采用改进的SHPB实验装置对45钢薄壁金属圆柱管进行了膨胀断裂加载,完成了不同变形程度（覆盖圆柱管整个变形及断裂过程）圆柱管的冻结回收实验。回收样品可用于断裂机理研究分析,通过数值模拟辅助分析和实验数据拟合得到了圆柱管凸起处的径向应变、应变率和环向拉伸应力。通过在圆柱管端粘贴应变片监测断裂信号的方式,准确判断了圆柱管凸起处发生断裂的时间,以及径向断裂应变、应变率和环向拉伸断裂应力,在102～104 s^-1应变率范围内,SHPB实验装置可用于研究金属圆柱管膨胀断裂。

分析了裂纹缺陷对加筋板极限强度的影响,给出了加筋板单元的可靠性计算和敏度分析的表达式。对含有裂纹的加筋板单元组成的结构系统进行了可靠性分析,给出结构系统总体可靠性指标的计算方法及系统可靠性指标的敏度表达式;推出了含裂纹板元失效后对残余结构影响的反向节点力计算公式,保证了计算精度和可靠性分析的合理性;最后通过船舶结构的一个舱段,对比开展了含有裂纹缺陷与不含裂纹缺陷的结构系统的可靠性分析。本文方法可为结构系统的安全设计和维修提供参考。

基于Kirchhoff假设的薄壳理论,不考虑横向剪切变形的影响,采用单位宽纵横向有限条带,构造了一种仅含有3个位移场函数,且在弯曲位移模式上满足c1连续条件的4结点圆柱壳单元.该单元自由度少,符合收敛条件,且能够正确地满足圆弧形边界条件,考虑了薄膜效应和弯曲作用之间的耦合关系.经验证不仅计算速度快,计算精度也较高.

为了满足高聚物黏结炸药(PBX)内部拉伸应力测试的需要,利用液压致裂法和孔边应力状态修正实验,建立了基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试方法。为验证测试方法的有效性,采用材料万能试验机模拟构件内部拉伸应力,结合自主搭建的PBX液压致裂测试平台,开展了不同拉伸应力下的液压致裂应力测试实验。结果表明,直接利用液压致裂法能定性描述PBX炸药的内部拉伸应力,测试结果与预加拉伸应力有较好的相关性(相关系数为98.90%),但不能定量描述;通过对带孔试样进行单轴拉伸实验,获得孔边有效应力集中系数,对液压致裂法的孔边应力状态进行修正,修正后的应力值与预加应力吻合较好,平均相对误差10.67%。建立的测试方法不受测试深度限制,理论上可以测出拉伸应力的大小和方向,是一种基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力定量测试方法。

提出并设计了用于研究材料在冲击拉伸加载下损伤演化过程的缺口膨胀环实验。通过数值模拟研究了缺口膨胀环的拉伸加载历程。研究表明，缺口膨胀环各位置经历拉伸加载时间的长度由其与缺口之间的距离决定，但加载时间长度不能简单按Mott卸载波的传播时间来估计，需要借助膨胀环各位置的速度历史来确定。