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飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)

包郵 飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)

作者：王彬文
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2023-01-01
開本： B5 頁(yè)數(shù)： 320
中 圖 價(jià):¥122.4(6.8折) 定價(jià)  ¥180.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué) 版權(quán)信息

  • ISBN：9787030736239
  • 條形碼：9787030736239 ; 978-7-03-073623-9
  • 裝幀：一般膠版紙
  • 冊(cè)數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)是以飛行器結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，以服役載荷為輸入，通過載荷模擬、協(xié)調(diào)控制、同步測(cè)量和數(shù)據(jù)處理等手段，進(jìn)行力學(xué)性能和響應(yīng)表征研究的一門技術(shù)科學(xué)，是航空宇航科學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)研究和新型飛行器研制的主要科學(xué)支撐。本書集科學(xué)知識(shí)重構(gòu)和工程技術(shù)創(chuàng)新于一體，從靜、動(dòng)、疲勞、熱、聲和環(huán)境專業(yè)出發(fā)，對(duì)標(biāo)規(guī)范要求，細(xì)分實(shí)驗(yàn)載荷，深入理論基礎(chǔ)，詳述計(jì)算方法，強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)技術(shù)，簡(jiǎn)化載荷模擬，統(tǒng)籌工程技術(shù)和科學(xué)內(nèi)涵，系統(tǒng)全面的描述了現(xiàn)代飛行器強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)理論與方法，包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容，是航空宇航科學(xué)技術(shù)專業(yè)和實(shí)驗(yàn)力學(xué)交叉融合的創(chuàng)新型學(xué)術(shù)專著。

飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué) 目錄

目錄
第1章緒論
1.1力學(xué)的起源與發(fā)展001
1.2實(shí)驗(yàn)力學(xué)的內(nèi)涵與外延002
1.3飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)的任務(wù)與挑戰(zhàn)003
參考文獻(xiàn)005
第2章飛行器力學(xué)問題
2.1力學(xué)與飛行器007
2.2飛行器力學(xué)問題008
2.2.1飛行器靜力學(xué)問題008
2.2.2飛行器動(dòng)力學(xué)問題008
2.2.3飛行器疲勞問題010
2.2.4飛行器高溫力學(xué)問題011
2.2.5飛行器噪聲問題011
2.2.6飛行器環(huán)境適應(yīng)性問題012
2.3規(guī)范要求012
2.3.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度規(guī)范要求013
2.3.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度規(guī)范要求015
2.3.3飛機(jī)結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)度規(guī)范要求018
2.3.4飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度規(guī)范要求019
2.3.5飛機(jī)結(jié)構(gòu)噪聲強(qiáng)度規(guī)范要求023
2.3.6飛機(jī)結(jié)構(gòu)環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)規(guī)范要求024
2.4飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)的內(nèi)涵025
2.4.1飛行器結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的分類026
2.4.2靜力實(shí)驗(yàn)027
2.4.3動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)027
2.4.4熱強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)028
2.4.5疲勞實(shí)驗(yàn)029
2.4.6噪聲實(shí)驗(yàn)030
2.4.7氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)030
2.4.8實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)031
第3章飛行器靜載荷
3.1過載系數(shù)032
3.1.1作用在飛行器的靜載荷032
3.1.2過載系數(shù)的概念033
3.1.3典型飛行情況的過載計(jì)算034
3.2飛機(jī)的靜載荷計(jì)算036
3.2.1飛行載荷情況036
3.2.2飛行載荷計(jì)算的原始數(shù)據(jù)042
3.2.3飛行載荷計(jì)算一般步驟043
3.3導(dǎo)彈（火箭）的靜載荷計(jì)算044
3.3.1導(dǎo)彈（火箭）的設(shè)計(jì)情況044
3.3.2靜載荷計(jì)算的一般方法051
3.3.3導(dǎo)彈（火箭）體內(nèi)力計(jì)算053
3.4靜力實(shí)驗(yàn)載荷模擬056
3.4.1實(shí)驗(yàn)載荷處理方法056
3.4.2實(shí)驗(yàn)加載方法057
3.4.3實(shí)驗(yàn)控制方法060
3.4.4實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法060
參考文獻(xiàn)062
第4章飛行器動(dòng)載荷
4.1振動(dòng)載荷063
4.1.1動(dòng)載荷識(shí)別法065
4.1.2直接測(cè)量歸納法067
4.1.3計(jì)算法068
4.1.4工程經(jīng)驗(yàn)預(yù)計(jì)法069
4.2沖擊載荷072
4.2.1墜撞載荷（著陸）072
4.2.2著水載荷074
4.2.3離散源沖擊載荷076
4.2.4外掛物投放和武器發(fā)射載荷080
4.2.5戰(zhàn)傷載荷081
4.2.6起落架動(dòng)載荷082
4.3動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷模擬083
4.3.1振動(dòng)實(shí)驗(yàn)載荷模擬083
4.3.2沖擊實(shí)驗(yàn)載荷模擬086
參考文獻(xiàn)098
第5章飛行器疲勞載荷
5.1疲勞載荷及載荷譜101
5.1.1疲勞載荷源101
5.1.2飛機(jī)疲勞載荷譜及其編制方法104
5.2基于疲勞過程兩階理論的設(shè)計(jì)方法107
5.2.1安全壽命設(shè)計(jì)107
5.2.2損傷容限設(shè)計(jì)111
5.2.3耐久性設(shè)計(jì)116
5.2.4可靠性設(shè)計(jì)119
5.3特殊環(huán)境下的疲勞問題121
5.3.1腐蝕疲勞121
5.3.2擦傷疲勞122
5.3.3高溫疲勞和低溫疲勞122
5.3.4聲疲勞123
5.3.5熱疲勞124
5.4疲勞實(shí)驗(yàn)載荷模擬124
5.4.1實(shí)驗(yàn)載荷處理方法124
5.4.2載荷施加方法126
5.4.3實(shí)驗(yàn)控制方法127
5.4.4實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法127
5.4.5無損檢測(cè)方法127
參考文獻(xiàn)129
第6章飛行器熱環(huán)境
6.1熱環(huán)境基礎(chǔ)理論131
6.2熱分布132
6.2.1熱分布工程計(jì)算方法132
6.2.2熱分布數(shù)值計(jì)算方法133
6.3熱防護(hù)134
6.3.1飛行器結(jié)構(gòu)傳熱及溫度場(chǎng)計(jì)算134
6.3.2飛行器結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力與變形135
6.4熱管理137
6.5熱布局138
6.5.1基本設(shè)計(jì)要求與主要布局形式139
6.5.2氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)優(yōu)化方法139
6.6熱強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)載荷模擬140
6.6.1實(shí)驗(yàn)熱載荷處理141
6.6.2實(shí)驗(yàn)載荷施加方法142
6.6.3熱環(huán)境控制技術(shù)146
參考文獻(xiàn)148
第7章飛行器聲環(huán)境
7.1氣動(dòng)噪聲原理149
7.1.1聲波方程149
7.1.2聲源方程151
7.2飛行器噪聲源155
7.2.1機(jī)體噪聲155
7.2.2螺旋槳噪聲159
7.2.3風(fēng)扇噪聲160
7.2.4其他噪聲源161
7.3飛行器噪聲控制162
7.3.1噪聲主動(dòng)控制的原理163
7.3.2噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)組成164
7.3.3噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用165
7.4噪聲實(shí)驗(yàn)載荷模擬165
7.4.1實(shí)驗(yàn)載荷處理方法165
7.4.2實(shí)驗(yàn)載荷加載方法167
7.4.3實(shí)驗(yàn)載荷測(cè)控方法170
參考文獻(xiàn)170
第8章飛行器氣候環(huán)境
8.1溫度環(huán)境173
8.1.1高溫環(huán)境173
8.1.2低溫環(huán)境174
8.1.3溫度沖擊174
8.2濕熱環(huán)境174
8.3太陽(yáng)輻射環(huán)境175
8.4降雨環(huán)境177
8.5降/揚(yáng)雪環(huán)境177
8.6積冰/凍雨環(huán)境178
8.7氣候環(huán)境載荷模擬179
8.7.1環(huán)境應(yīng)力水平確定原則179
8.7.2溫度環(huán)境模擬179
8.7.3濕熱環(huán)境模擬183
8.7.4太陽(yáng)輻射環(huán)境模擬184
8.7.5結(jié)冰環(huán)境模擬184
參考文獻(xiàn)186
第9章電測(cè)法
9.1電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造與工作原理187
9.1.1電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造187
9.1.2電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理188
9.2測(cè)量電路原理與設(shè)備189
9.2.1直流電橋189
9.2.2電橋的平衡192
9.2.3半橋測(cè)量和全橋測(cè)量193
9.2.4靜態(tài)電阻應(yīng)變儀194
9.2.5動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀195
9.3測(cè)量電橋的特性及應(yīng)用197
9.3.1測(cè)量電橋的基本特性與溫度補(bǔ)償197
9.3.2測(cè)量電橋的接線方法198
9.3.3測(cè)量電橋的應(yīng)用204
參考文獻(xiàn)208
第10章光測(cè)法
10.1光測(cè)彈性學(xué)方法210
10.1.1平面偏振光
的光彈性效應(yīng)210
10.1.2圓偏振光的光彈性效應(yīng)213
10.2平面云紋法216
10.3全息干涉法221
10.3.1激光全息照相221
10.3.2測(cè)量振動(dòng)的全息干涉術(shù)——時(shí)間平均法223
10.4激光散斑干涉法227
10.4.1激光散斑的物理性質(zhì)227
10.4.2單光束散斑干涉法228
10.5數(shù)字圖像相關(guān)法230
10.5.1基本原理230
10.5.2數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案231
10.5.3數(shù)字圖像相關(guān)法優(yōu)缺點(diǎn)232
10.5.4應(yīng)用實(shí)例232
10.6微拉曼光譜法235
10.6.1測(cè)量原理235
10.6.2實(shí)驗(yàn)的主要流程239
10.6.3應(yīng)用實(shí)例242
參考文獻(xiàn)243
第11章實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
11.1誤差的基本概念245
11.1.1真值245
11.1.2誤差的定義246
11.1.3誤差的表示方法246
11.1.4誤差的來源247
11.1.5誤差的分類247
11.1.6測(cè)量數(shù)據(jù)的精度248
11.2誤差的合成248
11.2.1系統(tǒng)誤差的合成249
11.2.2隨機(jī)誤差的合成249
11.2.3誤差的總合成250
11.2.4間接測(cè)量的誤差合成250
11.3誤差的傳遞251
11.4測(cè)量?jī)x器的誤差、準(zhǔn)確度和不確定度252
11.4.1測(cè)量?jī)x器的誤差252
11.4.2測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度253
11.4.3測(cè)量?jī)x器的不確定度253
11.5可疑數(shù)據(jù)的取舍253
11.6數(shù)據(jù)處理255
11.6.1數(shù)據(jù)處理方法255
11.6.2一元線性回歸256
參考文獻(xiàn)259
第12章飛行器典型力學(xué)實(shí)驗(yàn)介紹
12.1靜力實(shí)驗(yàn)260
12.1.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介260
12.1.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備261
12.1.3典型實(shí)驗(yàn)案例262
12.2疲勞實(shí)驗(yàn)265
12.2.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介265
12.2.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備266
12.2.3典型實(shí)驗(yàn)案例266
12.3振動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)269
12.3.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介269
12.3.2實(shí)驗(yàn)安裝及加載270
12.3.3典型實(shí)驗(yàn)案例270
12.4沖擊實(shí)驗(yàn)273
12.4.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介273
12.4.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備274
12.4.3典型實(shí)驗(yàn)案例275
12.5熱強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)279
12.5.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介279
12.5.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備280
12.5.3典型實(shí)驗(yàn)案例281
12.6多場(chǎng)耦合強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)289
12.6.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介289
12.6.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備290
12.6.3典型實(shí)驗(yàn)案例293
12.7氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)297
12.7.1實(shí)驗(yàn)背景簡(jiǎn)介297
12.7.2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備298
12.7.3典型實(shí)驗(yàn)案例301
參考文獻(xiàn)306
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飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué) 節(jié)選

第1章緒論 1.1力學(xué)的起源與發(fā)展 力學(xué)是什么？ 力學(xué)作為自然學(xué)科中*早精確化的學(xué)科，曾是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)和先行。進(jìn)入20世紀(jì)后，憑借其獨(dú)立的理論體系和重大工程技術(shù)需求，從物理學(xué)中脫離出來，成為一門應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科[1]。 在《未來10年中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略： 力學(xué)》中，定義“力學(xué)是關(guān)于力、運(yùn)動(dòng)及其關(guān)系的科學(xué) 力學(xué)研究介質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變形、流動(dòng)的宏微觀行為，揭示力學(xué)過程及其與物理、化學(xué)、生物學(xué)過程的相互作用規(guī)律”[2]。該定義將力學(xué)從研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律中解脫出來，并體現(xiàn)出新時(shí)期力學(xué)研究跨層次、跨尺度以及學(xué)科交叉融合的特征。 力學(xué)*早的研究可追溯到阿基米德（公元前287年～公元前212年）時(shí)代。阿基米德作為力學(xué)創(chuàng)始人，給出了靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的基本原理，享有“力學(xué)之父”尊稱。隨著時(shí)間的步伐邁入文藝復(fù)興時(shí)期，“現(xiàn)代科學(xué)之父”伽利略在《關(guān)于兩門新科學(xué)的對(duì)話》（1632年）一書中，討論了材料力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的研究結(jié)果。之后，牛頓站在巨人的肩膀上，集前人研究于一體，著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（1687年），提出萬有引力定律和三大運(yùn)動(dòng)定律，標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)理論體系基本建立。其后200余年，經(jīng)典力學(xué)理論體系不斷完善，并以解析的方式重塑理論框架，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)與邏輯、極具對(duì)稱和簡(jiǎn)潔的表達(dá)形式向世人展現(xiàn)出力學(xué)令人震撼的美感。 然而在20世紀(jì)初，“兩朵烏云”籠罩在經(jīng)典力學(xué)頭頂，并*終形成了相對(duì)論力學(xué)和量子力學(xué)，在物體高速和微觀世界粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律方面彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)的不足。 古代中國(guó)，雖然沒有形成完善的力學(xué)體系，但也對(duì)自然和萬物運(yùn)動(dòng)有著自己的思考。在《墨子》的《經(jīng)上》中提到“力，刑之所以?shī)^也”。對(duì)這句話認(rèn)可較為廣泛的解釋為“力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因”，甚至部分學(xué)者認(rèn)為是牛頓第二定律的雛形。 近現(xiàn)代，中國(guó)的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)基本源于西方。*早出現(xiàn)的力學(xué)書籍是瑞典傳教士鄧玉涵與華人王徴合譯的《遠(yuǎn)西奇器圖說》（1627年），書中將力學(xué)稱為“力藝”或“重學(xué)”。1859年，英國(guó)人愛約瑟和李善蘭合譯了英國(guó)力學(xué)家胡威立的力學(xué)著作《初等力學(xué)教程》，將力學(xué)稱為“重學(xué)”。1868年，丁韙良編譯了《格物測(cè)算》，提出“是書之力學(xué)即重學(xué)也，蓋重學(xué)無非力學(xué)之一端，而力學(xué)實(shí)重學(xué)之根源也”，*早開始用“力學(xué)”代替“重學(xué)”，但他所指的力學(xué)大致等同于現(xiàn)在的靜力學(xué)和質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)，還不是現(xiàn)今意義下的力學(xué)[3]。 **次將“Mechanics”翻譯為基本等同如今力學(xué)體系的“力學(xué)”的人并不是力學(xué)家，也不是自然科學(xué)家，而是清末民初的思想家嚴(yán)復(fù)，出現(xiàn)在《天演論》（1898年）一書中。之后在翻譯《群學(xué)肄言》中提出“力學(xué)之所治者，統(tǒng)熱電聲光以為緯，分流凝靜動(dòng)以為經(jīng)”[3]。 力學(xué)以使用嚴(yán)謹(jǐn)邏輯來認(rèn)識(shí)自然與工程中的規(guī)律為目標(biāo)，兼具基礎(chǔ)性和應(yīng)用性。正如美國(guó)航空之父馮 卡門先生曾描述力學(xué)的作用“Scientists discover the world that exists， engineers create the world that never was. Mechanics is at the most exciting stage and we can do both.”（“科學(xué)家發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的世界，工程師創(chuàng)造未來的世界， 力學(xué)則處在*激動(dòng)人心的地位，即我們可以兩者并舉！”）[1]。 力學(xué)作為工程科技的先導(dǎo)和基礎(chǔ)，是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的重要推動(dòng)力。正如楊衛(wèi)院士的描述“力學(xué)是統(tǒng)領(lǐng)全局的學(xué)科，必須把握靈魂、把握總體、把握關(guān)聯(lián)、把握貫穿；力學(xué)是抓總的，不能一葉障目，不見森林；不能守在中段，要頂天立地。”[1] 1.2實(shí)驗(yàn)力學(xué)的內(nèi)涵與外延 縱觀力學(xué)的發(fā)展歷史，力學(xué)發(fā)展的重要階段與重要的力學(xué)分支的建立都是和著名的實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系著的。一般認(rèn)為流體力學(xué)的開端是馬略特的管流阻力實(shí)驗(yàn)，空氣動(dòng)力學(xué)的起步則可以追溯到物體升力的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，彈性力學(xué)的起步則是胡克的物體彈性實(shí)驗(yàn)。脫離實(shí)驗(yàn)的理論常常可以被實(shí)驗(yàn)所否定，例如曾經(jīng)存在了數(shù)百年的以太理論，在19世紀(jì)末被實(shí)驗(yàn)所否定；亞里士多德關(guān)于落體的理論流傳了一千多年，被伽利略的實(shí)驗(yàn)所否定[3]。因此，實(shí)驗(yàn)力學(xué)起源于力學(xué)理論的發(fā)展和工程應(yīng)用的實(shí)際需要，是一門結(jié)合自然現(xiàn)象以及工程問題需求而發(fā)展起來的科學(xué)。 力學(xué)實(shí)驗(yàn)始于阿基米德的浮力量測(cè)、伽利略比薩落體實(shí)驗(yàn)的速度量測(cè)、開普勒的天文軌道量測(cè)、胡克的彈性量測(cè)、牛頓的光折射量測(cè)[1]，但此時(shí)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有學(xué)科專業(yè)的特色，僅為某一專門問題或某一學(xué)科服務(wù)，尚不能稱為實(shí)驗(yàn)力學(xué)。20世紀(jì)30年代，隨著光彈性和電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)用，力學(xué)實(shí)驗(yàn)以應(yīng)力分析為主，初步具有學(xué)科專業(yè)的特色，稱為“實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析”，指用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行應(yīng)力分析，區(qū)別于通過數(shù)學(xué)公式計(jì)算應(yīng)力。1938年美國(guó)麻省理工學(xué)院的Ruge教授發(fā)明了電阻應(yīng)變片[4]，開始了真實(shí)應(yīng)變測(cè)量的時(shí)代，直到今天，應(yīng)變片仍是實(shí)驗(yàn)力學(xué)中重要的測(cè)量方法之一。20世紀(jì)60年代以后，隨著光學(xué)和微電子技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)手段越來越多，應(yīng)用范圍越來越廣，具備相對(duì)獨(dú)立的理論、方法和技術(shù)，逐步形成了以機(jī)械量測(cè)、光測(cè)、電測(cè)、流體量測(cè)、振動(dòng)量測(cè)等為核心內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)科。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)力學(xué)的任務(wù)，將其分為兩類： 其一是對(duì)已有力學(xué)理論證明與驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)，如1798年卡文迪許測(cè)定引力常數(shù)的實(shí)驗(yàn)；其二是求解問題的實(shí)驗(yàn)，如對(duì)于復(fù)雜問題，通常的做法是先基于實(shí)驗(yàn)獲得相關(guān)規(guī)律，再建立相應(yīng)的邏輯從理論上對(duì)問題進(jìn)行分析。 基于以上論述，狹義的實(shí)驗(yàn)力學(xué)就是指實(shí)驗(yàn)過程力學(xué)量的測(cè)量技術(shù)，而廣義的實(shí)驗(yàn)力學(xué)還包括力學(xué)實(shí)驗(yàn)的組織與實(shí)施，本書后續(xù)不再對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。 實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法涉及的范疇較廣，具體包括電測(cè)、光測(cè)、聲測(cè)、圖像處理和雜交法等測(cè)量方法，實(shí)驗(yàn)關(guān)注對(duì)象主要包括疲勞、斷裂、力學(xué)響應(yīng)、無損檢測(cè)及評(píng)估、模型實(shí)驗(yàn)、殘余應(yīng)力等方面。 目前實(shí)驗(yàn)力學(xué)的測(cè)量技術(shù)研究已經(jīng)從傳統(tǒng)的電測(cè)、光測(cè)技術(shù)擴(kuò)展到圖像技術(shù)、超聲技術(shù)、微納光測(cè)技術(shù)、無損檢測(cè)技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、動(dòng)態(tài)與沖擊測(cè)量等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域從機(jī)械冶金、能源動(dòng)力、水利地質(zhì)、土木交通和航空航天等逐步擴(kuò)展到材料、微電子和生物工程等。 實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域和具有挑戰(zhàn)性的難題包括以下方面[5]。 （1）多場(chǎng)和多系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)。與智能材料、生物材料、生化材料等領(lǐng)域相關(guān)，建立多場(chǎng)與多系統(tǒng)的加載和實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)是極具挑戰(zhàn)的研究領(lǐng)域。 （2）微納尺度實(shí)驗(yàn)力學(xué)檢測(cè)技術(shù)和裝置。隨著微納尺度力學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要建立與之對(duì)應(yīng)的微納尺度實(shí)驗(yàn)力學(xué)檢測(cè)技術(shù)與裝置。 （3）特殊環(huán)境與極端條件下力學(xué)量測(cè)技術(shù)。與國(guó)防軍工、交通設(shè)施、航天航空工程等領(lǐng)域的材料及結(jié)構(gòu)性能的損傷破壞研究密切相關(guān)。 （4）無損檢測(cè)新技術(shù)。與機(jī)械、能源等大型工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)以及材料和器件的性能檢測(cè)密切關(guān)聯(lián)。 （5）大工程系統(tǒng)中的測(cè)量與安全檢測(cè)技術(shù)。直接與國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中的大裝置、大系統(tǒng)和重大設(shè)施的安全運(yùn)行相關(guān)。 （6）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析識(shí)別與力學(xué)場(chǎng)可視化技術(shù)。主要涉及實(shí)驗(yàn)力學(xué)分析方法與圖像處理技術(shù)。 實(shí)驗(yàn)力學(xué)具有很強(qiáng)的技術(shù)性與應(yīng)用性，與新技術(shù)交叉廣泛，與工程應(yīng)用和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合緊密。實(shí)驗(yàn)力學(xué)在力學(xué)發(fā)展過程中發(fā)揮了重要和關(guān)鍵的作用，推動(dòng)和促進(jìn)了力學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展，同時(shí)又是檢驗(yàn)力學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)。 1.3飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)的任務(wù)與挑戰(zhàn) 進(jìn)入20世紀(jì)，航空航天成為與力學(xué)關(guān)系*為密切的領(lǐng)域之一，也是*具代表性的領(lǐng)域。力學(xué)有力地支撐了航空航天領(lǐng)域的發(fā)展，航空航天對(duì)新技術(shù)的需要又刺激和推動(dòng)了對(duì)新的力學(xué)（如飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)）問題的深入研究[6]，逐步形成、豐富并發(fā)展了飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)。 飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)是關(guān)于飛行器結(jié)構(gòu)（全機(jī)、部件、零件等）的考慮服役載荷（力、振動(dòng)、熱載等）等效加載、協(xié)調(diào)控制、同步測(cè)量（如應(yīng)力、變形、轉(zhuǎn)角、位移、頻率、振幅等）、結(jié)果分析評(píng)估的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)“積木式”研究飛行器結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、變形、損傷的宏微觀行為，揭示多場(chǎng)多耦合力學(xué)過程及相互作用規(guī)律，是一門涉及面很廣的綜合性應(yīng)用學(xué)科，包括強(qiáng)度、剛度、氣動(dòng)彈性、耐久性/損傷容限、完整性、可靠性和氣候環(huán)境等方向。 1783年法國(guó)人蒙特哥爾菲兄弟和查爾斯的氣球首次使人類實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間的飛行。1903年美國(guó)萊特兄弟成功研制了**架可操控的載人動(dòng)力飛機(jī)。1947年美國(guó)耶格爾駕駛Bell X1飛機(jī)首次實(shí)現(xiàn)了超聲速飛行。1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上**顆人造地球衛(wèi)星。1961年蘇聯(lián)宇航員加加林乘坐東方號(hào)飛船首次進(jìn)入太空。1969年美國(guó)阿波羅11號(hào)飛船**次登月成功，阿姆斯特朗成為**個(gè)登上月球的宇航員。1971年蘇聯(lián)首次將世界上**個(gè)空間站——禮炮一號(hào)送上近地軌道。1981年美國(guó)首次將可重復(fù)使用的、往返天地間的有翼式載人航天器——哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)送入近地軌道[7]。人類邁向天空的每一步，都離不開飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)。 縱觀飛行器結(jié)構(gòu)軍用規(guī)范和民用飛行器適航規(guī)章，有一條主線貫穿始終： 未經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)，不允許在飛行器上使用；只有通過限制載荷的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，飛行器才可以首飛；只有通過極限載荷的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，飛行器才可以進(jìn)行性能試飛等[8]。飛行器實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否合格，證明所選擇結(jié)構(gòu)形式是否合理、所用的強(qiáng)度計(jì)算方法是否正確及制造工藝是否滿足要求的重要手段，同時(shí)也是確定強(qiáng)度特性、使用壽命和維護(hù)周期的重要依據(jù)。因此，飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)為飛行器研制提供了不可缺少的基礎(chǔ)和支撐作用，其意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）為飛行器設(shè)計(jì)資料與設(shè)計(jì)工具提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)； （2）驗(yàn)證飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的方法和模型； （3）為飛行器的首飛和持續(xù)試飛提供強(qiáng)度依據(jù)； （4）為飛行器結(jié)構(gòu)定壽延壽及編制維護(hù)大綱提供試驗(yàn)依據(jù)； （5）是型號(hào)定型或適航取證的必要條件之一。 按照“積木式”研究驗(yàn)證體系進(jìn)行分類，飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)可分為材料/元件級(jí)、組件/部件級(jí)和全機(jī)實(shí)驗(yàn)力學(xué)。 （1）材料/元件級(jí)實(shí)驗(yàn)力學(xué)，主要通過提供基本數(shù)據(jù)位設(shè)計(jì)提供重要參考。 （2）組件/部件級(jí)實(shí)驗(yàn)力學(xué)，是主要的驗(yàn)證分析方法，目的是進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型與驗(yàn)證新結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通常采用真實(shí)的飛行負(fù)載開展實(shí)驗(yàn)，以確保裝配之后的飛行器滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。 （3）全機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)力學(xué)，主要驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與承載潛力，為飛行器設(shè)計(jì)、使用提供評(píng)估信息。數(shù)以百計(jì)加載設(shè)備作用在飛行器結(jié)構(gòu)的不同位置，按照一定的時(shí)間順序施加載荷，以獲得不同載荷下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，例如著陸、起飛、加壓和減壓等。 航空航天工業(yè)經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展歷史，飛行器的飛行速度、高度、性能要求日益提高，與此同時(shí)，飛行器所經(jīng)歷的載荷、環(huán)境日益復(fù)雜，對(duì)飛行器實(shí)驗(yàn)力學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。 （1）實(shí)驗(yàn)輸入條件選取難： 飛行器飛行剖面包括起飛、巡航、降落等階段，不同階段、不同氣象面臨的載荷環(huán)境和氣動(dòng)特性不同，如何判斷飛行包絡(luò)線、如何在飛行包絡(luò)線內(nèi)選取合適的/*危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)工況，是需要依據(jù)相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行分析或?qū)崪y(cè)的。 （2）多通道載荷協(xié)調(diào)控制難： 飛行器全機(jī)靜力實(shí)驗(yàn)中，加載點(diǎn)多達(dá)數(shù)千，需要液壓加載裝置近百個(gè)，如何協(xié)調(diào)控制加載裝置，保證載荷的可靠性和穩(wěn)定性，是一大難題。早期的加載主要靠人工調(diào)節(jié)載荷的大小，對(duì)于多點(diǎn)加載的復(fù)雜載荷，是難以模擬和控制的。目前常用多通道協(xié)調(diào)電液伺服加載技術(shù)解決多通道載荷的協(xié)調(diào)性和加載精度。 （3）實(shí)驗(yàn)室模擬服役載荷難：以氣動(dòng)載荷為例，其是按照一定的自然規(guī)律分布在飛行器結(jié)構(gòu)表面上，早期的飛行器全機(jī)靜力實(shí)驗(yàn)采用站人、堆沙袋等方式，二戰(zhàn)后開始采用液壓加載裝置，并分別發(fā)展出以美國(guó)為代表的硬式連接加載方法和以俄羅斯為代表的軟式連接加載方法。但其對(duì)氣動(dòng)力的模擬精度仍然不足，仍需進(jìn)一步發(fā)展服役載荷實(shí)驗(yàn)室精確模擬方法，例如氣囊加載系統(tǒng)、新型拉壓墊系統(tǒng)等。 （4）多通道同步觸發(fā)測(cè)量

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