第十三屆全國(guó)爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議在西安召開(kāi)
2021年7月16日***19日，第十三屆全國(guó)爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議在陜西西安召開(kāi)。大會(huì)吸引了百余家高校和研究院所、超過(guò)1500名專家學(xué)者參加。這是歷屆爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議中參會(huì)人數(shù)多、影響范圍廣的一次會(huì)議。 本次會(huì)議由中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)爆炸力學(xué)專 業(yè)委員會(huì)主辦，西北工業(yè)大學(xué)、陜西省沖擊動(dòng)力學(xué)及工程應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)與強(qiáng)度技術(shù)重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室、沖擊動(dòng)力學(xué)及其工程應(yīng)用國(guó)際聯(lián)合研究中心共同承辦。會(huì)議旨在交流爆炸力學(xué)領(lǐng)域新研究進(jìn)展、促進(jìn)爆炸力學(xué)學(xué)科發(fā)展、繁榮爆炸力學(xué)科技事業(yè)。 大會(huì)設(shè)有1個(gè)主會(huì)場(chǎng)、25個(gè)分會(huì)場(chǎng)，每個(gè)會(huì)場(chǎng)分兩個(gè)單元。共有506個(gè)口頭報(bào)告和234份墻報(bào)交流，內(nèi)容涉及沖擊動(dòng)力學(xué)、計(jì)算爆炸力學(xué)、爆轟與爆炸加工、工程結(jié)構(gòu)抗爆與防護(hù)、爆炸沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、工業(yè)爆炸與防控技術(shù)等多個(gè)研究領(lǐng)域，來(lái)自不同單位的研究者們相互交流新的研究進(jìn)展，為爆炸力學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者和學(xué)生們提供了一個(gè)良好的交流平臺(tái)。 開(kāi)幕式由爆炸力學(xué)專 業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、華南理工大學(xué)姚小虎教授主持。西北工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)侯成義致歡迎辭并介紹了學(xué)校的相關(guān)教學(xué)科研情況。 中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)鄭曉靜院士祝賀大會(huì)的順利召開(kāi)，她表示，爆炸力學(xué)研究具有二重性，既解決工程問(wèn)題，又具有科學(xué)研究的前沿意義，希望研究者們?cè)谕瓿晒こ倘蝿?wù)的同時(shí)，也能夠回歸力學(xué)學(xué)科本質(zhì)，聚焦學(xué)科理論發(fā)展。 中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)爆炸力學(xué)專委會(huì)主任委員王成教授致辭，他強(qiáng)調(diào)爆炸力學(xué)學(xué)科是國(guó)防工業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的核心學(xué)科，希望本次會(huì)議能為做好我國(guó)爆炸力學(xué)相關(guān)研究規(guī)劃提供切實(shí)支持。 中國(guó)工程院院士謝和平教授，中國(guó)科學(xué)院院士何滿潮教授，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)魏悅廣教授，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)戴蘭宏研究員，中國(guó)兵器科學(xué)研究院總工程師肖川研究員，爆炸力學(xué)專委會(huì)副主任委員李玉龍教授、周剛研究員、周風(fēng)華教授、黃晨光研究員等出席大會(huì)。 本次大會(huì)共設(shè)9個(gè)大會(huì)邀請(qǐng)報(bào)告，分為兩個(gè)單元，分別于17日上午和18日下午舉行。謝和平院士，何滿潮院士，魏悅廣院士，肖川研究員,黃晨光研究員，中物院流體物理研究所譚福利研究員，北京理工大學(xué)陳鵬萬(wàn)教授，北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所張蕾副研究員，西北工業(yè)大學(xué)郭亞洲教授等多位全國(guó)爆炸與沖擊動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的知名專家學(xué)者應(yīng)邀做了精彩的大會(huì)報(bào)告。 謝和平院士以“工程擾動(dòng)巖石動(dòng)力學(xué)構(gòu)想與初探”為題，針對(duì)當(dāng)前重大巖石工程地應(yīng)力條件異常復(fù)雜，未充分考慮動(dòng)力擾動(dòng)與動(dòng)力響應(yīng)的作用和影響等問(wèn)題開(kāi)展研究。提出“工程擾動(dòng)巖石動(dòng)力學(xué)”新構(gòu)想，以系統(tǒng)研究重大工程在施工期和運(yùn)營(yíng)期不同工況工程擾動(dòng)下的巖石動(dòng)力學(xué)行為和規(guī)律，發(fā)展工程擾動(dòng)的巖石動(dòng)力學(xué)理論與技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)重大巖土工程全生命周期的動(dòng)力學(xué)分析和災(zāi)害防控。 何滿潮院士的報(bào)告題目是“單裂縫爆破機(jī)理及工程應(yīng)用”。主要針對(duì)單裂面劈裂巖石的工程需求，介紹了自主研發(fā)的單裂縫爆破新技術(shù)，利用巖體的耐壓怕拉特性，實(shí)現(xiàn)了單裂面瞬時(shí)切縫。應(yīng)用于地下采礦工程，有效降低了其影響范圍內(nèi)的采場(chǎng)圍巖應(yīng)力，減小工作面頂板荷載，大大增強(qiáng)了巷道的安全性?；趩瘟衙媲锌p技術(shù)的無(wú)煤柱自成巷110/N00工法實(shí)現(xiàn)了利用礦壓自動(dòng)成巷。 魏悅廣院士以“先進(jìn)熱障涂層體系的熱沖擊致災(zāi)變破壞”為主題,介紹了其新研究成果。報(bào)告以近空間飛行器熱防護(hù)材料設(shè)計(jì)和高溫發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層等相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的研究為背景，總結(jié)了先進(jìn)熱障涂層體系的熱沖擊致災(zāi)變這一極端力學(xué)問(wèn)題的研究進(jìn)展。主要報(bào)告內(nèi)容包括：極端力學(xué)環(huán)境的材料體系選取及性能表征，極端力學(xué)環(huán)境的熱-力等效分析方法，彈脆性體系的損傷災(zāi)變與跨尺度力學(xué)表征，一種極其簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)損傷災(zāi)變定義及應(yīng)用和基于內(nèi)聚力等效材料體系的損傷災(zāi)變表征等。魏院士還對(duì)該領(lǐng)域的研究方向進(jìn)行了展望。 肖川、譚福利、黃晨光、陳鵬萬(wàn)、張蕾、郭亞洲等爆炸力學(xué)領(lǐng)域?qū)W者分別作了題為“關(guān)于常規(guī)武器新質(zhì)毀傷技術(shù)發(fā)展的重大基礎(chǔ)問(wèn)題”“爆炸磁通量等熵加載實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其在氫金屬化實(shí)驗(yàn)研究中的探索”“強(qiáng)激光誘導(dǎo)的微小尺度爆炸與沖擊行為研究”“PBX炸藥的力學(xué)行為與撞擊安全性”“含能材料穩(wěn)定機(jī)理與爆轟性能量子力學(xué)研究”“電磁Hopkinson桿的研制及應(yīng)用”大會(huì)邀請(qǐng)報(bào)告。 本次大會(huì)還設(shè)立了展區(qū)，共50余家單位和《力學(xué)學(xué)報(bào)》《爆炸與沖擊》《高壓物理學(xué)報(bào)》《兵工學(xué)報(bào)》《現(xiàn)代應(yīng)用物理》等多個(gè)期刊對(duì)其爆炸力學(xué)領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了展示。 本次會(huì)議得到北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等5家國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧波大學(xué)沖擊與安全工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等12家省部級(jí)和行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/研究中心，北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所等4家研究院所，《力學(xué)學(xué)報(bào)》等9家期刊雜志社，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)力學(xué)專委會(huì)極端力學(xué)測(cè)試與裝備專 業(yè)組，以及西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院、民航學(xué)院、極端力學(xué)研究院共計(jì)36家協(xié)辦單位的大力支持。 作為爆炸力學(xué)領(lǐng)域的一次盛會(huì)，此次會(huì)議的宗旨是面向爆炸力學(xué)前沿，服務(wù)國(guó)家重大需求，為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)而奮斗！會(huì)議的成功舉辦必將促進(jìn)我國(guó)力學(xué)學(xué)科特別是爆炸力學(xué)學(xué)科的蓬勃發(fā)展，同時(shí)為我國(guó)的國(guó)防、航空航天、船舶等領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要的推動(dòng)作用。
鄭哲敏先生“外出” 了 留下奮斗一生的爆炸力學(xué)
——來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)客戶端 8月25日，我國(guó)爆炸力學(xué)的奠基人和開(kāi)拓者、中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院院士、國(guó)家高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者鄭哲敏因病在北京逝世，享年97歲。 當(dāng)天，中國(guó)科學(xué)院官方微博一條“鄭哲敏先生‘外出’了”的消息引發(fā)無(wú)數(shù)網(wǎng)友淚目，這是一位網(wǎng)友在鄭老辦公室門(mén)口所拍攝的照片，門(mén)口標(biāo)注“外出”字樣。如今，他再也回不來(lái)了，留下奮斗并鐘愛(ài)一生的爆炸力學(xué)。 中科院力學(xué)研究所當(dāng)天發(fā)訃告稱，該所原所長(zhǎng)鄭哲敏院士提出了流體彈塑性模型，促進(jìn)形成完備的爆炸力學(xué)學(xué)科體系，被廣泛應(yīng)用于地下核爆炸、穿甲破甲及鉆地核爆彈等重要國(guó)防應(yīng)用。他建立了爆炸力學(xué)的基本研究方法，為武器設(shè)計(jì)與武器效應(yīng)評(píng)估提供了力學(xué)基礎(chǔ)。他開(kāi)辟了爆炸成形、爆炸筑堤等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，解決了重大工程建設(shè)的核心難題。 1924年10月，鄭哲敏院士出生于山東省濟(jì)南市，1943年***1947年在西南聯(lián)合大學(xué)電機(jī)工程系及機(jī)械工程系學(xué)習(xí)，獲工程學(xué)學(xué)士學(xué)位。 抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的第二年，鄭哲敏所在的工學(xué)院遷回北京清華園，在那里，他遇到了自己的恩師錢(qián)偉長(zhǎng)教授，并選擇力學(xué)作為自己的終身研究方向。1948年8月，在錢(qián)偉長(zhǎng)等人的聯(lián)名推薦之下，他踏上了赴美留學(xué)的旅程，也遇到了另一位影響他一生的老師——錢(qián)學(xué)森。 “他們教了我很多科研精神、研究方法和做人的原則，讓我終身受益?！编嵳苊粼诓稍L時(shí)說(shuō)。 1955年，剛剛被美國(guó)政府解禁的鄭哲敏準(zhǔn)備起程歸國(guó)，當(dāng)時(shí)還被軟禁的錢(qián)學(xué)森叮囑他：“回國(guó)后，國(guó)家需要你干什么，你就干什么。不一定是尖端的，哪怕是測(cè)量管道水的流動(dòng)也可以做?！? 回國(guó)后，鄭哲敏根據(jù)不同時(shí)期的國(guó)家需求，一直在調(diào)整著自己的研究方向。他一生中重要的研究領(lǐng)域——爆炸力學(xué)，就是為了國(guó)家的需求而設(shè)立的。 他生前曾說(shuō)，“雖然爆炸力學(xué)是一個(gè)全新領(lǐng)域，但國(guó)家需要，我當(dāng)然義不容辭。” 科研同行這樣評(píng)價(jià)他的貢獻(xiàn)：鄭哲敏院士找到了爆炸中能量釋放的科學(xué)規(guī)律，從而“馴服”了炸藥，并利用這種威力巨大的能量，解決了很多工程難題，在爆炸領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了廣泛的應(yīng)用空間。 來(lái)自中科院力學(xué)所的資料顯示，鄭哲敏院士是我國(guó)力學(xué)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的組織者之一，作為國(guó)際理論與應(yīng)用力學(xué) 聯(lián)盟的執(zhí)委，在中外享有崇高的聲譽(yù)和影響力。他參加了新中國(guó)12年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃的制訂。他在總體把握中國(guó)力學(xué)學(xué)科發(fā)展方向的同時(shí)，積極倡導(dǎo)、組織和參與彈性力學(xué)、材料力學(xué)、環(huán)境力學(xué)、海洋工程力學(xué)、災(zāi)害力學(xué)、非線性力學(xué)等多個(gè)力學(xué)分支學(xué)科的建立和發(fā)展，為推動(dòng)中國(guó)力學(xué)事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。 面對(duì)這些榮譽(yù)和稱贊，淡泊名利的鄭哲敏，往往一笑了之。 2013年1月，鄭哲敏獲得國(guó)家高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，但就在國(guó)家高科技獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)的前一天，他是還像往常一樣，一大早就拎著包來(lái)中科院力學(xué)所上班了。 他曾說(shuō)：“我從過(guò)去走到現(xiàn)在，并沒(méi)有什么清晰的路線。但有一點(diǎn)是確定的，那就是富國(guó)強(qiáng)民的愿望?！? 鄭哲敏院士是中科院力學(xué)所第二任所長(zhǎng)，他秉承錢(qián)學(xué)森先生“工程科學(xué)”思想辦所理念。同事們對(duì)老先生的評(píng)價(jià)是，他熱愛(ài)祖國(guó)、獻(xiàn)身科研，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、淡泊名利，甘為人梯、提攜后學(xué)。 中科院力學(xué)所研究員戴蘭宏說(shuō)，上世紀(jì)90年代自己剛到力學(xué)所讀研究生，有一次鄭老與青年學(xué)生座談時(shí)就說(shuō)，有些研究人員，經(jīng)常一來(lái)就把辦公室的門(mén)關(guān)上，這樣不好，他本人就經(jīng)常把辦公室的大門(mén)打開(kāi)，便于交流。 如今，鄭哲敏辦公室的大門(mén)關(guān)上了，而這扇門(mén)的主人再也回不來(lái)了。有網(wǎng)友說(shuō)，鄭先生只是“外出”，他給中國(guó)人留下的爆炸力學(xué)還在。
我國(guó)力學(xué)工作者的部分重大研究成果簡(jiǎn)介
我國(guó)關(guān)于近代應(yīng)用力學(xué)的研究大約始于四五十年代，其中力學(xué)事業(yè)的奠基人公認(rèn)為有四個(gè)：錢(qián)學(xué)森、周培源、錢(qián)偉長(zhǎng)和郭永懷。其中錢(qián)學(xué)森被認(rèn)為是中國(guó)的“航天之父”、“火箭之父”；周培源以研究廣義相對(duì)論而出名；錢(qián)偉長(zhǎng)被打成右派，只是到晚年才擔(dān)任政協(xié)副主席而名聲日隆；郭永懷實(shí)際上是二機(jī)部第二研究院(研究原子彈的)副院長(zhǎng)，在1968年執(zhí)行公務(wù)時(shí)飛機(jī)失事而犧牲(其動(dòng)人事跡已被拍成電影)。這四個(gè)人都是加州理工學(xué)院的校友，都繼承了哥廷根學(xué)派應(yīng)用力學(xué)的傳統(tǒng)。實(shí)際上，加州理工學(xué)院是一所規(guī)模很小的學(xué)校，一直提倡精英教育。她的中國(guó)校友還有很多，例如鄭哲敏、莊逢甘、談家楨、趙忠堯、胡寧、孟昭英、唐有祺、白春禮等。 公眾對(duì)于這些人的學(xué)術(shù)了解都很膚淺，殊不知他們都是應(yīng)用力學(xué)的大師，而他們所取得的那些成績(jī)只不過(guò)是其所學(xué)力學(xué)知識(shí)的外在表現(xiàn)而已。他們已經(jīng)掌握了力學(xué)的精髓，不把力學(xué)作為一門(mén)具體的學(xué)科，而是作為方法 論，故而他們能有更多的發(fā)明創(chuàng)新。力學(xué)的邏輯嚴(yán)密性，以及能夠從工程實(shí)際和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象里面提煉模型的能力，對(duì)創(chuàng)建交叉學(xué)科具有非常重要的意義。例如錢(qián)學(xué)森提出的工程控制論、物理力學(xué)、系統(tǒng)工程，錢(qián)偉長(zhǎng)研究的燃料電池、中文信息處理，郭永懷提出的化學(xué)流體力學(xué)等，都是基于力學(xué)方法 論的新概念和新學(xué)科。有鑒于此，本文僅選取了我國(guó)力學(xué)家的幾項(xiàng)重要學(xué)術(shù)成績(jī)以評(píng)述，而這也僅僅是力學(xué)工作者所取得成果的一部分。 “中國(guó)三錢(qián)”中的兩錢(qián)，錢(qián)學(xué)森和錢(qián)偉長(zhǎng)都是搞力學(xué)研究的。錢(qián)學(xué)森回國(guó)之后擔(dān)任了火箭與航天領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)，是一位科學(xué)帥才。他能夠領(lǐng)導(dǎo)這么大的系統(tǒng)工程，其基礎(chǔ)就是應(yīng)用力學(xué)。 錢(qián)學(xué)森在力學(xué)上的主要貢獻(xiàn)有： 采用非線性理論研究了飛機(jī)金屬薄殼結(jié)構(gòu)非線性屈曲； 研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)了火箭助推起飛裝置(JATO)，提出了火箭旅客飛機(jī)、核火箭、行星際飛行、天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)等概念； 創(chuàng)建了《工程控制論》，把設(shè)計(jì)穩(wěn)定與制導(dǎo)系統(tǒng)這類工程技術(shù)實(shí)踐作為主要研究對(duì)象； 提出物理力學(xué)概念，主張從物質(zhì)的微觀規(guī)律確定其宏觀力學(xué)特性，改變過(guò)去只靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定力學(xué)性質(zhì)的方法； 卡門(mén)-錢(qián)近似公式，即飛機(jī)速度接近聲速時(shí)，空氣的可壓縮性對(duì)機(jī)翼和機(jī)身的升力有多大影響。 錢(qián)偉長(zhǎng)的力學(xué)貢獻(xiàn)主要有： 彈性薄板的內(nèi)稟理論一文中，提出的扁殼的非線性方程組被稱為錢(qián)偉長(zhǎng)方程； 廣義變分原理的拉格朗日乘子算法，該工作1964年投稿被拒，結(jié)果被日本鷲津久一郎搶先發(fā)表； 運(yùn)用攝動(dòng)法求解薄板的大撓度方程，被稱為錢(qián)偉長(zhǎng)方法； 流體力學(xué)的變分原理； 圓柱體的扭轉(zhuǎn)，是彈性力學(xué)方面的經(jīng)典成果；(6)圓環(huán)殼的一般解;(7)研究穿甲力學(xué)，目的是為了研究當(dāng)時(shí)珍寶島打仗時(shí)候坦克的穿甲問(wèn)題。 胡海昌，是錢(qián)偉長(zhǎng)早年的研究生和助手，主要貢獻(xiàn)在于廣義變分原理。這個(gè)原理已經(jīng)是彈性力學(xué)教材必講的一章，被稱為“胡海昌-鷲津久一郎變分原理”。以中國(guó)人名命名的定理，目前尚不多見(jiàn)。 周培源，湍流計(jì)算模式的奠基人，曾追隨愛(ài)因斯坦和海森堡學(xué)習(xí)相對(duì)論。他奠定了湍流模式理論的基礎(chǔ)，在國(guó)際上形成了一個(gè)流派，對(duì)推動(dòng)流體力學(xué)研究產(chǎn)生了巨大影響?！霸谕牧黝I(lǐng)域，他被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)模式之父”、“在這一代人中，在流體力學(xué)中***少有來(lái)自四個(gè)不同國(guó)家的四位巨人，他們以自己的方法在國(guó)內(nèi)和國(guó)外造成很大的影響，既是由于他們對(duì)流體力學(xué)的貢獻(xiàn)，也由于他們提供的智力和領(lǐng)導(dǎo)，在每一個(gè)國(guó)家，那些非凡的后繼者在流體力學(xué)中的出色的工作者都可以追蹤為這些巨人的學(xué)術(shù)繼承人。我所說(shuō)的四位巨人是：美國(guó)的馮卡門(mén)，前蘇聯(lián)的柯?tīng)柲缏宸?，英?guó)的泰勒，和中國(guó)的周培源?！?湍流專家Lumley語(yǔ))。 郭永懷，發(fā)現(xiàn)了上臨界馬赫數(shù)，發(fā)展了奇異攝動(dòng)理論中的變形坐標(biāo)法，即國(guó)際上公認(rèn)的PLK(Poincare-Lighthill-Kuo)方法。他倡導(dǎo)了我國(guó)的高超聲速流、電磁流體力學(xué)、爆炸力學(xué)的研究。 錢(qián)令希，專長(zhǎng)于結(jié)構(gòu)力學(xué)和計(jì)算力學(xué)。1950年，發(fā)表論文《余能理論》，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)力學(xué)工作者對(duì)變分原理的研究。70年代，提倡結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論和計(jì)算力學(xué)，已被廣泛地運(yùn)用到土木建筑、橋梁、造船、航天、機(jī)械制造等多個(gè)領(lǐng)域。60年代初，研究核潛艇研究殼體的強(qiáng)度、開(kāi)孔和穩(wěn)定問(wèn)題。70年代，牽頭承擔(dān)了我國(guó)現(xiàn)代化的原油輸出港——大連新港主體工程的設(shè)計(jì)任務(wù)，提出了“百米跨度空腹桁架全焊接鋼棧橋”的方案。 張維是雙院士，提倡力學(xué)與工程實(shí)際相結(jié)合。他求得了薄壁圓環(huán)殼的漸進(jìn)解，求得了比較完整的承受任意荷載環(huán)殼、彎管的精確解，同時(shí)進(jìn)行圓環(huán)殼幾何非線性、屈曲及后屈曲特性的研究，并注重對(duì)環(huán)殼在彈性元件、轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)以及波紋管膨脹節(jié)的應(yīng)用，提倡在我國(guó)推廣輕型薄殼結(jié)構(gòu)和普及殼體理論。 鄭哲敏，雙院士，應(yīng)用力學(xué)專家。在爆炸力學(xué)方面，提出了流體彈塑性模型，先后解決了穿甲和破甲相似律、破甲機(jī)理、穿甲簡(jiǎn)化理論和射流穩(wěn)定性等一系列問(wèn)題。對(duì)煤和瓦斯突出進(jìn)行了力學(xué)分析。對(duì)金屬斷裂機(jī)制和絕熱剪切帶的形成和演化都提出了新的模型和理論。 黃克智，與其研究生高玉臣一起提出了“高黃解”，解決了冪硬化材料的裂紋擴(kuò)展問(wèn)題，進(jìn)行過(guò)壓力容器和管板換熱器的力學(xué)分析，塑性力學(xué)和微納米力學(xué)的研究。 俞茂宏，提出了雙剪切理論和統(tǒng)一強(qiáng)度理論，已被廣泛應(yīng)用于工程力學(xué)、材料力學(xué)、塑性力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、金屬力學(xué)、巖土塑性力學(xué)以及土木工程、水利工程、巖土工程、機(jī)械、軍工等工程問(wèn)題的研究。 鐘萬(wàn)勰，提出了彈性力學(xué)求解的新對(duì)偶體系、精細(xì)積分法、參變量變分原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)與優(yōu)控制的模擬關(guān)系、極限分析等。 白以龍，建立了熱塑剪切模型方程及變形局部化演化的一系列新結(jié)論，被國(guó)際一些實(shí)驗(yàn)室證實(shí)和文獻(xiàn)引用，稱為“白模型”，“白判據(jù)”。在材料的跨尺度破壞等力學(xué)問(wèn)題方面有所建樹(shù)。 王仁，塑性力學(xué)的滑移線理論，沖擊載荷下結(jié)構(gòu)的塑性動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)態(tài)屈曲問(wèn)題，計(jì)算了丟球構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)地震應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬和地震危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)，將斷裂力學(xué)應(yīng)用于巖石破壞機(jī)理。
超高溫系統(tǒng)與中國(guó)高超音速飛行器
日前，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院總環(huán)部在空間環(huán)境模擬容器內(nèi)真空冷黑環(huán)境下，利用自研超高溫模擬系統(tǒng)成功將試驗(yàn)件加熱***1850℃，實(shí)現(xiàn)了航天器真空熱試驗(yàn)超高溫模擬技術(shù)方面的重大突破。這一試驗(yàn)技術(shù)的突破，將開(kāi)拓高超音速飛行器地面高溫高熱流模擬試驗(yàn)的技術(shù)途徑，為高超音速飛行器的研制試驗(yàn)提供技術(shù)支持。特別是隨著我國(guó)在深空探測(cè)、高超聲速飛行器等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)飛行器及其部件需要結(jié)合太空環(huán)境或高空低氣壓環(huán)境進(jìn)行的超高溫地面考核試驗(yàn)有著明確的需求。 當(dāng)然在超音速飛行器領(lǐng)域，除了超高溫模擬系統(tǒng)，另一更為“底層”基礎(chǔ)的地面模擬系統(tǒng)就是風(fēng)洞。在這方面，通過(guò)2012年6月《科技日?qǐng)?bào)》的一篇報(bào)道我們可以管窺一斑。該報(bào)在報(bào)道我國(guó)錢(qián)學(xué)森工程科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地時(shí)稱，我國(guó)在北京市懷柔區(qū)建設(shè)了復(fù)現(xiàn)2540千米高空的高超音速飛行條件的大型風(fēng)洞。世界同類型中的大風(fēng)洞，可以模擬5馬赫***9馬赫之間的飛行條件，溫度可達(dá)3 000℃左右。高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)需要的實(shí)驗(yàn)時(shí)間***少需要60-70毫秒，該風(fēng)洞已經(jīng)能做到100毫秒，而國(guó)外的相關(guān)風(fēng)洞大約只有30毫秒。該風(fēng)洞噴管直徑和實(shí)驗(yàn)艙直徑都明顯優(yōu)于國(guó)外同類風(fēng)洞。此外，該實(shí)驗(yàn)基地還建有高超實(shí)驗(yàn)室、超燃實(shí)驗(yàn)室、燃燒實(shí)驗(yàn)室、等離子實(shí)驗(yàn)室等。這些與高超音速飛行器領(lǐng)域配套的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，表明著我國(guó)早已緊盯高精尖技術(shù)前沿，致力于高超音速飛行器的研究。那么，近年來(lái)在此領(lǐng)域以WU-14、“神龍”為代表的高超音速的試射實(shí)屬自然。 熱防護(hù)技術(shù)及材料選是高超音速飛行的基礎(chǔ) 當(dāng)飛行器以高超音速在大氣中飛行時(shí)，氣動(dòng)加熱嚴(yán)重。當(dāng)飛行速度達(dá)到8馬赫時(shí)，飛行器的頭錐部位溫度可達(dá)1800℃，其它部位的溫度也將在600℃以上。因此設(shè)計(jì)合適的熱載荷管理系統(tǒng)成為必須。此前的太空“穿梭”航天器，航天飛機(jī)的熱效應(yīng)主要是集中在升空和再入階段，時(shí)間相對(duì)有限，在熱防護(hù)上是以隔離為主，機(jī)體材料可選余地較大。但高超音速飛行器在大氣層內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間飛行，摩擦熱集中在機(jī)體的前端和翼面前緣，氣動(dòng)加熱持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)比航天器要長(zhǎng)，若沒(méi)有有效的溫度控制手段將無(wú)法保證結(jié)構(gòu)安全，也無(wú)法保證機(jī)體內(nèi)部設(shè)備的工作環(huán)境。對(duì)于熱防護(hù)首先就是材料的選擇，選用長(zhǎng)壽命、耐高溫、抗腐蝕、高強(qiáng)度、低密度的輕質(zhì)材料。目前研制的和可能采用的新材料主要有輕金屬材料、金屬基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳-碳復(fù)合材料等。 只不過(guò)高超音速飛行器，與空氣的摩擦熱量實(shí)在是太大，對(duì)飛行器的材料與結(jié)構(gòu)的選擇實(shí)在是巨大難題。機(jī)體材料很可能因溫度的飆升發(fā)生著膨脹形變，加之機(jī)體內(nèi)不同材料的膨脹系數(shù)不同，形變程度又有著差別。這細(xì)微的形變隨之可能引發(fā)高速飛行的飛行器的氣動(dòng)控制的改變、機(jī)體的振動(dòng)乃***解體。目前在美國(guó)多數(shù)高超音速飛行器的頭部多采用鎢基材料，但這種較高價(jià)值的金屬材料，隨之引發(fā)的就是成本的居高不下，對(duì)于未來(lái)的武器化、大范圍的裝備又會(huì)是不小的障礙。對(duì)于層出不窮的復(fù)合材料，在新材料的設(shè)計(jì)與加工都還有這加工難度的問(wèn)題，就像在美國(guó)“獵鷹”的試驗(yàn)計(jì)劃中多次推遲的原因就有碳基殼體材料出現(xiàn)了剝離問(wèn)題，研制人員不得不改進(jìn)工藝來(lái)使材料更易制造和性能穩(wěn)定。 在基礎(chǔ)材料之外，高超音速飛行器還必須在飛行器的總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮熱防護(hù)因素，采用主動(dòng)降溫技術(shù)措施。比如，在X-51A上，不僅有著結(jié)構(gòu)熱防護(hù)措施，又將燃料作為結(jié)構(gòu)散熱的載體，在熱交換器內(nèi)流動(dòng)后帶走發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量承擔(dān)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱的作用。在高溫段吸熱后的燃料裂解成低分子產(chǎn)物，循環(huán)到超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)后更適合工作要求。消耗，利用燃料循環(huán)系統(tǒng)作為外殼持續(xù)降溫的手段。正是隔熱層、耐熱結(jié)構(gòu)材料，降低熱流，減少熱應(yīng)力、熱傳送和熱冷卻等多項(xiàng)措施的全面綜合采用，才有熱防護(hù)問(wèn)題的解決可能，才有飛行器向高超音速的沖刺。
關(guān)于一維平面彈性應(yīng)力波的傳播桿件條件
1、在霍普金森試驗(yàn)應(yīng)用中，入射桿和透射桿必須保持彈性形變過(guò)程，且高度同軸線（有效接觸面積95%以上），以使表面應(yīng)變與桿內(nèi)應(yīng)力線性相關(guān)及可將彈性應(yīng)力波理論準(zhǔn)確獲得應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)，用霍普金森專用模型分析處理。 2、因?yàn)樽矒魲U速度的上限由桿件的屈服強(qiáng)度直接決定，優(yōu)選高強(qiáng)度（高屈服強(qiáng)度）材料作為桿材料，并進(jìn)行滲氮（必要時(shí)碳氮共滲）等熱處理獲得滿足霍普金森試驗(yàn)要求的苛刻力學(xué)性能桿件。 3、霍普金森是一種表征在高應(yīng)變率下（100-1000Hz）變形的材料心力學(xué)設(shè)備，桿件是在試驗(yàn)過(guò)程中收到反復(fù)沖擊，高屈服強(qiáng)度和熱處理硬度特性在確保獲得準(zhǔn)確的彈性盈應(yīng)力波的同時(shí)，大大提高桿件的使用壽命，降低試驗(yàn)成本。
關(guān)于脆性材料應(yīng)力集中情形及應(yīng)對(duì)措施
1、脆性材料是霍普金森測(cè)試研究主要對(duì)象之一，如陶瓷、玻璃、巖石、混凝土和一些復(fù)合材料等都是脆性材料。脆性材料不會(huì)產(chǎn)生局部屈服，這使得其一手應(yīng)力集中的影響。 2、試件加載面的平面度和平，我公司多年研制的專用制樣系統(tǒng)，可以很好滿足加工要求。 3、桿洗的同軸度低，導(dǎo)致端面不平行，因此即使試件的加工精度好也會(huì)在試件邊緣產(chǎn)生應(yīng)力集中。我公司行度精度不高會(huì)造成局部屈服，因此脆性材料試件加工公差要求非?？量?，達(dá)到4級(jí)以上研制的多 維度定位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以快速準(zhǔn)確的調(diào)整超長(zhǎng)桿件間的通軸度。 4、直徑小但更硬的脆性材料試件在入射桿加載時(shí)，如碳化物或氮化鋁試件等。
一維彈性應(yīng)力波的產(chǎn)生機(jī)理問(wèn)題探究
1、當(dāng)材料受到瞬間作用的沖擊載荷時(shí)，其變形和應(yīng)力不會(huì)立即傳播到物體的全部，因?yàn)樵谝欢〞r(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)端還沒(méi)有受到擾動(dòng)。物體內(nèi)的變形和應(yīng)力是以一次貨多次的應(yīng)力擾動(dòng)形式通過(guò)材料傳播的。從沖擊作用處產(chǎn)生的材料內(nèi)傳播的速度是有限的，它和材料的特性有關(guān)。 2、在波的傳播中，必須考慮兩種速度：一種是擾動(dòng)的傳播速度，一種是指質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)速度。