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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

    LDV辅助下的全场振动测量(1):3D-DIC测量分辨率提升方法

    傅愉翁洁纯郜泽仁陈冰...
    389-398页
    查看更多>>摘要：进入21世纪之后,随着计算机处理能力的快速提升,基于高速相机的三维数字图像相关(3D-DIC)测振技术开始逐步被应用于不同的科研和工程领域.其优点是能实现全场振动测量,对测量环境的要求比较低,但在时间采样率和测量分辨率上无法满足大部分的振动测量需求.另外一类成熟的振动测量方法是基于单像素光电探测器的激光多普勒测振技术(LDV),这类基于干涉的测量技术具有极高的时间采样率和测量分辨率,测量时对隔振要求也不高,但主要的问题是在空间域上只能实现单点或者少量稀疏点的测量.激光多普勒测振技术在应对稳态振动时,虽然可以采用扫描的方式,但受限于设备的光学景深,扫描范围非常有限,其空间采样率远不如基于图像的方法.本文提出了一种新型的振动测量方法,即利用LDV辅助3D-DIC实现全场振动测量,利用两者各自在测量分辨率和全场测量上的优势,从硬件和数据处理两个方面提升全场3D-DIC的振动测量分辨率,由特征尺寸的10-4量级提升至10-6～10-7量级.所提方法在采用普通帧率相机和没有隔振措施的情况下仍然可以实现干涉量级的全场振动测量,满足大部分结构振动测量的需求.

    振动测量数字图像相关全场测量激光多普勒测振技术

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    基于深度学习的黏钢构件黏接层损伤识别方法

    夏桂然魏敦涛刘泽佳周立成...
    399-412页
    查看更多>>摘要：由于传统的黏钢加固结构检测方法过分依赖于人工观察和经验判断,其结果容易受到检测人员主观因素的影响.为了提高黏钢结构黏接层损伤检测的准确性、可靠性,本文提出了一种基于深度学习的黏钢构件黏接层损伤识别方法.首先,通过黏钢构件超声检测实验验证了有限元模型的有效性,并在此基础上生成大量损伤工况下的超声时程响应数据;随后,将不同工况下的超声时程响应作为深度学习模型的输入,分别对黏钢构件黏接层进行损伤分类、缺陷大小和位置识别,以及老化程度的定量识别;最后,比较和分析了 BiLSTM、BiGRU和1D-CNN模型在各个识别任务下的准确率和鲁棒性,并以此为依据建立了基于深度学习的黏钢构件黏接层损伤识别方法.结果表明:所选用的3种模型均能精准实现损伤类型的区分,准确率达到100％;在20dB强噪声条件下,BiLSTM模型在2种缺陷定量精度需求和1种缺陷定位精度需求中,准确率仍分别可达93.33％、86.48％和73.31％;而在相同噪声条件下,1D-CNN模型在3种老化程度检测精度需求下,准确率仍分别可达93.95％、88.09％和79.85％.

    深度学习黏钢加固结构超声检测损伤识别

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    基于数字体积相关的应变先验损伤识别方法

    仓娇青肖宇苏勇王鸿翰...
    413-422页
    查看更多>>摘要：研究材料内部的破坏失效过程,揭示内部损伤演化机制,是预防断裂失效的关键.计算机断层扫描技术(Computed tomography,CT)可以进行内部损伤演化过程的三维表征,为研究材料内部损伤演化机制提供支撑.然而CT图像中损伤演化的定量识别提取,面临着损伤特征弱信号被图像中复杂结构信号湮没的难题.本文提出引入力学参量引导神经网络的思路,将基于数字体积相关(Digital volume correlation,DVC)获得的三维应变场作为力学参量先验信息,引导并约束网络训练,从而实现裂纹的识别提取.通过实际CT实验数据定量评价并验证了该方法可以提高微小裂纹识别精确率,减少识别错误率.

    CT图像数字体积相关应变内部损伤识别神经网络

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    负泊松比多孔移植结构拉胀性能研究及应用

    李华彬纪小刚孙榕徐林龙...
    423-433页
    查看更多>>摘要：为确定不同辅助切口对皮肤移植拉胀性能的影响,开展了多孔移植结构拉胀性能与应用研究.首先,引入三角形和正方形单元,通过单元的旋转迁移与节点耦合构建了不同单元夹角的移植结构;接着,搭建数字图像相关法的拉胀实验系统,对制备的各类移植结构进行拉伸扩张实验研究;然后,根据拉胀应变测量结果建立了以等效泊松比为拉胀参量的表征方法,并以拉伸应力及等效泊松比为评价指标,筛选出拉胀性能最优的移植结构;最后,将最优切口移植结构运用于患者手部创面实例,并与传统无切口结构进行皮肤移植运用对比,验证了辅助切口对皮肤移植拉胀减张的有效性.结果表明,三角形移植结构拉胀性能明显优于正方形移植结构,随着单元夹角增大,2类结构的拉胀性能均呈下降趋势;选取的0°三角形单元移植结构在手部创面移植运用中具有更好的拉胀减张特性,皮肤缝合后产生的缝合应力最小.

    皮肤移植负泊松比多孔结构数字图像相关法

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    高热流密度下微纳表面过冷流动沸腾传热特性

    黄桓淳黄生洪周展如
    434-442页
    查看更多>>摘要：微纳结构表面的强化传热技术在高热流密度的电子设备和托卡马克偏滤器等冷却系统中有很大的应用潜能.微纳表面过冷流动沸腾传热过程复杂,其传热特性的影响因素及其影响机制尚不明确,因此限制了微纳表面的广泛应用.针对这一问题,对3种不同结构的微纳表面开展了水的过冷流动沸腾实验研究,实验条件如下:压力为0.5MPa、1MPa与1.5MPa,流速为1m/s、3m/s 与 5m/s,入口过冷度为 303K、313K 与 323K,热流密度为 3.4MW/m2～13.1 MW/m2.基于实验得到的530组过冷流动沸腾传热实验数据,评估了现有文献中的25个流动沸腾传热系数经验关系式,表现最好的公式是Kutateladz公式,其平均绝对误差为22.2％.评估结果可为微纳表面强化传热技术在冷却系统中的应用提供参考.

    微纳复合结构表面过冷流动沸腾传热系数经验关系式

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    一种改进的金属薄板面内压缩试验方法

    李庆磊周平翟彦博熊维清...
    443-453页
    查看更多>>摘要：针对金属薄板在面内压缩力学性能测试过程中容易出现的屈曲失效问题,本文提出了一种改进的试验方法,该方法通过在哑铃状试样表面加工浅槽,利用其自平衡原理去抑制试样的过早屈曲变形.首先,对以往试验工装与压缩试样进行了优化设计,并通过理论分析与仿真分析相结合的方式证明了该方法的可行性与普适性.然后,对4种不同类型的轻质金属薄板进行单向拉伸与压缩试验,比较了各自拉伸与压缩时力学性能的差异.结果表明,该试验方法能够有效抑制试样的过早屈曲变形,从而获得较大的面内压缩变形,并且可以使用数字图像相关法测量试样在长度与宽度方向上的应变,进而精确计算出板材压缩时的厚向异性系数.

    金属薄板面内压缩力学性能测试自平衡原理数字图像相关法

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    盐浸-冻融-紫外线三因素影响下寒区混凝土坝强震损伤研究

    张宇张雪王舒王铭明...
    454-462页
    查看更多>>摘要：为研究盐浸、冻融循环和紫外线辐照耦合作用对寒区混凝土坝的强震损伤影响,进行了三因素循环作用下的混凝土性能劣化试验和高坝抗震性能分析.根据盐浸分析结果配制高浓度盐浸液体,并根据实际情况确定冻融循环次数和紫外线辐射量,揭示盐浸-冻融-紫外线三因素与混凝土材料性能劣化之间的关联性规律;以此为基础,数值分析三因素对坝体强震破坏的影响.结果表明:恶劣环境下,混凝土材料在物理结晶膨胀破坏和化学侵蚀的相互作用下,材料性能劣化不断加深;发生强震时,盐浸-冻融-紫外线三因素改变了高坝的失效模式,降低了高坝的整体抗震性能.上述研究结果有助于深入了解恶劣环境对坝体材料力学性能的影响,并可为寒区水工结构抗震设计提供依据.

    混凝土坝寒区盐浸冻融循环紫外线抗震性能

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    组合岩梁弯曲变形和能量演化试验研究

    宋义敏张苑玉邓文良赵亚周...
    463-473页
    查看更多>>摘要：煤系地层沉积界面多,形成多层层状岩体结构,层状岩体结构受弯致震是采矿工程中矿震发生的主要原因,研究界面黏结状态对层状岩体结构的变形和能量演化规律,有助于深入认识层状岩体变形破坏规律及矿震发生机理.本文选取黏结和无黏结2种界面组合形式的双层岩梁试件,采用四点弯曲加载实验方法,以数字图像相关方法作为实验加载全过程的观测手段,开展组合岩梁弯曲变形和能量演化实验研究,对比分析2种界面组合形式岩梁的承载力、层间滑动、能量演化特征,探究层状岩体弯曲致震机理.研究结果表明:(1)无黏结组合岩梁破坏以单个岩梁依次断裂的组合破坏方式进行,承载力曲线表现为双峰值曲线;黏结组合梁破坏以整梁一次断裂的破坏方式进行,承载力曲线表现为单峰值曲线.(2)无黏结组合岩梁层间滑动位移和拉伸位移均随着载荷增加而增大,黏结组合岩梁加载过程中的层间滑动位移和拉伸位移变化较小.(3)无黏结组合岩梁和黏结组合岩梁的能量积聚和释放特征不同,无黏结组合岩梁积聚的变形能较小,以单梁依次破坏方式多次释放能量,黏结组合岩梁积聚的变形能较大,以整梁一次性破坏方式释放能量.

    矿震组合岩梁弯曲变形变形破坏能量演化

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    带风嘴π型组合梁断面涡振性能试验及抑振机理研究

    李春光黄笑韩艳颜仲良...
    474-484页
    查看更多>>摘要：为研究带风嘴π型叠合梁断面涡激振动性能,基于某在建斜拉桥工程的设计方案,通过1∶50缩尺比刚性节段模型自由悬挂风洞试验,测试了不同工况下π型梁的涡振性能,并对上、下稳定板及组合稳定板措施的抑振效果进行了研究.进一步采用SST k-ω湍流模型,模拟了原断面和推荐措施下π型梁断面周围的流场特性,并结合绕流涡量演化图探讨了涡振抑制机理.研究结果表明:原断面在5种风攻角状态下均发生明显竖向涡激振动,且+5°攻角竖向幅值超过规范允许振幅.设置与边主梁等高的下中央稳定板明显降低了涡激振动响应,主梁涡振性能随着下中央稳定板高度的增加先提升后降低.

    π型主梁断面风洞试验涡振性能气动措施

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    金刚石串珠绳锯切割受载煤体试验装置的研制及受力分析

    钱运来李树清吕晨辉黄飞...
    485-494页
    查看更多>>摘要：为解决传统金刚石串珠绳锯切割试验系统难以同时满足试件受载和锯切力测量的问题,研制了一种金刚石串珠绳锯切割受载煤体的试验装置.该装置可对受载试件实现垂直向下连续切割(进给速度0～20mm/min、线速度0～10m/s、侧向加载系统可对受载试块施加0～500kN的载荷).通过分析该试验装置切割前及切割过程中串珠绳锯的受力特点,给出了金刚石串珠绳锯加工过程中串珠绳锯绳长和张紧力的计算公式,建立了绳锯切割受载煤体的锯切力模型,经过验证,该锯切力模型得到的锯切力与传统装置测量的锯切力基本吻合.通过对该装置进行测试,结果表明:使用初始绳长为5666mm、直径分别为4.0mm和7.3mm的串珠绳锯以进给速度5mm/min、线速度4m/s对受载煤体进行切割时,串珠绳锯的张紧力分别为609.0N、1270.2N,法向锯切力分别为33.4N、187.6N,切向锯切力分别为20.8N、108.0N.

    串珠绳锯切割受载煤体试验装置受力分析锯切力

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