有不同的显微组织。不同的显微组织具有不同的性能,因此钢铁可以通过热处理获得不同的性能。钢铁显微组织分析是研究钢铁和评定钢铁制品质量的重要手段。

普通陶瓷材料经过光学显微镜观察表面有气孔、金相、玻璃相 4.How to link microstructure with processing?

5.In your opinion ,how to deal with the solid state materials microstructure evolution is helpful to you work? 细晶强化:通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。方法:增加过冷度、变质处理、振动与搅拌、对于冷变形的金属可以通过控制变形度、退火温度来细化晶粒。

固溶强化:融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使滑移难以进行,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。

加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。第二相强化:复相合金与单相合金相比,除基体相以外,还有第二相存在。当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时,将会产生显著的强化作用,这种强化作用称为第二相强化。第二相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用,阻碍了位错运动,提高了合金的变形抗力。

时效强化:合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化,这一过程被称为时效。

6.For a piece of Alumina ceramics(氧化铝陶瓷),using which ways to get needed microstructure picture and from that to understand its structure development ,property specialty and control factors ,etc.金相显微镜,扫描电镜观察组织形貌。

电熔刚玉由于经过熔融工艺加工过程,因此一次晶体较大,一般较烧结a_A1203大几倍甚至几百倍;硬度高;脆性大;晶体边界尖锐。烧结a-A1203具有晶界圆滑及高硬度的特点,它的颗粒由大量细小微晶团聚而成。由烧结法制备的a_A1203粉体,其显微结构随烧结温度、添加剂、气氛等条件的改变而改变。

Advice Reading 1.Considering standard china and its processing.从毛坯到产品,陶瓷材料需要二次加工,但由于硬脆特性,陶瓷的加工性比多属材料困难得多,因此需要开发优质高效的陶瓷加工新工艺新技术。先进陶瓷的加工,涉及到陶瓷材料的性能,加工技术,检测,连结和涂覆等许多方面。2.Discuss about the formation process of the tricalcium silicate(硅酸三钙).3.Review about the iron-carbon phase and its application(7个区域).铁碳合金相图是研究钢铁的重要理论基础,它反映了平衡状态下铁碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系。铁碳相图是制定各种热加工及热处理工艺的依据,利用它还可以分析钢铁材料的性能,从而作为选材的理沦根据,它是学习铁碳合金的一个重要工具。

铁碳相图的应用可归纳为以下几个方面: 第一个方面(1.估算碳钢和铸铁铸造熔化加热温度)

是对已确定了化学成分的铁碳合金.参照铁碳相图选择热加工工艺方法。例如45钢在800℃以上温度范围内处于塑性极好的单相奥氏体区,故它可在此温度以上的区域进行锻造加工,以获得所需要的外观形态及内部组织形态。而含碳量在2.11 %以上的铁碳合金,无论加热到什么温度也无法获得塑性良好的单相组织状态。因此,无法使用锻造加工方法进行成型加工,然而,它们的熔点却明显低于含碳量为2.11%以下的其它合金。因此,它们更适宜采用铸造加工工艺。第二方面(2.估算碳钢锻造加热温度)

在选材的过程中,可通过对不同化学成分的合金在室温时组织结构的分析,大致获得这些不同化学成分的合金在性能上的差异,然后再依据零件的服役条件和性能要求选择适宜的材料。例如,铁碳合金随着含碳量的提高,渗碳体的数量不仅越来越多,而且它的形态也在逐渐变化,进而导致机械性能规律性变化。第三方面(3.估算热处理加热温度)

是铁碳相图与热处理工艺有着十分密切的联系。例如,淬火是强化钢材的重要手段之一。它是通过使过冷奥氏体转变为马氏体而实现的。结合铁碳相图,我们便可知道为什么不同的钢材(特别是指含碳量不同的钢材)应选择不同的淬火加热温度,亚共析钢的正确淬火加热温度应为Ac3以上30 – 50℃。(4.确定碳含量己知的合金在仟意温度下的平衡状态)(5.分析碳钢和铸铁的平衡相变过程及室温平衡组织)

(1)由铁碳相图可知,含碳量小于2.11%的铁碳合金在较高温度下可得到单相奥氏体,即AESG 区,利用奥氏体的塑性好、变形抗力小,碳钢锻造时易于成形。

篇2:动力学

利用对称性求解动力问题

组员姓名:

专业班级:

土木班

指导老师:

完成时间:2014年X月

《结构动力学》小论文

——动力计算中对称性的运用问题

一、摘要

用柔度法计算对称结构的振动频率和周期时,选取半结构可以简化计算。学习之初,对如何建立等效的半结构模型存在一些疑问,通过老师的讲解以及自己的摸索,逐渐形成了一个比较清晰的概念,这篇小论文将就这一问题和如何选取对称结构进行一个小结。

二、对称法理论分析简介

1.利用对称性求解多自由度体系的自振频率及其相应的主振型

(a)

结构对称,质量分布也对称。该类结构不仅可以利用对称性求自振频率和主振型;而且应充分的利用对称性进行简化计算。

图(1)

图1为一对称结构,质量分布也对称,其自由振动的微分方程为

yi=-j=14mjyjδij

(i=1,2,3,4)

(a)

由于对称性,有:

m1=m4,m2=m3

δ11=δ44,δ22=δ33,δ13=δ42,δ21=δ34

根据位移互等定理,有δij=δji(i不等于j)。将式(a)的第一式和第四式相加,第二式和第三式相加,分别得:

y1’=-m1y1’δ11‘-m2y2’δ12’

(b)

y2’=-m1y1’δ21‘-m2y2’δ22‘

(b)

式中:

y1’=y1+y4,y2’=y2+y3

δ11,=δ11+δ14,δ22,=δ22+δ23

δ12,=δ21,=δ12+δ13=δ21+δ24

再将式(a)的第一式减去第四式,第二式减去第三式,分别可得:

y1‘’=-m1y1‘’δ11‘’-m2y2‘’δ12‘’

(c)

y2‘’=-m1y1‘’δ21‘’-m2y2‘’δ22‘’

(c)

式中:

y1‘’=y1-y4,y2‘’=y2-y3

δ11‘’=δ11-δ14,δ22‘’=δ22-δ23,δ12‘’=δ21‘’=δ12-δ13=δ21-δ24

至此,把一组四元二阶方程式(a)简化为两组二元二阶微分方程式(b)和(c),也就是说,求四个自由度体系的频率和主振型简化成求两个自由度体系的频率和主振型。

利用对称性计算频率和主振型时,通常可取半边结构计算。图1所示体系,其主振型不外乎图2,3和4,5所示的四种形式。图2,3为对称振型,图4,5为对称振型。它们分别可取图6和7所示的半边结构进行计算.下面给一算例:

例:求图示结构的自振频率及相应的主振型,EI为常数

图一

图二

对称结构,计算正对称振型时,B截面既不能转动,又不能移动,如图二,可取半边结构如下图三

图三

图四

计算反对称振型时,振型如图五,B截面只能转动,不能移动,可取半边结构如图六

图六

图五

图七

两种振型见图二和图五,由计算结果可知,该结构反对称主振型为第一主振型,其对应频率为第一主频率。

因此不管是静定结构还是超静定结构,是计算静态问题还是动态问题,对称结构在计算时通常可以简化,我们应充分利用对称性,使求解得以简化,以加快解题速度,达到更好的效果。

但对称法中还有很多值得商榷的小问题,以例题的形式开始讨论:

三、建立等效半结构模型

1、自由振动时半结构的选取

例1

试求图示刚架的自振频率。

L

EI

EI

EI

L

m

m

解:(1)结构对称,可取半结构。计算简图如下:

根据柔度系数的定义,在质量m处作用单位力,画出结构的弯矩图,图乘即得到柔度系数。

EIE

EI

EI

L

L/2

半结构计算简图

弯矩图

需注意,由于取了半结构,在计算自振频率时,质量应由原来的2m变为m进行计算。

(2)求整个结构的柔度系数,计算简图如下:

计算简图

弯矩图

绘弯矩图时,由于结构对称,可取半结构进行计算。但最终对整个结构进行图乘。

注意,此题实际上并没有取半结构,因此计算频率时质量仍为2m,虽然柔度系数为取半结构计算时的二倍,但与质量相乘可以约分,所得结果与取半结构计算是一样的。

(3)结论:

计算对称结构的自振频率时,如果取半结构,则质量应为原来的二分之一;对于半结构求柔度系数,应按柔度系数的定义在结构上施加单位力,绘出半结构的弯矩图并图乘,即所有的计算都是基于半结构的;

若仅仅对于绘弯矩图阶段取半结构,则单位力应变为原来的二分之一,求出整个结构的弯矩图并图乘,即计算是基于整个结构的,因此最后求频率时质量不变,实际上对于整个题目而言并没有取半结构;

2、受迫振动时半结构的选取

例2

图示结构在柱顶有电动机,试求电动机转动时的最大水平位移和柱端弯矩的幅值。已知电动机的质量集中于柱顶,W=20kN,电动机水平离心力的幅值,电动机转速,柱的线刚度。

h=6m

W

I=∞

解:(1)此题结构对称,仍可取半结构计算。根据结构的振动形式(水平振动),其半结构的选取以及弯矩图如下所示。

半结构计算简图

弯矩图

图乘,得:

注意,由于取了半结构,质量变为原来的一半(),外力幅值也应取原来的二分之一,即。

(2)求整个结构的柔度系数,仅在绘弯矩图时取半结构。则与例1相同,求柔度系数时施加在半结构的单位力变为,但结构的质量与施加在结构上的外力大小不变。计算过程如下。

弯矩图

图乘得:

注意,解法二实际上仍是基于整个结构的,仅仅在绘弯矩图时应用了对称性,因此质量与外力均不变。

(3)结论:

受迫振动时,有外力作用于对称结构上,如果选取半结构进行计算,则不仅质量变为原来一半,外力幅值也应变为原来的二分之一。但外力的频率不变。

四、总结

篇3:动力学

一、相变动力学理论分析

相变动力学的理论是由多位科学家先后独立提出来, 适用于不同的物质材料的转变过程, 例如:非晶材料、液-固或固-固结晶或其他固态物质的相互转变, 在这所有的理论中相对较为完善实用的就是Avrami理论。在刚开始的过程中, 其小分子晶体会出现一些细微的变化, 尤其是对于金属分子其会出现一个十分明显的结晶过程。对于有气体生成的固体热分解反应的动力学进行研究。也可以根据其温差的具体变化情况进行综合的理论探讨。在一般情况下, 其在等温的变化过程中会有一个整体的过程。这个方程也可以简单称之为JMAYK方程, 在各种不同的能量晶体的变化过程中, 其整体的机理数据也会随之而改变。

我们需要根据其可能存在的机理指数进行总结性的分析。通常情况下, 其Avmmi指数也同样具有较强的理论价值。从理论依据上来说, 对于m的取值只能选取1, 2, 3或4的各种整数值,

各种晶体在进行形成的过程中, 其整体的数据还相对复杂。尤其是在不同方式的运作情况下, 其整体形态的表现会出现诸多的不均一性。因此, 在不同指数的变化过程中, 其Avrami指数可能会出现不变的情况。而且在很多时候, 其结晶过程也会因为数据的综合变化而出现不同的速率改变, 其速率改变系数为K与温度间的关系服从式 (5a) , K指的是相变温度常数;E为 (相变) 活化能 (也可以称为激活能或总活化能, k J/mol) ;A为前因子;T为相转变的热力学温度 (K) ;R为通用气体常数。

二、热分析动力学理论与实践的结合应用

在进行热分析技术的整体应用过程中, 其可以根据整体物理变化的特性进行相应的理论分析。然后采用不同的数据处理方式进行不同动力参数的整合与分析。想要对其表征反应的过程进行确定, 需要遵循其机理函数的整体规律, 对数据进行综合性的整合分析。从而能够将指前因子和活化能等动力学参数求出来。对于任意气体生成的固体热分解反应 (方程为式 (6) ) , 其中a指的是转化率;k为热分解反应速率常数 (s-1或min-1) ;r指的是时间 (单位为s或min) ;热分解反应速率 (单位为s-1或min-1) ;各种温度之间的关系服从式 (5a) 。

在进行热分解过程时, 需要对其反应的条件进行综合性的设置。通常情况下可以根据温度的分解情况进行数据的整体计算。也可以将式子中的f (a) 和g (a) 分别作为微积分参考数据, 进行有机反应与热反应的结合体。然后按照函数的变化规律进行综合性的分析和处理。其整体的分解反应也需要对恒温参数进行全面的计算, 最终得到较为准确的反应数据。

最后关于等温法和非等温法的确定, 在进行不同温度的分解反应时, 首先需要对其线性关系进行综合性的数据分析处理。一般情况下, 其K作为一个常数, 直线的斜率为k。在等温的条件下, 各个积分机理函数g (a) 与时间进行拟合, 能够将转化率a与时间r之间进行数值的转换, 能够发现相关系数的最大值接近于1, 此时即为该反应的最概然机理, 最终能够得出速率常数k、积分机理函数g (a) 以及微分机理函数f (a) , 将f (a) 进行参数的计算能够得出反应速率方程。薄层干燥模型主要是指在构建薄层干燥曲线的数学模拟时, 能够将薄层干燥方程建立出来。

三、相变动力的热分析动力处理

在一般情况下, 其热动力分子会随着温度的升高而发生一定的运动变化。但是温度的持续提升也能让热分子出现活性酶的机理丧失活性。尤其是在扩散、结晶等过程中。而且其干物质也会随着其水蒸气的蒸发而挥发。因此, 利用热分析动力学的方法来能够将湿固体物质的干燥动力学三因子确定下来。所以, 对于将热分析动力学理论归到湿物料的干燥物理变化过程也是极有可能的。相应的动力因子。

四、结语

干燥动力学研究中相变动力学和热分析动力学的运用十分重要, 其能够让整体的数据更加具有论证性。为了能够让干燥动力的应用效率得到提升需要分析其动力学的各种因素。并对不同的动力因子进行全面性的分析, 最终提升热分析动力学的整体应用价值。

参考文献

篇4:动力学

哲学与科学——人类智慧的产儿,常常象《旧约全书》中以撒和列伯加的孪生子:以扫和雅各,为争夺长子权而兄弟阋墙。当近代科学还在襁褓中的时候,哲学就以君临一切的姿态,裹挟了科学;而当科学开始以精密的态度审视以往种种哲学猜想时,它一方面正确地摒弃了旧的自然哲学,另一方面却又开始拒斥哲学……,这种现象时起时伏,绵延至今,并未绝迹,不少杰出的哲学家和科学家在这里留下了令人遗憾的败绩,如黑格尔,如牛顿。

但是,十九世纪下半叶以来,现代西方哲学中出现的科学主义潮流,客观上却证实着恩格斯的论断:“各门科学在十八世纪已经具有了科学形式,因此它从此便一方面和哲学,一方面和实践结合起来了。”(《马恩全集》第三卷第666—667页)而科学哲学的兴盛则为哲学与科学的联盟搭起了现实的桥。不管这座桥还有多少不尽完美之处,但它在认识论、方法论、价值观等方面体现出的社会功能却愈益显著,越来越惹人注目。

马克思主义为我们指出了生产力在社会发展中的极端重要性。马克思在理论上把生产力划分为两种不同的形态:一种是直接形态,即直接生产力;一种是一般形态,即一般生产力,科学就在一般生产力的意义上被包括在生产力之内。而科学又可以分为两种知识形态:一种是作为科学研究成果的科学知识,无疑它的物化就是推动社会发展的直接生产力;另一种是作为科学知识的结晶的科学方法,它涉及到科学成就的评价和选择,科学发现或发明的结构,因而,对社会发展的影响将更为深远。研究科学方法必须把重点放在科学知识的动态发展上,这就是科学动力学。所谓科学动力学,无非是以科学史和科学思维为对象,进行多层次多侧面的哲学思考。当然,这种哲学思考不仅在研究内容和对象上,而且在思维形式和特征上,都离不开科学。科学与哲学的这种互相交融、紧密结合,产生了一门主要是属于我们这个世纪的学科——科学哲学。

如此看来,说科学哲学不仅是科学动力学,而且也是一种社会动力学,并不虚妄。正是在寻求社会发展动力和推动社会发展的问题上,科学动力学与社会动力学共有着一个出发点和归宿。

研究科学动力学,努力使之转化为社会动力学,这个任务对于中国人来说似乎更具有历史和现实意义。人们都说,中国政治化伦理化的哲学传统曾经阻碍了近代科学在中国的发达,然而,一旦门户打开,这种哲学特性却也鼓舞了人们从新近输入的近代科学思想中寻找社会动力学的热情。例如,达尔文的进化论就曾被人们认作最新的社会动力学。但事实很快证明,问题远非那么简单,于是而有了中国哲学界六十多年以前的那场关于“科学与玄学”的大论战。这场论战情况复杂,以往总习惯于把它简单地视为反马克思主义哲学的人们之间的内部争斗,近来又有人注意到马克思主义者在论战中的作用,于是又把它作为马克思主义与反马克思主义的斗争。我倒觉得,不如把它主要地看作当时人们对哲学与科学关系的一场大讨论,是人们寻求科学的社会动力学的一种表现,不过,那时由于马克思主义的唯物史观已开始大规模传播,这场讨论却置此不顾,加之中国并无发达的科学,世界上也还并无发达的科学哲学,所以就难免不了了之。半个世纪以后,由于教条地或者是歪曲地对待马克思主义社会历史观造成的恶果,由于新的事实和理论大量涌现,更由于人们寻求中国历史上前无古人的现代化历程的需要和热情,许多中国人又重新思考社会历史观的问题,希望在理论和实践的活动中构建新的科学的社会动力学,除了对历史和现实中的大量现象进行再研究(如:重开中国封建社会长期停滞问题的讨论,重建社会学等等),在理论上,人们大体上从三个方面着手:一是审核我们以往对历史唯物主义的理解,发掘马克思思想中更富有预见力、生命力的东西,在新的阐释学的基础上,实现“马克思还原”;二是借鉴现代历史哲学,汤因比、克罗齐、结构主义等都可以实行“拿来主义”;三是再一次与自然科学结盟,这次是在马克思主义哲学与现代自然科学基础上的结合,又引进了当代科学哲学,自然今非昔比。

所以,今天当我们听到有人尖锐地发问:“我们能否贡献一个爱因斯坦?”并知道这个问题引起震动和反响的时候,我们无疑感受到了时代的要求。

在这种背景下,读到邱仁宗著《科学方法和科学动力学》一书,首先便在脑际浮现出“社会动力学”这个词,引出了上面关于哲学与科学分分合合的历史的感想。以下则试图从该书对科学哲学的阐述中获得对社会动力学的新的启示。

也许这并非出于主观臆想,因为作者在书的“序”中已明白地说明了科学哲学对于哲学(包括马克思主义哲学)发展的意义,批评了属于社会上层建筑领域中尚存在的重大弊病:“我们毕竟与外界隔离太久,对他们的了解很差。更重要的是现在哲学界有些人仍然喜欢作‘语录式批判’。人家说些什么都没有搞清楚,甚至人家的主要著作都没有看,就根据第二手,第三手材料中摘出的几句话来望文生义或断章取义地加以‘批判’。而有的杂志也乐意刊登这种未经研究的‘哲学研究’文章。”开放地汲取外来文化,科学地开展学术研究,大胆地发展马克思主义,这本身也属于社会动力学的问题。

当然,任何重大的社会现象总是世界性的。自从逻辑经验主义在新的科学水准上开始了科学与哲学的联姻(尽管,其中有些杰出人物主观上还在笼统地拒斥哲学,如赖欣巴哈),几十年来,科学哲学中一些最著名的代表,如Popper(波普尔),Kuhn(库恩),Lakatos(拉卡托斯)和Feyerabend(费耶阿本德)等无不喜欢同时谈谈哲学认识论,方法论,谈谈社会学、历史学甚至马克恩主义,表现出强烈地参与社会动力学的倾向。以致,一九七九年在第十六届世界哲学会议上,A·帕里加洛夫(Polikarov)专文阐述“支持哲学与科学相关联的十个论证”,并对未来作了这样的展望:“科学的现状将在数十年或更长时期内加以概括总结。在历史的归纳或重建的基础上(显然,这还是较不重视科学与社会相联系的逻辑经验主义的提法——引者注),许多现在遮盖着这个基本过程的东西将作为细节或之字形的东西而得以减少,基本的观念、倾向、方法和结果将会出现,他们的方法论的和哲学的特点将会更为清楚地突出出来。”(《第十六届世界哲学会议论文集》第355页)

看来,科学与哲学的联盟还会加强,科学动力学的社会功能也还会加强。所不同的只是,在不同的时间与空间条件下,其表现和特色是不同的罢了。

2

我认为,科学哲学对于人们思维方式的启示是最值得重视的,尤其在社会变革的时代,在提倡科学与民主,建设现代化的时代。

试择其要者,略述一二:

“人可以比大自然喊得更响”——切勿拘泥于经验没有一门科学可以完全脱离经验,然而,也没有一门科学是拘泥于经验事实的。拉卡托斯关于人比大自然强的口号,既是对科学家们创造性思维的礼赞’也表现了科学哲学家们的共性。对哥白尼革命的纷纭众说,是最明显不过的例子:归纳主义者认为哥白尼革命就在于发现了新事实并从事实中作出了正确概括;概率主义者则把它解释为相对于当时全部可得到的证据而言的结论;否证主义又用否证和判决性实验的观点看待它;约定论则认为哥白尼理论比托勒密体系更简单(第159—160页)。所有这些解释,都有其局限性,但人类正是在自己的创造性思维过程中推进了对事实的了解,增长了知识,甚至创造了新的理论、新的学科。当然,这不是提倡“唯我论”,“唯意志论”,而恰恰是基于对作为认识对象的经验事实的深刻了解。如所周知,现代量子物理学已告诉我们“对任何系统的状态的观察,都必须考虑到对这个系统的扰动”(《无数学的物理》),用费耶阿本德的话来说,“证据受污染”是难以避免的。所以,要想使认识有所前进,除了尽可能多地掌握客观材料之外,更关键的恐怕还在于发挥能动性,提出更有前途的假说来。这个问题颇有现实意义,尽管在前些年里,我们较多地看到了唯意志主义、教条主义在中国大地上大施淫威的恶果,但我们千万不要忽视历史表象背后的东西,正是几千年封建主义禁锢下,小生产的狭隘经验论的思维方式衬托了某些“超人”的权力意志。另外,从社会科学研究上来看,忽视理论必须要有材料之外的结论,并用这种结论去组织材料,从新角度去分析材料,正是当前社会科学落后的症结之一,因为,照杜恒(Duhem)的说法,一些最深刻的科学理论具有“纠正事实”的作用(第128页)。所以,波普尔的口号应当时时记取:“大胆假说,严格检验”(第61页)。

“反对科学沙文主义”——追求多样化思维费耶阿本德的这一意见也与其他科学哲学家基本一致。如果说,强调创造性思维是对人作为认识主体的讴歌,那么强调多样化思维则是把人的主体性认识特点贯彻到底——谁都有权发挥思想的主体性,但谁也不能垄断它。在哲学史和科学史上,沙文主义的现象屡见不鲜。但是,一部科学哲学史大体上却是愈来愈坚决地反对科学沙文主义的。从“现代历史学派的鼻祖”惠威尔(Whewell)的关于科学发展的支流—江河模式,到逻辑实证主义的归化论的累积主义,都反对了科学沙文主义的理论永恒性。波普尔的“不断革命论”,库恩的常态和革命的双相观,都否定了科学沙文主义的权威的绝对性。而拉卡托斯关于各种理论竞争和并存(包括对已退化的理论的宽容)的研究纲领,和费耶阿本德的无固定模式的“科学的无政府主义”,则连科学沙文主义暂时的栖息之地也剥夺了。当然,他们(主要是历史主义一派)的科学发展观多少有些相对主义的缺陷,然而,近年新起的夏皮尔(P.Shapere)和萨普(F.Suppe)的科学实在论(这一派邱著未曾涉及,不免是一个缺憾),尽管在积极纠正历史主义一派的相对主义,但同样与科学沙文主义格格不入(江天骥:《当代西方科学哲学》)。多样化思维在今天中国社会的极端必要性,似乎无须多加论证了。值得一提的倒是这样一个令人汗颜的事实:费耶阿本德在讽刺只允许一种模式的传统的科学教育时,竟以中国女人的小脚为喻。“三寸金莲”早成了历史陈迹,但大一统的僵硬性会不会再成为新的历史笑柄呢?

“逆规则”——来一点反向思维所谓“逆规则”,即要求我们采用和阐发与已被充分确证的理论和充分证实的事实相矛盾的假说,也就是要我们按反归纳法行事。这合理吗?费耶阿本德对此作了回答(第178—179页)。逆规则包括两条:关于提出与公认的、高度确证的理论不一致的假说的逆规则,是建筑于这样一个重要论点之上的——只有借助于另一个不相容的理论,才能发掘出反驳一个理论的证据(这是否有点象我们今天所说的“先立后破”呢?)。另一条是关于提出与观察、事实和实验结果不一致的假说的逆规则,其根据是:没有一个重要的理论是与在它周围内的所有已知事实一致的(这与我们前面提到的证据受污染相似)。很明显,就思维方式而言,“逆规则”启示我们要来一点反向思维,这里有两个意思:一是要有一点怀疑常识(包括理论和事实)的勇气,二是要懂得事物相反相成的道理。这本来是不成问题的,因为我们知道常识往往蒙蔽人,如最近看到《新民晚报》一篇短文,说世界上本无狐狸,只有分别叫狐和狸的动物,可见我们的许多常识是大可怀疑的。而中国画与西洋画截然相反的透视法也只不过是无数相反相成事物之一例。尽管如此,种种惰性和惯性毕竟太强大,以致我们必得常常提醒自己和别人:来一下“反弹琵琶”,如何?

“格式塔转换”——调整思维的目标哲学史和科学史上充满了调整思维目标的事例。人们今天对休谟和康德的重视,从某种角度讲,也在于他们俩人一个从消极的意义上(怀疑主义,提出归纳问题),另一个从积极的意义上(反躬自问,提出人的认识能力问题),转换了传统哲学和科学思维的问题。科学哲学史表明,这种转换常常是革命性的,开拓性的。如果说,休谟的怀疑主义对弗·培根(F.Bacon)以来的证明主义是一个格式塔式转换的预兆,那么波普尔的否证主义,把对理论的证明问题转向理论的发现问题,则是科学哲学史中的重要一举。显然,它比卡尔纳普(Carnap)等的新证明主义更高明些,因为它拓宽了思维空间,开辟了新的研究领域,而后者尽管也有可观的成就,如对概率问题的研究,但由于走的是原来的思维道路,因而路子变窄了。意味深长的是库恩把科学发展与格式塔心理学与皮亚杰(J.Piaget)发生认识论联系起来,从而增加了这个问题的深度和广度。我们今天不也常常面临这种状况吗?一些或者只具有常识意义的命题,或者毫无现实感的命题充斥于学术研究的象牙之塔,对于这种学术研究,谁都有正当理由去怀疑它的信息量和意义,不过,我们还是不要过多地去理会和指责为好,库恩认为对旧范型、旧的心理定势的执拗是科学革命中的正常现象,关键是对于那些具有创新能力的人,尤其是青年理论工作者,应当鞭策和激励他们:“请君莫奏前朝曲,听唱新翻杨柳枝”。

“与问题有关的真理才与科学有关”——正确引入价值观价值论在科学哲学中占有相当地位,科学哲学中讨论的分界问题、意义问题,研究科学成就的评价和选择问题,都与价值论有关。波普尔把提出问题和解决问题作为科学追求的目标,而摒弃“所有的桌子都是桌子”、“1+1=2”这样的真理(我想,也包括我们在上面提到的那些象牙之塔中的理论),这种价值观是积极的。更为难得的是这种价值观还体现了思维方法中的宽容原则,即对一些看来属于片面的、极端的但毕竟是提出了一些有意义的问题的思维方式的宽容。被称为“科学哲学界的怪杰”的费耶阿本德就是一个善于独辟蹊径,启迪思路的人,但他又的的确确是有不少片面性和极端性的。如果没有宽容,没有爱因斯坦那样的把提出问题看作是一种极大的价值的观念,费耶阿本德就一定会陷入劈头盖脑的“大批判”之中。问题的现实性还在于,在中国这样一个提倡了几千年“中庸”之道的国度,宣传波普关于理论的可否证度与逻辑概率的反比关系的见解,并使之深入人们的思维方式之中,将有极大的意义。否则,可以想象,面对着“明天这里天下雨”与“明天这里天下雨或不下雨”这样两个陈述(第50页),中庸思想熏陶下的人们一定会选择后者,尽管这种模棱两可的“预言”,信息量只等于零(可否证度也等于零),而逻辑概率却等于1(因而是百分之百地正确的)。襄王枕上原无梦,莫看阳台一片云!

3

爱因斯坦十分推崇新方法,但他更重视人类精神的作用,他说过,在一切方法背后,如果没有一种生气勃勃的精神,它们到头来不过是笨拙的工具而已。

所以,这里还想谈谈科学动力学及其创造者们的精神。主要是:批判和开拓精神;追求科学知识一体化的精神。因为,这两种精神对我们今天探求科学的社会动力学关系甚大。

批判和开拓同属于人类最本质的精神的系列。波普有一个著名的论题:“从阿米巴到Einstein只是一步。”说它是一个论题,因为它不仅仅是一句表明人类根本特性的格言式的话,而且是以新的生物进化理论为依据,又以人类的伟大实践为证明的。波普认为,作为单细胞原生动物的阿米巴和爱因斯坦所差的一步在于:虽然两者都在进行排除错误的“自然选择”,但阿米巴不是理性的,“不喜欢犯错误,不喜欢承认错误,结果它与错误一起死亡”(第61页)。而爱因斯坦则不然,他提出相对论时,就声明了在什么条件下他的理论就可被证明是错误的,并准备放弃它。所以,波普所认为的批判精神实际上是一种既批判别人,也批判自己,又接受别人批判的科学精神,是一种彻底的批判精神。而这种批判精神又必然导致开拓精神,开拓精神也与新的生物进化论相联系,同样为人类实践所验证。波普认为,宇宙或宇宙的进化是有创造性的,而随着人的出现,宇宙的创造性变得明显了,最有力的证据是人类已创造出一个新的客观世界——人类精神产物的世界,波普名之曰“世界3”。

对于批判精神和开拓精神的提法,我们并不陌生。问题在于我们需要科学动力学的帮助,以便将这种精神与科学,也与哲学联系起来,并付诸实践。在此,波普的理论不失为一种有价值的说明。问题还在于人类并没有都达到了爱因斯坦的境界,一个大活人却只拥有阿米巴的进化能力的情况还并不罕见。所以,波普声明,他所引证的都是在“英雄意义”上的科学史的创造者,“他们的生活是由大胆的思想组成的”(第67页)。

追求科学知识一体化的精神乃是当代科学和社会发展的要求。时下,人们很喜欢谈论自然科学与社会科学知识统一的问题,并尝试着做一些互相介绍和引进的工作,或者客串另一领域遨游一番,留下一些新鲜的足迹。科学哲学家们也不乏这样的兴趣。波普兼有历史哲学家的身份,他用他的“猜测一试错”法否定了历史规律陈述的可验证性;库恩将他的“科学革命”与政治革命作比较,得出两者大体相同的结论;拉卡托斯用他的“科学研究纲领”的退化阶段来解释十月革命后马克思主义面临的问题;费耶阿本德甚至直接引用列宁在《论共产主义运动中的“左派”幼稚病》中关于实践比理论、方法更丰富的话来证明他的方法论的“无政府主义”。当然,这些尝试性的工作总不免带有局限性,甚至明显的荒谬性。所以,我觉得,更值得注意的倒是科学哲学为知识一体化的基础所提供的独特的证明。说它独特,是因为科学动力学中关于知识一体化的倾向,常常是从社会科学、人文科学对自然科学的影响这一面体现出来的,这恰好弥补了当前人们往往只从另一相反方向来谈论知识一体化问题的不足。比如:波普关于科学始于神话的观点,费耶阿本德关于科学始于非理性的“激情”或“爱好”的观点,可以看作知识发生学意义上的证明。库恩关于社会的某种需要引起常规科学的危机,关于世界观决定对范型的选择的观点,则是知识发展观意义上的证明。而科学哲学中的主流派——历史主义,显然在方法论上与社会科学意义上的历史主义具有共通性。此外,科学哲学注重讨论认识论,引入价值观,都可以从知识一体化的意义上来理解。的确,知识一体化是一种双向的趋势,列宁就呼吁过,不要让幻想为诗人们独占了。

在《科学方法和科学动力学》一书中,作者专辟两节,叙述了“理论动力学”和“思想社会学”(第88页,第94页)对于库恩科学哲学观的影响,随之,作者又说明库恩的理论又着着实实地构成了二十世纪六十年代对诸多社会科学、人文科学的“冲击波”。可见,在科学动力学与社会动力学之间,思想动力学是极重要的媒介。本文旨在发掘科学动力学对社会动力学的影响,然却把主要笔墨化在科学动力学对哲学、对人类的思维方法,对人类精神等思想动力学的影响上,其源盖出于此。

一九八五年四月二十四日

篇5:服装动力学作业

市场调查报告

——Z服装设计与营销一班

谈天豪 Z09400127 关于Zara的零售店调查报告

1.Zara的商店类型

Zara零售店属于GDA PLAZA商场之间的一家店中店,符合中国式零售店的特色,都是在综合性百货商店GDA PLAZA商场中开启的一家服装零售店。它既是服装品牌,也是专营ZARA品牌服装的连锁零售品牌.尽管ZARA品牌的专卖店只占Inditex公司所有分店数的三分之一,但是其销售额却占总销售额的70%左右。

2.该商店的目标消费人群

地理因素分析(Geographic):Zara 零售店位于杭州市区的最中心武林广场商业区,在银泰与百大的对面,在天桥下来的对口,位于转角;杭州市是浙江的省会城市;尤其是市区,人口密集,人流量非常大,据网上数据显示,客流量在10万以上每天;杭州气候温和,雨天较少,平时适宜逛街;并且与H&M正对。随着H&M登陆杭州后日益受到关注。Zara的客流量也同时剧增。它在杭州市场的地位日益增长。

人口统计因素(Demographic): 消费群在18-24的青少年到35到49的中年人之间;性别大多为女性消费者,男性消费者也有;面向世界各国的消费群,所有喜欢休闲风格的人群;收入在月收入RMB1000-10000;职业大多为上班族,学生,白领;受到过高等教育;不分国籍;不分人种。

心理因素(Psychographic):属于社会的中高阶级人群;生活方式属于休闲类为主,平时活动较多,运动较多,不是很正式;喜爱西班牙风格以及喜爱运动休闲生活方式的人群为主,心理年龄年轻。

消费行为因素(Behavioral):在非正式场合所穿的较休闲运动服装;可以穿着多次,使用频率高且久,可以拥有较长时间段;使用破坏状况较轻微者;对品牌拥有一定的忠诚度,ZARA直属于大卖场,该大卖场拥有品牌专有性;较多年轻女性成为了ZARA这个品牌忠诚的追捧者。3.ZARA零售店的结构

门口有条形码检验门,有效的热闹环境下的偷窃以及顾客不小心带出门的服装,并且拥有一个穿西装的门卫,负责管理顾客不带易弄脏类食物入内以及大致的导购; 进门时女装,大厅中间有49,139的标牌,下面摆放此种价格的内衣和衬衣; 左边有精品的女装,还有TRF和DENIE风格类服装; 右边为试衣间和毛衣群;

走过标有MEN的墙壁,里面是男装

最接近男女装边界的小桌子上挂了一两顶帽子,还摆放了内裤;

四周靠墙挂着一幅,桌子上放着线衫,衬衫寡欲大厅中央的桌子边上呈“S”形状的衣架上,也有部分外套挂在那里;

角落里百分那个的是部分帽子和皮带累饰品;

靠近最里面的墙壁上有柜台上面摆放了鞋子,鞋柜下悬挂了裤子。另外,中间的珠子上都贴有全身镜。

各种衣服、裤子、帽子、内裤、穿插在一起,已有重复的款式不同的摆放。

4.ZARA的营销策略

时尚程度(Fashion Cycle Emphasis):ZARA是西班牙的品牌,属于时尚循环(Fashion Cycle)的累积阶段(Culmination Stages)中加速阶段(Acceleration)至广泛接受的阶段(Acceptance)之间

质量水平(Quality): ZARA生产基地设在西班牙,只有最基本款式的20服装在亚洲等低成本地区生产。ZARA自己设立了20个高度自动化的染色、剪裁中心,而把人力密集型的工作外包给周边500家小工厂甚至家庭作坊,而把这20个染色、裁剪中心与周边小工厂连接起来的物流系统堪称一绝。在西班牙方圆200英里的生产基地,集中了 20家布料剪裁和印染中心,500家代工的终端厂。ZARA把这200英里的地下都挖空,架设地下传送带网络。每天根据新订单,把最时兴的布料准时送达终端厂,保证了总体上的前导时间要求。在质量上面是很多服装公司无法匹敌的。价格档次(Price Range):Better And Moderate MENS 外套按做工和款式、原材料有569至1399不等 毛线外套衫569 衬衫399 衬里的内衣299 帽子内裤139 鞋子399-699不等 WOMENS 内衣 49 129 外套 359 599 衬衫 299 TRF DENNIE 比较时尚 价格在499-999不等

产品的花色,品种的广度和深度(Depth&Breadth): McFashion 快速平价 大量 广而浅

“多款式、小批量”,ZARA每年都要推出12000多种服装产品。种类非常广,但是并不深,而且每种服装产品的数量都很少,ZARA实现了经济规模的突破,款多量少,成为当红的商业模式。ZARA以其灵敏供应链,创造了长尾市场的新样板。品牌策略(Band Policies):

ZARA是西班牙Inditex集团旗下的一个子公司,它既是服装品牌,也是专营ZARA品牌服装的连锁零售品牌。在QC方面做得很好,ZARA的灵敏供应链系统,大大提高了ZARA的前导时间。前导时间是从设计到把成衣摆在柜台上出售的时间。中国服装业一般为6~9个月,国际名牌一般可到120天,而ZARA最厉害时最短只有7天,一般为12天。这是具有决定意义的12天。它的营销策略有顾客导向;垂直一体化;高效的组织管理;强调生产的速度和灵活性;不做广告不打折等。专有性(Exclusivity):杭州只有国大和利星拥有ZARA品牌的零售店,对于杭州的国大和利星来说,拥有较强的品牌专有性

ZARA的经营策略

营业时间:上午十点到晚上十点,节假日不休

商品包装: ZARA的服装都是采用只带有”ZARA”字样的黑色硬质纸袋包装,有利于顾客的携带且牢靠实用。

消费帮助: 一般情况下,由顾客自由的挑选服装,如果询问门口和收银台的柜台工作人员,他们提供导购服务和推荐。在更衣室出也有工作人员负责改衣修衣。大厅内有少数工作人员负责折叠好顾客弄乱的衣服。

试衣间: 入口处有工作人员和桌子,桌子上摆放试穿后的衣服,工作人员负责折叠后返送柜台。边上有一两个小座位。可以稍作休息等待。试衣间内有光线明亮的黄色炽灯,试衣间为2-5平方米的小房间,纯黑色的墙壁隔墙,墙上有较大的全身镜,墙壁上有挂钩可以摆放换下的衣物,有拖鞋可以穿出试衣间外。

洗手间: 与整个楼层共用公共卫生间,内无独立卫生间

价格吊牌:上标有尺码:比如,大写黑体字36 USA4 MEX6 UX8,标有各地区的不同尺码标准;产品编号:ART 0754/028/712;条形码;标价;一般为一张吊牌,黑色印有”ZARA COLLECTION”字样,另附小包纽扣,也有两张吊牌的一黑一白也都印有简单的”ZARA COLLECTION”字样

商品陈列:门口的橱柜里最醒目位置摆放了人台模特,摆放了最新款式的服装和标价。在内部大厅也都有此款服装或者产品,大厅中较为引人注目的落地式的呈”S”形的衣架,上端立有吸引顾客的价格牌,标有”49”,”129”等字样,价格便宜的衣物,突出了ZARA价格便宜的优势特点。不同颜色不同款式不同类型的服装被分类悬挂在不同的货架之后总,突出了服装的色彩和造型,在布置上有穿插,在购买一样产品式可以同时挑选不同类型的不同产品,提高单位顾客的购买数量。并且同种物品也重复出现在顾客眼中,提高单位物品的出售率。给顾客一种逛街的快速购物感觉。提高购物的效率。

店堂氛围:ZARA属于店中店类型,但是在门口第一家店,占据了最好的地理位置。门口的ZARA门面虽然低调,但显示出高雅富有野性的气息。门口造有台阶,很有气魄。店内装潢以黑色为主色调,为暗色系的装修风格,配上亮黄色的灯光。装修简洁富有个性。大堂内的音乐史西班牙略带野性的轻快型音乐。给人振奋、充满活力的购物感觉。

促销:低价的内衣 :标有49.129字样的柜台,在S型的衣架上面,坐落于大厅中央,很吸引人的注目,给人第一感觉廉价打折:当整个大厦打折时段,ZARA也会参与整个活动当中,即时,购物场面十分浩大。

改进意见:当H&M与ZARA门对门的进行竞争时,必须拥有更光更快速的反应(QC)。H&M一向以快速廉价大量为竞争的模式。在快速反应上面,如果ZARA没有跟上时,不够迅速,那么这场竞赛的输赢显然就会分出结果,这结果必定让ZARA失望。

必须更加的廉价,或者提高自身的档次,我认为后者比较可取。与H&M比较价格不是明智之举,只能消耗大量的利润换取更多不必要的损失。然而另辟蹊径,提高档次,不与H&M正面交锋,是一个可行的明智之举。

改善购物的环境,提高个性化的程度。在购物环境上面,ZARA的装修、布置风格明显战胜H&M,只要保持这个不输,并且更加的个性化使购物环境更拥有西班牙的风格,又迎合中国消费者的喜好。我相信顾客会更加多。

Z09400127

篇6:机械动力学简史

一.动力学简介

机械动力学作为机械原理的重要组成部分,主要研究机械在运转过程中的受力,机械中各部分构件的质量和构件之间机械运动的相互关系,是现代机械设计的重要理论基础。

一般来说,机械动力学的研究内容包括六个方面:(1)在已知外力作用下求机械系统的真实运动规律;(2)分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力;(3)研究回转构件和机构平衡的理论和方法;(4)研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系;(5)机械振动的分析研究;(6)机构分析和机构综合。其主要研究方向是机械在力的作用下的运动和机械在运动过程中产生的力,并且从力和相互作用的角度对机械进行设计和改进的学科。

二.动力学的前期发展

人类的发展过程中,很重要的一个进步特征就是工具的使用和制造。从石器时代的各种石制工具开始,机械的形式开始发展起来。从简单的工具形式,到包含各类零件、部件的较为先进的机械,这中间的发展过程经历了不断的改进与反复,也经历了在国家内部与国家之间的传播过程。

机械的发展过程也经历了从人自身的体力,到利用畜力、风力和水力等,材料的类型也从自然中自有的,过渡到简单的人造材料。整个发展过程最终形成了包含动力、传动和工作等部分的完整机械。

人类从石器时代进入青铜时代、铁器时代,用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器,才能使冶金炉获得足够高的炉温,才能从矿石中炼得金属。中国在公元前1000~前900年就已有了冶铸用的鼓风器,并渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。早在公元前,中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是,关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择,直到17世纪之后方有理论阐述。手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱,在各文明古国都有悠久历史,但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合,则是近代机构学的成就。

近代的机械动力学,在动力以及机械结构本身来说,具有各方面的重大突破。动力在整个生产过程中占据关键地位。随着机械的改进,对于金属和矿石的需求量增加,人类开始在原有的人力和畜力的基础上,利用水力和风力对机械进行驱动,但是这也造成了很多工厂的选址的限制,并不具有很大的推广性。而后来稍晚出现的纽科门大气式蒸汽机,虽然也可以驱使一些机械,但是其燃料的利用率很低,对于燃料的需求量太大,这也使得这种蒸汽机只能应用于煤矿附近。

瓦特发明的具有分开的凝汽器的蒸汽机以及具有回转力的蒸汽机,不仅降低了燃料的消耗量,也很大程度上扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展,使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重,应用很不方便。

19世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初,电动机已在工业生产中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化,而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。

发电站初期应用蒸汽机为原动机。20世纪初期,出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机,促进了电力供应系统的蓬勃发展。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。它先被 fuqu用以驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、移动机

械(如拖拉机、挖掘机械等)和轮船,到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下,已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气涡轮发动机、喷气发动机的发展,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。

三.机械动力学的发展过程

经典力学的创立为机械动力学的发展奠定了理论基础,两次工业革命对机械动力学提出了要求,以及机械振动学和机械动力学理论的早期发展。

经典力学是机械学科中很重要的理论基础,同时也是机械运动学和动力学的基础。经典力学理论体系的创立和发展,在机械动力学的发展方面做出了巨大的贡献,另一方面,机械学和机械动力学的发展直接相关的数学理论的发展也起到了极其重要的推动作用。

经典力学、分析力学以及弹性力学等力学理论的进一步发展,在机械的动力以及结构发展起到了很大的促进作用。而微积分、微分方程理论、变分法、矩阵论和概率论等数学理论的发展更是将机械动力学推上了新的高度。世纪英国数学家汉密尔顿用变分原理推导出汉密尔顿正则方程,此方程是以广义坐标和广义动量为变量,用汉密尔顿函数来表示的一阶方程组,其形式是对称的。用正则方程描述运动所形成的体系,称为汉密尔顿体系或汉密尔顿动力学,它是经典统计力学的基础,又是量子力学借鉴的范例。汉密尔顿体系适用于摄动理论,例如天体力学的摄动问题,并对理解复杂力学系统运动的一般性质起重要作用。拉格朗日动力学和汉密尔顿动力学所依据的力学原理与牛顿的力学原理,在经典力学的范畴内是等价的,但它们研究的途径或方法则不相同。直接运用牛顿方程的力学体系有时称为矢量力学;拉格朗日和汉密尔顿的动力学则称为分析力学。动力学的基本内容动力学的基本内容包括质点动力学、质点系动力学、刚体动力学、达朗贝尔原理等。以动力学为基础而发展出来的应用学科有天体力学、振动理论、运动稳定性理论,陀螺力学、外弹道学、变质量力学,以及正在发展中的多刚体系统动力学等。质点动力学有两类基本问题:一是已知质点的运动,求作用于质点上的力;二是已知作用于质点上的力,求质点的运动。求解第一类问题时只要对质点的运动方程取二阶导数,得到质点的加速 度,代入牛顿第二定律,即可求得力;求解第二类问题时需要求解质点运动微分方程或求积分。

而两次工业革命也对于机械工业和机械科学的发展,尤其是机构学和动力学的发展有很大的推动作用。第一次工业革命中蒸汽机车的发明和改进以及当时的机械发明,第二次工业革命的电气时代中的汽轮机的诞生与发明,内燃机的发明与进步,一方面既是机械动力学的发展成果,另一方面也推动了自己学科的进步。此后机械动力学的发展趋势,逐渐朝着机械和机械和运载工具的高速化和大功率化、机械的精密化、机械的轻量化、机械的自动化方向发展。

机械机构学和机构运动学的发展,包括了震动理论的建立和发展,其中包括了线性理论和非线性理论等。转子动力学的起步,包含刚性转子平衡技术、轴承转子系统动力学的发展也是这一时期的重要理论进步。而机构学的建立,特别是理论运动学的发展,在机构学的德国学派和俄苏学派中也有了长足的进步。

在机构的演进和传动机构的演进中,凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构的演进,齿轮传动、蜗杆传动、链传动和带传动、传动系统的复杂化都为机械动力学的发展提供了条件。

第二次世界大战后科技的大发展为机械动力学的进一步发展提供了指导思想、方法和技术手段,机械工业的巨大进步向机械动力学提出了新的要求,机械动力学在纵向形成为包括建模、分析、仿真、动力学设计与控制的综合学科,在横向形成了机构动力学、机械传动动力学、转子动力学、机器人动力学、机床动力学和车辆动力学等多个分支领域。

系统论、控制论、和信息论的诞生,为机械动力学的发展提供了新的指导思想、理论和

方法。电子计算机的发明,以及基于计算机的数值方法的进步,为机械动力学提供了全新的技术手段和数学工具。非线性科学的诞生和非线性振动理论的发展,强烈地影响到机械动力学的各个领域,从线性理论提升理论是一个质的飞跃。基于计算机计算的多体动力学的出现,为复杂系统的动力学建模与分析提供了新的理论和工具。信号分析理论和方法的进步是机械振动测试手段、状态监测技术以及故障诊断技术发展的基础。

从横向的研究对象看,机械动力学中发展出机构动力学、机械传动动力学、转子动力学、机器人动力学、车辆动力学、机床动力学等分析领域;从动力学的研究内容看,机械动力学发展为动力学建模、动力学分析、动力学仿真、动力学设计、减振与动力学控制,以及状态监测和故障诊断等一系列领域的内容丰富的综合学科;

从动力学建模的对象看,Newton研究的事单质点,Euler研究了单刚体,Lagrange启动了多刚体系统的研究,而今天的机械动力学已发展到多弹性体系统、多柔性体系统的研究。从动力学的数学工具看,Newton在力学研究中发明了微积分,Lagrange使用了变分法,众多学者在微分方程的定性分析和求解方面做出了贡献。二战后,动力学的计算逐步地、完全地实现了计算机化;同时各种复杂的微分方程,包括袋鼠微分方程,刚性微分方程的数值方法也取得迅速发展。此外,机械动力学的发展也离不开各类建模方法的多样化。其中包含了多刚体系统的建模方法:Newton-Euler的矢量力学方法、Lagrange的分析力学方法和Kane的多体动力学方法;微幅振动弹性系统的建模方法:动态子结构方法和传递矩阵法;验建模方法;柔体系统动力学的建模方法:弹性动力分析方法。

机械系统动力学建模的精细化则有,精细地估计系统的刚度、阻尼和摩擦 计入材料非线性 计入几何非线性 关于冲击振动的研究 复杂机械系统中多种物理场的耦合。

运动学以及运动学软件的发展也至关重要,其中有ADAMS软件和其他的有限元分析软件,而虚拟样机技术也起到了极大的作用。

四.动力学的未来展望

近代机械发展的一个显著特点是,自动调节和控制装置日益成为机械不可缺少的组成 部分。机械动力学的研究对象已扩展到包括不同特性的动力机和控制调节装置在内的整个机械系统,控制理论已渗入到机械动力学的研究领域。

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