摘要:激光焊接局部高温会退化航空铝合金的力学性能，降低航空铝合金加筋壁板结构的承载能力。基于铝合金激光焊接件焊缝附近在单轴拉伸载荷下的全场位移数据，本文提出一种用于等向强化弹塑性应力增量更新的单变量返回映射方法，并将这种应力更新策略应用于非线性虚拟场方法中，结合应变场数据反演了距离焊缝不同位置子区处的弹塑性参数，建立了各个子区材料在弹塑性阶段的应力-应变关系。经反演实验结果显示，激光焊接接头局部区域的力学性质明显弱化，热影响区的塑性应变累积较快，是激光焊缝弹塑性力学性能退化最严重的区域。

摘要:生物组织力学性能的定量测试对疾病发生和发展的研究及诊治非常重要。本文集成压电堆栈振动加载和光学相干断层扫描(OCT)提出对生物组织弹性进行定量测量的剪切波光学相干弹性成像技术。压电堆栈携带探针在双脉冲激励下对生物组织或仿体产生约2μm振幅的振动，生成剪切波。在OCT探测区域，生物组织的变形会引起OCT的相位信号变化，由此提出检测剪切波的相位差法。再根据剪切波的传播速度，计算获得组织的弹性模量。通过比较该方法与拉伸实验对生物组织仿体弹性模量的测量结果，验证了技术的可行性。进而对人体手指指腹皮肤的弹性进行了在体测试，表明该方法有用于在体皮肤力学性能测试的潜力。压电堆栈双脉冲剪切波OCE为离体生物组织弹性测试提供了新的简单有效的手段，并且有潜力进一步发展为生物组织复杂力学性能的测试技术，以及应用于临床上皮肤等疾病的诊断。

摘要:主要介绍了PDMS(polydimethylsiloxane, 聚二甲基硅氧烷)-碳纤维复合仿生粘附材料的制备工艺及其粘附性能的测试方法，并测试了该材料在几种不同基底下的法向和切向粘附力。实验结果显示，硅、钛、氧化硅、氮化硅基底中，粘附材料在氮化硅表面的法向粘附力最高(8.24N/cm^2)，在硅表面的切向粘附力最高(2.22N/cm^2)。粘附力的大小受基底接触角、粗糙度等多种物理特性的共同影响。本文通过对粘附力与基底的接触角和粗糙度间关系的讨论，为PDMS-碳纤维复合材料今后的应用提供了理论依据。

摘要:针对已有的结构损伤识别方法需要已知结构损伤前的响应信息这种情况，尝试将提升小波变换与振动响应相关系数结合起来，提出一种不需要知道结构损伤前响应信息的简支梁桥结构损伤识别新方法。利用移动荷载激励作用下数值计算出的结构位移响应和经过提升小波变换处理后的位移响应，分别计算出相应的损伤指标，即位移响应相关系数曲率(Correlation Coefficient Curvature，CCC)。发现由提升小波变换处理后的位移响应计算出的损伤指标相对于直接利用位移响应计算出的损伤指标，损伤识别效果有很大提升，且基本不受车辆行驶速度的影响。通过对多种损伤工况下的简支梁桥的数值模拟和跨中损伤工况下的模型实验，证实了该损伤识别方法在结构损伤前响应信息未知的前提下，仍然具有可行性和有效性。

摘要:土体的宏观工程力学性质受土体微细结构状态和变化规律的影响，其复杂的物理力学特性是微细结构特性的本质体现。为探明宏观土体沉降现象背后的本质机理，对德州地区沉降中心附近土体进行钻孔取芯，对五组不同深度土体试样进行不同荷载下的固结试验与SEM电镜扫描试验，探讨不同深度粘性土随着固结压力变化，土体压缩性及其微观结构的变化规律，总结土体微结构特征与微观参数变化特征，以期从细观本质机理上解释德州地区地面沉降的宏观现象。结果表明，随着固结压力的变化，土体的平均颗粒面积呈增大趋势，土体颗粒扁圆度提高。单元体排列概率熵均呈明显下降趋势，土体颗粒与土内孔隙分布定向性提高。不同深度的五组土体孔隙分布分维数均呈下降趋势且最终趋于稳定，颗粒分布分维数则明显上升，土体密实程度提高。

摘要:本文通过考虑流体介质输运性质对激波理论的影响，针对微型激波管中的Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性，分析了微尺度效应对三种冲击模型扰动增长率的影响。一维气体动力学计算结果表明：流动尺度对于Richtmyer模型、Meyer-Blewett(M-B)模型和Vandenboomgaerde-Mügler-Gauthier (V-M-G)模型中的线性扰动增长率有显著影响。当流动尺度由宏观状态逐渐减小至微尺度时，三种模型的扰动增长率均会经历从少量增长到明显下降,然后迅速上升的过程。微尺度条件下，V-M-G模型的扰动增长率相比宏观尺度有显著提高。与其他两种模型相比，修正后的V-M-G模型更合理地描述了微尺度效应对于线性扰动增长率的影响。此外，对于修正后的V-M-G模型，当入射激波马赫数较低时，扰动增长率受微尺度效应的影响更为明显。

摘要:本文根据NiTi形状记忆合金热-力耦合循环变形实验的要求，针对传统加热方法变温速度慢、温度变化非线性、加热不均匀，且无法与其他装置配合使用等缺点，提出了一种新型形状记忆合金温度循环加载控制装置。该装置基于电流加热方法，使用测温仪表进行测温，采用直流电源与降温组件进行变温，同时利用PID等控制方法进行控制，达到精准控温的效果。通过测试及实验，可以看出，该装置具有良好的控温性能、快速的变温速度、自动的程序控制等优点。本装置的成功开发为形状记忆合金热-力耦合循环变形和疲劳失效行为的实验研究提供了坚实的设备基础。

摘要:为了实现对芯片和光伏电池板的应力检测，以六步相移法为基础，使用可透过硅基的近红外光源以及相应的光学元件，开发了集红外显微镜和显微红外光弹系统为一体的全自动应力检测系统。系统开发完成后，采用标准红外1/4波片为标准件对其测试精度进行了验证，结果表明系统的相位差检测误差在2.2%以内。使用该系统对经过热循环实验的硅通孔(TSV)周围芯片的残余应力及其在热循环过程的变化规律进行了研究，并评估了其中的最大应力。该系统对于芯片以及光伏电池板的无损检测具有一定的应用价值。

摘要:采用不同的应变测量方式对冻融循环后砂岩开展了系列压缩试验，系统地分析了不同应变测量方式下岩石的应力-应变曲线、抗压强度、弹性模量随冻融循环次数的变化规律，并研究了不同应变测量方式对冻融后砂岩力学性能试验结果的影响。研究结果表明：两种应变测量方式下，砂岩的抗压强度以及弹性模量随冻融循环次数的增加而降低，并且呈现相似的劣化趋势。同时，表架约束法测得的抗压强度及弹性模量明显高于无约束千分表法。

摘要:采用真三轴岩爆试验系统开展岩石力学试验，在室内再现了花岗岩的应变型岩爆破坏、板裂破坏、真三轴剪切破坏三种破坏过程。研究表明，与板裂破坏、真三轴剪切破坏不同，在整体破坏前夕，岩爆破坏存在明显的声发射撞击数相对“平静期”；三种破坏的声发射撞击数分形维数Dt都存在整体破坏前夕持续下降到极小值点而破坏瞬间突增的现象，但岩爆破坏在整体破坏前夕的Dt持续降低速率和整体破坏瞬间Dt增幅上都比板裂破坏的大；三种破坏过程的声发射信号的主频值呈“低频-高频-低频”的总体演化趋势，频谱形状经历“单峰-多峰-单峰”的交替变化过程，但在岩样破坏的塑性阶段，三种破坏在主频分布及信号幅值上有明显差异。

摘要:通过室内试验的方法，研究了碳酸钙(CaCO3)含量变化对钙质砂的颗粒破碎和宏观力学特性的影响。试验结果表明：取自南海海域的钙质砂样碳酸钙含量为95.8%，并表现出高孔隙、棱角明显等特征。钙质砂颗粒破碎本质上是颗粒间应力集中的表现，随着碳酸钙含量的增加、粒径的增大，钙质砂的内摩擦角和相对破碎率明显增加；颗粒破碎导致级配曲线向良好的方向发展，同时，引起较高应力条件下的强度包线具有非线性的特征。相对破碎率随正应力和碳酸钙含量的变化规律可用一组二元双曲线函数关系式表示。

摘要:金属材料在塑性变形及疲劳过程中均伴随着能量的耗散，耗散能的大小与分布可充分反映材料内部的应力应变状态与损伤程度。全场热源分析方法借助于红外热成像技术，通过建立合适的热传导模型将由实验获取的温度场转化为热源信息，进而实现对耗散能的估值。本文介绍了基于实验力学的全场热源分析方法，建立从二维到“零维”的热传导模型，解决由温度场到热源的计算反求问题；然后利用该方法针对三种典型的固体力学问题展开研究，包括应力集中效应、塑性失稳现象以及疲劳问题。研究结果表明，全场热源分析方法可有效表征非均匀变形过程及疲劳损伤。

摘要:为对比HRB500与HRB400钢筋的疲劳性能，本文对两种钢筋进行了对称循环荷载下的轴向拉压疲劳试验。在此基础上，以Theil不等系数u和相关参数p作为精度评价指标，确定了适用于两种钢筋的威布尔分布三参数估计方法和失效概率模型，得到了HRB500和HRB400钢筋标准试件不同可靠指标下的疲劳寿命预测值，并最终建立了HRB500与HRB400钢筋中值S-N曲线和适用于高速铁路无砟轨道可靠指标为4.2的S-N曲线。研究结果表明：(1)在对HRB500和HRB400钢筋疲劳寿命三参数威布尔分布进行参数估计时，灰色预测法的精度最高；(2)HRB500钢筋在1亿次荷载循环内的疲劳性能与HRB400钢筋相比具有较为明显的优势。但随着荷载循环次数的增加，HRB500对HRB400钢筋在疲劳性能方面的优势逐渐减小。本文的研究成果可为HRB500和HRB400钢筋在高速铁路无砟轨道或其他承受高周疲劳荷载工程结构物中的选择使用提供试验依据。

摘要:石墨电极已被广泛应用于商业锂离子电池，因而对于石墨电极的力学性能要求也在不断提高。通过表征和研究石墨电极的力学性能和界面剥离强度，能够为石墨电极相关技术的可靠性研究提供必要的数据支持和理论指导，从而使石墨电极得到合理和可靠的使用。本文运用拉伸和180°剥离实验，分别研究了石墨电极原样、电解液浸泡后的电极以及不同充电状态(SOC)下电极的力学性能和界面剥离强度。拉伸实验结果表明,充满电状态下电极材料的断裂形式是脆性断裂,而原样电极、电解液浸泡后电极以及完全放电状态下电极均表现出韧性断裂。180°剥离实验结果表明,电极的活性层与集流体之间界面剥离强度在充满电状态下的值比完全放电后的值大。经过电解液浸泡后的电极活性层与集流体之间界面剥离强度则与原样电极的值相同。经过1000次充放电循环后，石墨电极活性层与集流体之间界面剥离强度则远远低于未经过充放电循环电极的值。

摘要:为能综合考虑遗址土的抗拉抗剪力学特性，以豫西北遗址土为研究对象，通过三轴剪切试验和单轴拉伸试验，测定出豫西北遗址土的抗剪强度和抗拉强度，并对得到的的试验结果进行了分析，推导出遗址土的双曲线强度公式；鉴于土体实际的莫尔圆不能超过相应的破坏强度线，于是利用几何关系及应力关系对遗址土的强度破坏应力进行了修正，探究破坏莫尔圆与强度线相切的应力修正算法。研究结果表明，利用Mohr-Coulomb强度理论计算出的抗拉强度值明显高于拉伸试验测定值，所建立的遗址土双曲线强度公式能合理地反映出遗址土的抗拉、抗剪力学特性，因此上述结果可为遗址土的工程灾害评价和加固保护提供理论依据。

摘要:针对活性粉末混凝土(RPC)高温蒸养的弊端，提出自然养护RPC的制备技术。自然养护的RPC是以高强度等级水泥、高强掺合料、钢纤维等为原材料，采用常温标准养护制备而成的一种超高强混凝土材料。本文对钢纤维体积率0和2%的自然养护RPCV0和RPCV2板分别进行爆炸和相关力学性能的测试，并对自然养护RPC板的爆炸破坏形态进行阐述。测试结果表明，掺加钢纤维利于RPC抗压和劈裂抗拉强度的增加；在相同装药量引爆时，RPCV2板背爆面的加速度峰值显著低于RPCV0板，RPCV2板未形成贯穿孔，仅在迎爆面和背爆面中心部位出现爆坑，裂缝少而细，RPCV0板呈崩溃式破坏形态，裂缝多而粗。由此表明，RPCV2板表现出的优异抗爆、抗震塌性能，是由于钢纤维增强了RPC基体的塑性变形能力。

摘要:为研究颗粒粒径差异对水泥砂浆冻融破坏的影响，对不同粒径砂粒水泥砂浆试件进行冻融循环实验，测试不同冻融循环周期后水泥砂浆立方体抗压强度，并利用扫描电子显微镜(SEM)对不同粒径砂粒试件破坏面进行观察，分析冻融循环条件对不同粒径砂粒试件破坏形态及其物理力学性质变化规律的影响。结果表明：随冻融周期增加，粒径≥30目试件表面以颗粒脱落为主，粒径≤40目试件表面以片状剥落为主。纵波波速以及单次冻融前后质量差值均随冻融周期增加而降低。在冻融循环前期，水化反应对试件力学性能影响占主导地位，造成试件抗压强度、弹性模量增加，冻融循环后期，冻融损伤加剧，微裂纹、微孔洞扩展造成抗压强度、弹性模量降低。相同冻融周期后，纵波波速、抗压强度和弹性模量随粒径减小而降低。提出改进的微观颗粒胶结物理模型，解释了不同粒径水泥砂浆冻融破坏机制。

摘要:为探明掺合料混凝土早期碳化过程中微观性能的变化，通过测试pH值研究了掺合料混凝土早期碳化后内部pH值沿试件深度的分布规律；对比pH值和酚酞试剂测试结果的差异,探讨了酚酞试剂测试早期碳化测试方法的适用性；通过化学成分分析研究了早期碳化过程中物质成分的变化规律。研究表明：从表面向内部方向，混凝土试块pH值不断增大并稳定于一定值；随着掺合料掺量的增加，混凝土孔隙液的pH值沿着试件的深度方向减小，掺合料混凝土的碱性减弱，砂浆试件可碳化的Ca(OH)2含量减小；混凝土孔隙液的pH值随着养护时间的延长而逐渐增大，且其增大量随着试件深度的增加而减小；随着试验龄期的延长，表层混凝土孔隙液pH值逐渐减小，而混凝土内部孔隙液的pH值随试验龄期的延长变化不大；酚酞溶液测得的碳化深度约为pH值法测得的完全未碳化深度的0.53倍；沿砂浆试件表层向内部方向，CaCO3含量逐渐减小而Ca(OH)2含量逐渐增大，二者最终都趋于定值。

摘要:对两种苯基硅橡胶材料的航空发动机隔振器的动力特性参数进行了试验研究。建立了试验测试方法的理论模型，分析了工程近似公式在计算隔振器动力特性参数时的误差，并给出了精确计算公式和迭代求解算法。用振动台扫频试验测得了两种隔振器系统常温下三个轴向的动刚度和阻尼比，以及两种隔振器在不同环境温度下X方向的动刚度和阻尼比。试验结果表明，常温下两种隔振器X方向的动刚度都远大于Y、Z方向的动刚度；随着环境温度的升高，两种隔振器X方向的动刚度都逐渐减小；加入阻尼助剂的改进型隔振器的动刚度和阻尼比都大于普通型隔振器。

摘要:本文针对一种航空发动机叶片扭转刚度试验装置进行了误差评定，分析研究了误差减小与控制的方法。对扭转刚度公式展开误差传递函数分析，从载荷施加和角度测量两方面分析试验装置产生误差的主要因素，并采用误差传递函数进行合成，确定了扭转刚度的误差。通过对附加载荷等误差影响因素的深入分析，总结出试验过程中减小和控制误差的一般规律和方法。通过改进试验装置，将扭转刚度测量误差从±2.6%降低到±0.8%。建议叶片转动角度应控制在5°以内,以控制误差在合理范围。本文结果对工程实践有一定的指导意义。

摘要:采用自制三轴蠕变仪，在恒定围压分级增轴压的加压条件下完成了片麻岩三轴压缩蠕变试验。结合蠕变试验结果，提出了含有广义Kelvin单元体的岩石蠕变复合模型，最终利用不同应力水平下岩石蠕变试验曲线对蠕变参数进行辨识，确定了模型参数。研究结果表明：随着应力水平的不断提高，试样蠕变经历了衰减蠕变、稳态蠕变、加速蠕变三个阶段；试样在围压10MPa条件下，轴压达到150MPa时出现加速蠕变阶段，加速蠕变启动时间为11.56h；蠕变试验等时曲线显示片麻岩蠕变具有较好的线性特征；与试验结果对比显示，二单元广义Kelvin复合蠕变模型能够更加准确地描述片麻岩蠕变特性。研究结果对硬岩蠕变特性研究具有一定的参考意义。