实验力学最新进展——————2008国际实验力学会议概况

介绍了2008国际实验力学会议的基本情况.大会报告内容涉及数字图像相关测量、激光干涉测量、光栅应变传感技术、非制冷型红外探测技术等当今实验力学的热点研究领域,以及其它科学领域的发展对实验力学带来的挑战和机遇,尤其是微纳米和多尺度力学问题的研究给实验力学提出的诸多具有挑战性的研究课题.分会场邀请报告和交流论文也充分展示了实验力学各个研究领域的最新研究成果和发展动向.      

固体力学研究的趋向和良机(Ⅳ)——美国机械工程师协会应用力学分会固体力学研究方向委员会的报告——8.实验力学

机器部件、构件和微电子元件的力学破坏,对人们的安全、可靠和生产有很不利的影响.防止这些破坏是固体力学的主要焦点,即通过分析、实验和计算来改进设计、制造和检验,以提供减少破坏所必要的根据.实验力学在这里起了关键作用,因为它提供了计算用的基本数据和检验所提出破坏理论模型的手段.实验力学当前的趋向表明,人们愈来愈多地采用光学方法来监测表面的位移、速度和应变.对于有害环境以及动态加载的物体来说,由于非接触方法的吸引力,上述趋向得以发展.激光技术的进展使这些方法便于实现.另一个趋向是由于采用了有计算机接口的伺服控制试验机而可以对更复杂载荷条件下的材料性能加以研究.还有另一个趋向是因为缺陷在破坏机理中很重要,人们加强了对缺陷如夹杂、裂纹、空洞等的注意.看来实验力学对未来作出贡献的机会是很大的,并且涉及范围广大的技术问题.未来研究的中心问题,看来是加强对微米尺度和小于微米尺度的测量,以进一步了解细观力学层次的材料的响应和破坏.对缺陷、变形和残余应力的内部测量也将给以更多注意,因为它们对于加深对破坏的基本了解是重要的.自动化的数据处理和实验控制,将大大增加实验所得的信息及其对建立数学模型的用途.另外一些重要的研究方向,包括改进在现场测量岩石应力的方法,改进生物系统中位移和生理参数的测量,长期监测结构完整性的能力,以及改进用于力学系统反馈控制的传感器.      

水合物沉积物力学性质的实验装置和研究进展

天然气水合物是一种高效、洁净和储量巨大的新型能源,一般蕴含于砂岩、粘土以及其它土质的沉积物中.对水合物沉积物力学性质的实验研究,是水合物地层中基础稳定性分析和水合物开发评价重要的热点课题之一.本文首先介绍了水合物沉积物合成与分解实验、物性参数测量技术以及力学性质实验装置的主要组成部分和特点,然后介绍了目前国内外在水合物沉积物合成和分解及力学性质实验一体化装置和实验研究两个方面所取得的成果,最后指出在实验装置、测试技术和实验研究方面存在的问题以及今后研究的重点和方向.     

光学方法在微电子封装中的应用(英文)

热应力分析在微电子封装的设计和制造中是非常重要的一环。影响微电子封装可靠性的因素包括封装结构中的温度分布、热致变形和关键界面上的层间粘结强度。在微电子封装热应力分析和可靠性评估中,实验力学起着重要的作用。凭借其内在的并行处理能力,实验力学中的光学方法可以提供现场的、具有各种敏感度和解析度的全场位移测量,因而它也被广泛地用于微电子封装领域。本文讨论了光学方法在微电子封装热应力分析中的应用,并举实例来说明光学方法是如何地被用于微电子封装技术的研发以及考核验收。     

光学方法在微电子封装中的应用

热应力分析在微电子封装的设计和制造中是非常重要的一环. 影响微电子封装可靠性的因素包括封装结构中的温度分布、热致变形和关键界面上的层间粘结强度. 在微电子封装热应力分析和可靠性评估中,实验力学起着重要的作用. 凭借其内在的并行处理能力, 实验力学中的光学方法可以提供现场的、具有各种敏感度和解析度的全场位移测量,因而它也被广泛地用于微电子封装领域. 本文讨论了光学方法在微电子封装热应力分析中的应用,并举实例来说明光学方法是如何地被用于微电子封装技术的研发以及考核验收.     

光学方法在微电子封装中的应用

热应力分析在微电子封装的设计和制造中是非常重要的一环。影响微电子封装可靠性的因素包括封装结构中的温度分布、热致变形和关键界面上的层间粘结强度。在微电子封装热应力分析和可靠性评估中，实验力学起着重要的作用。凭借其内在的并行处理能力，实验力学中的光学方法可以提供现场的、具有各种敏感度和解析度的全场位移测量，因而它也被广泛地用于微电子封装领域。本文讨论了光学方法在微电子封装热应力分析中的应用，并举实例来说明光学方法是如何地被用于微电子封装技术的研发以及考核验收。     

基于光学和扫描显微平台的微尺度实验力学检测技术和装置研究

本文基于光学和扫描显微平台,介绍了本研究组在微尺度实验力学检测技术和设备方面的最新研究成果。在检测技术方面涉及显微散斑干涉技术、微标记阵列检测技术、晶粒变形分析技术、光学探针动静态变形分析技术;在检测系统和装置方面介绍了新近开发的双视场薄膜检测系统、散斑微干涉系统、微标记检测平台、AFM和SEM单轴拉伸装置、三维微定位与加载系统、微力传感器及其标定装置、微动平台驱动装置等。探讨了微尺度实验力学检测中的问题和新的检测技术,给出了一些典型的应用和相关装置。     

基于光学和探针技术的微纳米固体实验力学研究进展

本文综述了近期微纳米固体实验力学在检测技术和设备平台方面的进展,尤其是基于光学和扫描探针平台的实验技术、方法和相关应用。探讨了不同检测技术的优势以及局限性,涉及微纳米实验力学检测中夹持、加载以及微力与微变形的检测与识别。通过相关的研究事例,介绍巧妙、创新的检测技术和系统在微纳米实验中的重要性,以及微尺度检测中所特有的检测系统与检测对象间的耦合关联等特点。     

微电子封装实验技术的回顾及发展现状

微电子封装,包括微电力系统及光电子封装,为实验力学开辟了新的研究应用领域,也对传统实验测试方法和测量技术提出挑战.本文讨论了微电子封装的发展趋势、微电子封装可靠性及相关力学问题.随后回顾了微观实验技术在微电子封装领域的发展,最后作者着重提出了一些提高微电子封装组件的可靠性的研究方法及思路.     

针尖的分子生物物理力学研究进展

围绕包括扫描探针显微镜在内的各种探针技术下核酸、蛋白质等生物分子及生物材料的生物力学与力 - 电耦合实验研究, 较系统地总结了分子层次或纳米尺度下生物分子和材料的力学性能的扫描探针显微镜、光镊、磁镊等探针技术的实验研究方法和主要进展, 进而探讨了在``针尖'这个极小、极特殊环境下的分子生物物理力学研究状况.通过介绍借助探针技术研究相关生物物质的结构、力学、电学等性能以及提出的一些理论模型, 指出探针技术在生物分子（包括遗传物质和蛋白质）力学性能、纳米生物材料结构及分子仿生等研究中的广泛意义.提出多场耦合作用下的针尖的生物物理力学研究必定是将来研究的重点;将针尖的分子生物力学的物理实验研究与分子物理力学理论、计算科学相结合, 发展分子物理力学虚拟实验技术是本领域的一个重要发展方向.      

云纹干涉法在新材料细观力学实验研究中的应用

本文介绍了云纹干涉法用于新材料细观力学实验研究的几个典型例子，实验结果不仅为这些新材料的细观本构理论研究提供了重要的实验依据，同时也表明云纹干涉法是固体材料细观力学实验研究的有效手段之一。最后简要地分析了云纹干涉法在细观力学实验研究中的测量能力。     

《实验力学中的现代光学方法》专业实验室简介

天津大学力学和测试工程系的实验力学中的现代光学方法实验室始建于1993年,预计1995年6月能通过国家验收,正式对外开放。它是一个集现代光学技术、视频和电子技术、微机技术为一体的研究中心,目的为了发展用于实验力学中的高科技技术。 实验室现有兼职教授、副教授、讲师和高级工程师二十余人,由系学术委员会负责制定研究方向,现任实验室主任为秦玉文教授。在学的硕士研究生20名,博士研究生18名和3名博士后研究生参加科研工作。     

恶劣环境中应变测量的国内外发展综述

机器部件、构件和微电子元件,很多是在恶劣环境(包括高温、高压、低温、磁场、辐射、等离子体、腐蚀环境、高速旋转、液下等)中工作的。它们的力学破坏,对人们的安全和生产有非常不利的影响。为防止这些破坏,需要通过分析、实验和计算来改进设计、制造和检测,以提供减少破坏所必要的数据。实验力学,特别是在恶劣环境中进行力学测量,在此起了关键的作用。它提供了基本数据和检测手段,用于计算和建立破坏理论模型。本文介绍在恶劣环境中,主要在高温中,进行应变测量的国内外一些发展情况。     

编者的话

今年十月是我国实验力学的奠基人之一贾有权教授诞辰95周年,我们怀着对他深深的敬意编辑出版这一纪念专辑。贾有权教授是著名的实验力学家与力学教育家,曾任《实验力学》第一任主编,中国力学学会实验力学专业委员会第一任主任委员和中国力学学会常务理事、第三至第八届名誉理事。他献身我国力学教育与实验力学科学研究六十多年,在我国光弹性、全息动态、云纹技术、流体双折射等实验技术方面,和在断裂力学、细观力学等研究领域,以及在众多的工程领域,进行了早期开创性工作,为我国实验力学学科的建立与发展做出了重大的贡献。贾有权教授1961年开始招收实验力学专业研究生,随后在国内开设了光弹性与实验应力分析等实验力学课程和讲习班,组织出版了多本实验力学教材,为我国实验力学培养了一大批后继人才。贾有权教授始终秉承固本求源,探索创新的科研理念,不断在实验力学前沿科学领域探索创新。同时他注重理论联系实际,坚持科学研究要面向工程实践和服务国家建设。1984年他在《力学与实践》上发表了“实验力学与国民经济建设关系”一文,总结了国内外一些成功的应用例子,论证了实验力学在促进经济建设中所发挥的推动作用。贾有权教授诲人不倦的育人精神,严谨认真的科研态度为我们后来人作出了榜样。他求真创新的学术思想和理论联系实际的教育理念,给我们留下了宝贵的精神财富。为纪念贾有权教授诞辰95周年,我们特邀了部分学者为本专辑撰稿,受邀作者中有实验力学的前辈与中年学者,也有海外实验力学领域的华人学者,还有一批青年博士生与博士后,三代学者映射了实验力学研究队伍近年来的稳步发展。专辑稿件内容丰富,包括有：大型结构变形的摄像测量、动光弹性法与应用,细胞牵引力显微镜反演方法,脉冲激光动态光力学方法与应用等实验力学领域的研究进展;频闪法研究材料疲劳断裂性能,薄膜层材料的热屈曲实验,电子封装器件热变形的投影云纹检测,虚位移场方法研究材料性能,基于微梁技术的非制冷红外光学成像技术,三维微结构高频动态测试,湿热环境下加固构件的耐久性实验,复合材料结构状态识别感知技术,焊接接头超高周疲劳实验研究,厚壁管道周向导波检测技术研究,数字相关方法中的精度与速度等研究论文。专辑中的论文反映出在实验力学测试技术与分析方法研究中所取得的新进展,在工程测试技术研制与服务国家建设中所取得的新成果。 作为本专辑的编者,我们的初衷是希望以此弘扬贾有权教授始终为实验力学发展耕耘不懈的精神。我们深深感谢作者们对本专辑的贡献与支持,感谢各位论文评阅人为保证专辑质量所付出的辛勤努力。期望本专辑能对相关领域的研究者、教师和学生们有所启迪。     

相干梯度敏感(CGS)干涉测量技术及其应用研究

首先介绍了相干梯度敏感(CGS:Coherent Gradient Sensing)光学干涉测量技术的最新研究进展;其次,详细介绍了透射CGS方法和反射CGS方法的基本原理及实验技术;最后给出了CGS技术在各种断裂力学研究中的应用,不仅给出了各向同性均匀聚合物材料I型、混合型、V型裂纹及梯度材料I型裂纹尖端奇异场的控制方程,而且给出了对应各自情况下的CGS光学条纹模拟与实验图像。研究结果将为实验断裂力学研究提供基础性理论和实验应力分析手段。     

摄像测量技术在国防试验与航天器对接中的应用研究

摄像测量技术正在迅速发展和得到广泛应用,在国防试验和航天飞行任务中发挥着不可替代的作用.本文介绍了作者近年来在该领域所做的应用研究,包括在火箭、导弹发射试验,冲击、碰撞等过程中的动态目标运动测量;针对航天航空和力学工程领域的视频图像实时分析;飞行器三维运动测量以及对接航天器位置和姿态的实时测量.在这些应用中都实现了高精度测量.较近期研发并应用于航天器对接光学测量项目中的算法,对相机参数进行平差修正,能有效地抑制像机参数扰动,具有很强的鲁棒性.     

第三讲 云纹干涉法

1 引言本篇介绍了云纹干涉法的发展历史,光学原理,实验技术,在断裂测试中的应用及其发展前景。本篇采用的一种非常简单的方法来定量地解释云纹干涉条纹及其形成,使不熟悉波前干涉理论的初学者易于接受,而又不失其理论上的严谨。云纹干涉法(Moire Interferometry)是在经典云纹法基础上发展起来的一种光测力学新方法。它继承了经典云纹法的简易性、全场性、实时性、条纹定域在表面及不受试件材料限制等的优点,加之测量灵敏度高(可达0.25μm),条纹反差好,而越来越受到实验力学工作者的重视。同时,云纹干涉法综合了经典云纹法和全息干涉的概念和技术。尽管它的条纹形成机理和     

细观力学实验技术综述

本文以应用较多的光测技术为主,综述了细观力学测量中光、声、磁、射线等试验技术.可望在细观研究中发挥重要作用的光学方法有全息干涉、激光或非相干光散斑法、云纹和云纹干涉法、格子法、各种显微镜技术、衍射法和射线技术.在各种方法中,图像处理系统和技术都将发挥很大的作用。     

实验力学专题序

<正>实验力学是在认识自然现象和解决工程实际问题的需求牵引下发展起来的一门学科。在科学技术飞速发展的今天,新材料与新结构不断涌现,且其制造和服役环境日趋极端,实验力学面临新的问题和挑战。《力学与实践》为聚焦实验力学最新研究成果,组织出版“实验力学”专题,包括2篇邀请综述论文和9篇研究论文。本专题旨在聚焦应力、应变、温度等关键参量的测量新方法,及在航空航天、生态环境、生物医疗等领域应用中的关键科学与技术问题,主要内容简要介绍如下。     

直接散斑法实验技术推广班在北京举办

1987年3月16日至21日由中国科学院力学研究所科技咨询开发部和技术劳动服务公司在力学所联合举办了"第一期直接散斑法实验技术推广班",参加这次推广班的有天津大学、北京航空学院、北京水力电力经济管理学院研究生部、华北水电学院、北京钢铁学院等单位的副教授、讲师和研究生。散斑法是近十多年来新发展起来的、以近代光学为基础的新型实验应力分析方法。用该方法测量物体微小...