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期刊信息/Journal information
实验力学
实验力学

亢一澜

双月刊

1001-4888

sylx@ustc.edu.cn

0551-3601246

230026

安徽省合肥市金寨路96号 中国科学技术大学实验力学编辑部

实验力学/Journal Journal of Experimental MechanicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《实验力学》是由中国力学学会和中国科学技术大学主办的学术刊物。1986年创刊。双月刊，国内外公开发行。该刊宗旨是反映我国研究院所、高等院校和工程技术单位在实验力学领域的最新研究成果和动态，报导实验力学在解决重大工程设计和技术问题中的进展和作用。主要刊登实验力学领域创造性的理论和实验研究及工程应用学术论文，关于实验力学研究新方向的综述和展望，研究简报、学术讨论、教学经验交流、测试仪器的研制和应用报道等。《实验力学》是力学类中文核心期刊、及国家科委中国科技论文统计源刊、中国科学引文数据库源刊。
正式出版
收录年代

    基于有限元-虚场法的Ⅰ型应力强度因子表征方法研究

    李阳阳耿传庆谢惠民
    659-671页
    查看更多>>摘要：虚场法(Virtual Fields Method,VFM)是求解力学反问题的一种重要方法,目前虚场法在材料的本构参数表征方面发展迅速并得到了广泛应用.为了提高虚场法的参数表征能力,本文研究了基于虚场法的应力强度因子表征方法.在该方法中,首先以裂尖为中心选择扇形分析区域,在此基础上通过Williams应力公式及虚功原理建立了表征应力强度因子的控制方程;然后通过数值模拟实验分析了两种不同虚场选择策略下的抗噪性;最后基于数字图像相关方法(Dig-ital Image Correlation,DIC)及单边缺口拉伸实验,利用虚场法表征了激光修复GH4169试样的Ⅰ型应力强度因子,并与基于Williams位移公式的最小二乘法结果进行了比较.结果表明,在小范围屈服条件下,基于虚场法的应力强度因子表征值与载荷之间存在明显的线性关系,并且虚场法的表征误差要小于最小二乘法的表征误差.上述研究结果可为虚场法在断裂力学领域中的发展应用提供参考.

    虚场法反问题应力强度因子数字图像相关方法

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    基于移动主成分分析敏感特征的智能损伤识别方法

    李超周立成刘泽佳张红...
    672-684页
    查看更多>>摘要：为了提高现有方法对结构微小损伤的识别准确率,本文基于移动主成分分析(Moving Principal Component Analysis,MPCA)方法提出了 一种新型损伤敏感特征——多阶PCA(Principal Component Analysis,PCA)损伤敏感特征.本文将这一新型敏感特征作为机器学习的输入,预测受损位置和损伤程度.首先,对监测数据做MPCA分析,并基于方差累积率确定特征向量阶数;其次,通过对各阶特征向量进行内积运算,获得多阶敏感特征(Multi-Order Sensi-tive Features,MOSF);最后,将多阶敏感特征作为机器学习算法的输入,对结构开展损伤位置和损伤程度的损伤识别研究.基于双跨连续梁的数值实验结果发现:相比于直接采用传统的PCA特征向量作为损伤特征,本文所提出的新型敏感特征对损伤具有更好的灵敏度.结合新型敏感特征与机器学习的损伤识别方法,在损伤位置和损伤程度任务中均具备较高的准确率和稳健的鲁棒性.即使在信噪比为10dB的高强度噪声环境下,本文所提出的损伤识别方法在损伤位置和损伤程度识别任务中也具备高于80％的预测准确率.

    结构健康监测移动主成分分析损伤敏感特征损伤识别机器学习

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    基于自相关函数的非接触结构损伤识别方法研究及应用

    彭霄阳张慕宇李钰嘉刘红光...
    685-693页
    查看更多>>摘要：为了减少结构健康监测中传感器的安装数量,提出了一种直接利用非接触动测响应的损伤识别方法,由结构损伤前后各测点响应的自相关函数构建损伤指标.灵敏度分析结果表明,该损伤指标在损伤位置附近会存在突变,说明了其对于损伤的敏感性.6层剪切框架结构的损伤识别仿真算例验证了所提出的损伤指标的有效性.结合数字图像相关技术,基于高速相机的6层剪切框架结构以及基于智能手机的9跨桁架桥结构的非接触损伤识别实验结果表明,所提出的损伤识别方法对于不同响应采集仪器、不同种类的结构均具有良好的适应性和鲁棒性,适用于实际工程结构的在线健康监测.

    结构损伤识别时域振动响应相关函数灵敏度分析数字图像相关

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    锡基薄膜电极充放锂过程力学性能的原位测量

    颜伟张世杰孙升王子涵...
    694-704页
    查看更多>>摘要：电池电极的力学性能对于电池的循环寿命至关重要,电极材料的杨氏模量和活性离子在电极中的偏摩尔体积是影响力学性能的关键因素.本文采用磁控溅射的方式在Si基底上进行Cu6Sn5薄膜的制备,然后通过搭建的原位曲率测量系统,结合电化学测试方法,采用多光束光学传感器对充放锂(Li)过程中的Cu6Sn5负极薄膜材料进行原位曲率测量.结果表明,从第二周电化学循环过程开始,曲率呈现周期性变化,且弹性变形主要出现在放电(嵌Li)过程中,非弹性变形主要出现在充电(脱Li)过程中.由于线弹性过程中Cu6Sn5的杨氏模量和Li在Cu6Sn5中偏摩尔体积的不确定性,本文将这两个参数作为贝叶斯优化中的超参数,并通过限定超参数的取值范围,利用贝叶斯优化中的树状结构Parzen估计算法计算超参数的最优值,最终得到Cu6Sn5的杨氏模量和Li在Cu6Sn5中的偏摩尔体积分别为140.149GPa和2.787cm3/mol.本文的工作有助于Cu6Sn5薄膜电极的理论建模研究,所采用的方法可为其他电极电池力学和电化学耦合行为的研究提供参考.

    Cu6Sn5薄膜电极多光束光学传感器原位曲率测量树状结构Parzen估计算法

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    标定板位姿对相机标定精度的影响

    朱一鑫董帅陈凡秀康新...
    705-718页
    查看更多>>摘要：相机标定是光学测量中的关键环节,直接影响光学测量精度.相机标定精度跟标定板的姿态、位置以及标定板图像数量都有关系,而目前对这些因素的系统深入研究鲜有报道.本文通过改变标定板位姿和图像数量,结合随机抽样,对标定板倾角、标定板在相机视场中的位置以及标定板图像数量对相机标定精度的影响进行了较全面的实验研究.研究结果表明:标定板倾角为25°左右、标定板中心至相机视场中心距离为400pixel左右(图像大小为2048pixel × 2048pixel)、标定板图像数量为20幅左右时,相机标定精度达到最佳.本文研究结果对相机标定时标定板位姿和图像数量的选取具有一定的参考意义.

    相机标定标定板位姿重投影误差标定精度

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    玄武岩纤维增强地聚物混凝土劈裂特性研究

    张云寒赵章华赵秋锦钟惟亮...
    719-728页
    查看更多>>摘要：本研究旨在通过数字图像相关技术(DIC)探讨玄武岩纤维掺量对地聚物混凝土(GPC)劈裂抗拉性能的影响.首先制备了不同玄武岩掺量的地聚物试样,并开展了玄武岩纤维增强GPC的劈裂抗拉实验;然后基于DIC技术研究了玄武岩纤维掺量对GPC劈裂抗拉性能和劈裂破坏模式的影响;最后确定了具有最佳劈裂性能的GPC玄武岩纤维掺量.实验结果显示,1.00％玄武岩纤维掺量的GPC表现出最佳性能,相较于0.00％纤维掺量的GPC,劈裂抗拉强度提高41.4％,极限竖向变形增加75.0％,最大应变降低55.8％,最大裂缝宽度减少65.1％.本研究发现掺入玄武岩纤维可以显著改善GPC的劈裂性能.

    玄武岩纤维地聚物混凝土劈裂抗拉实验DIC技术

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    柔性液态金属传感器在动态载荷监测中的应用

    张艺耀阳佳张晟泓龚晓波...
    729-736页
    查看更多>>摘要：针对柔性材料以及复杂表面的应变测量问题,提出了一种以高分子材料制成的微管为基础的柔性传感器,通过对这种传感器进行一系列的标定实验和结构设计,实现了柔性织物拉伸应变、人体脉搏波以及振动环境下螺栓松动等多种载荷的实时监测.结果表明,受益于柔性微管传感器的高灵敏度和高共形性,传感器所采集到的信号能够反映出材料在动载荷下的应变情况,这样的功能特点为柔性材料在拉伸载荷下的应变测量、人体生理信号实时监测以及螺栓等零部件的松动监测等提供了解决思路.

    柔性传感器液态金属动态载荷监测柔性大变形

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    CFRP板横截面尺寸对水平嵌贴CFRP-混凝土界面黏结性能的影响

    兰川云娄逸群丑佳璇粟淼...
    737-750页
    查看更多>>摘要：端部嵌贴(NEEE)预应力碳纤维复合材料(CFRP)板加固技术是一种新型高效的混凝土结构加固方式,在该技术加固的混凝土结构中,水平嵌贴CFRP与混凝土的界面黏结能力是可靠锚固CFRP并保证加固结构受力性能的基础.本文针对水平嵌贴技术适用的板宽与板厚范围开展研究,为NEEE CFRP(端部嵌贴碳纤维复合材料)板加固混凝土结构提供设计依据.首先通过单剪拉拔试验,研究了 CFRP板条横截面尺寸与局部界面黏结-滑移特征参数之间的相关性,明确了最佳CFRP板条宽度和厚度.进一步通过归纳统计,分别建立了水平嵌贴条件下CFRP板条宽度以及厚度与峰值界面黏结剪应力以及峰值相对滑移值的函数关系式,最终得到了随CFRP板条宽度与厚度变化的水平嵌贴CFRP板-混凝土界面黏结-滑移本构模型,并通过ABAQUS有限元软件进一步对黏结-滑移本构模型进行验证分析,证明了该模型具有一定准确性.

    端部嵌贴水平嵌贴CFRP板横截面尺寸黏结性能黏结-滑移本构有限元模拟

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    宽幅分体式双钢箱梁涡振性能试验研究

    封周权宣欣岩宁立王文赞...
    751-764页
    查看更多>>摘要：近年来,分体式钢箱梁作为新的主梁断面形式,因其优异的颤振稳定性备受关注.然而,由于结构特殊,其涡振性能的研究仍有待深入.本文以某大桥的宽幅分体式双钢箱梁为研究对象,通过1/60比例主梁节段模型进行风洞试验,研究了均匀流和紊流场下原始断面的涡振特性和附加气动措施(如检修车轨道位置、设置封闭栏杆、设置中央开槽处挡风格栅和中央盖板等)对分体式双钢箱梁的涡振控制效果.研究结果显示:分体式双钢箱梁中央开槽处对气流的影响是产生涡激振动的重要因素;紊流场对抑制扭转涡振有明显效果,但对竖向涡振的抑制效果有限;改变检修车轨道位置和封闭栏杆等气动措施对扭转涡振的抑制效果不明显,但对抑制竖向涡振有一定效果;中央开槽处的挡风格栅和中央盖板透风率越低,涡振抑制效果越显著,并且中央开槽处抑振措施的高度设计对抑振效果也有一定的影响.本研究成果可为类似分体式钢箱梁的抗风设计提供参考,并有助于优化其涡振性能.

    分体式钢箱梁涡振性能风洞试验气动措施

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    高温后珊瑚海水海砂混凝土抗压力学性能

    胡强刘晶梁鑫陈宇良...
    765-774页
    查看更多>>摘要：为探究高温后珊瑚海水海砂混凝土(Coral sea sand concrete,CSSC)的抗压力学性能及其本构关系,以经历温度T及恒温时长H为变化参数,设计了 30个150mm× 150mm× 150mm的立方体试块,通过高温后CSSC抗压试验获取了其相应的应力-应变曲线,并得出经历温度T和恒温时长H对CSSC的抗压强度、初始弹性模量、体积膨胀率及质量损失率的影响.研究结果表明:高温后CSSC抗压试验为劈裂破坏,试块的破坏裂缝随着经历温度的升高而劣化;CSSC抗压强度和弹性模量随着经历温度的升高而减小,T=800℃时,CSSC的抗压强度和弹性模量分别减小了 90.3％和72.2％;经历温度越高,试块质量损失率和体积膨胀率越大;拟合了高温后混凝土材料应力-应变本构模型,拟合结果与试验数据吻合较好.

    珊瑚海水海砂混凝土高温抗压性能微观分析本构关系

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