利用落锤冲击试验设备对石英砂岩进行循环冲击加载, 在0.3～0.6 m各冲击高度下均选取3个试样, 每个试样进行8次循环冲击, 应变率分别选取为26.33 s-1、29.7 s-1、32.03 s-1和35.17 s-1, 研究中应变率下石英砂岩受循环冲击加载下的力学性能。通过对试验数据进行分析总结, 讨论循环加载次数对石英砂岩动态抗压强度、弹性模量和能量效率的影响以及中应变率下石英砂岩的破坏过程。结果表明：不同中应变率条件下, 第8次循环冲击加载作用下试件的动态抗压强度均较第一次循环冲击减小约13 MPa, 抵抗变形能力减弱, 同时弹性模量明显降低, 试件动态抗压强度与弹性模量表现出正向相关关系; 从能量角度研究, 在8次循环冲击加载后, 试样耗散能、能量效率、单位体积耗散能均有提高, 其中在冲击能为70.27 J效果最为明显, 岩石耗散能提高6 J、能量效率提高8.8%、单位体积耗散能增幅50%; 从破碎分形角度进行研究, 中应变率下岩石破碎形态有劈裂破坏、边缘崩落破坏、块状破坏和粉碎破坏, 当应变率由26.33 s-1增大至35.17 s-1时, 试样碎块块度平均粒径特征值由24.49 mm减小到21.15 mm; 分形维数由1.07增加至1.75, 岩石分形维数呈线性增大趋势。

为探究砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能, 设计混凝土、砂浆以及砂浆-混凝土接缝界面三种不同试件, 应用液压伺服试验机和霍普金森杆(SHPB)对试件静动态力学性能展开试验研究, 由试验获取不同拼接缝工况下试件破坏形态和力学特征参数。同时, 利用CT扫描技术, 分析了三种不同试样的动态增强效果, 并从细观层面揭示了其作用机理。结果表明: 在静态作用下, 接缝试件整体抗压强度处于砂浆试件与混凝土试件之间; 在动态作用下, 三种不同试件抗压强度随着应变率提高逐步增加, 混凝土对应变率有更强的敏感性, 砂浆的敏感性最弱。相较于混凝土试件, 砂浆和砂浆-混凝土接缝试件受压破坏后的完整性显著提升; 利用试验数据并基于欧洲混凝土委员会提出的CEB公式优化得到适用于三种不同材料的动态提高因子(DIF)与应变率数学模型, 该模型具有较好的适用性。

实际工程中，岩石往往是在冲击荷载作用下发生拉伸破坏，与其在静态荷载作用下展现的力学性质会有明显区别，因此有必要对岩石的动态拉伸力学性能展开研究。首先使用SHPB装置对花岗岩试件进行不同冲击速度下的巴西劈裂试验，研究了高应变率下花岗岩的动态抗拉强度、破坏模式及应力波形曲线。同时基于HJC损伤模型利用LS-DYNA软件对动态劈裂试验进行了数值模拟，并与相近冲击速度下的室内试验结果进行对比，验证了HJC模型对于动态劈裂试验的适用性。结果表明：随着冲击速度的增加，花岗岩动态抗拉强度逐渐增大并与应变率近似为线性相关，破坏裂纹由I型向Y型转变。波形曲线幅值均随应变率增大而增大，其中入、反射波形逐渐趋于矩形，透射波波形由“W”形向“V”形转变。数值模拟下曲线波形及幅值与试验结果近似，在较低和较高冲击速度下，动态抗拉强度差值小于10%。研究结果表明HJC模型对于花岗岩动态劈裂拉伸试验的模拟在较低和较高冲击速度下适用。研究结果可以为今后动态拉伸试验有限元分析的模型选择提供参考。

为了研究低温下泡沫混凝土的动态力学性能，采用100 mm的铝制分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同温度下泡沫混凝土试件进行冲击压缩试验，得到了不同温度、应变率下的泡沫混凝土的应力应变曲线、能量参数、破碎形态等。结果表明：当应变率在62.59 s-1以下时，泡沫混凝土应力应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段；当应变率超过62.59 s-1时，其应力应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段、局部失稳、应力平台、破坏阶段；常温、0 ℃、-10 ℃、-20 ℃和-30 ℃下，泡沫混凝土的动态抗压强度以及吸收能在对应的应变率分界点前表现出显著的应变率效应，但超出该分界点后，应变率效应便不再明显；泡沫混凝土的动态峰值抗压强度与吸收能随温度的降低而提高，但峰值应变随温度降低而降低；泡沫混凝土冲击破碎后的块度随着温度的降低逐渐变大。在低温环境下泡沫混凝土的抗动载设计中，对于泡沫混凝土的峰值抗压强度、吸收能，应优先考虑温度效应的影响，而对于其峰值应变，应优先考虑应变率效应。

机场道面混凝土结构在不同性质荷载作用下的力学行为受应变率的影响较大。为研究应变率对聚甲醛纤维机场道面混凝土(PFAPC)弯曲性能的影响, 通过四点弯曲试验, 分析不同应变率(10-5~10-1 s-1)下PFAPC抗弯挠度、弯曲模量、弯曲强度及韧性指数的变化规律, 并观察断口纤维的微观形貌, 总结不同应变率下的纤维失效模式。结果表明: PFAPC的弯曲峰值强度、极限抗弯挠度及弯曲模量随应变率的增加呈上升趋势; 与峰值强度相比, 应变率对PFAPC残余强度影响较小, 但随应变率增大总体呈上升趋势; 与极限抗弯挠度相比, 峰值挠度随应变率的增加波动上升; 聚甲醛纤维在各应变率作用下主要为拔出破坏模式; PFAPC在车辆及飞机冲击作用下能吸收较大能量, 呈现出一定的延性破坏特征, 具有良好的弯曲韧性。

对四种橡胶体积掺量(0%、5%、10%、20%)的级配良好橡胶混凝土开展单轴抗压试验, 对力学性能和破坏形态方面进行分析, 得到了橡胶混凝土综合性能最优时的橡胶掺量, 进而对最优掺量组进行不同应变率下的单轴压缩试验, 并分析了不同应变率下橡胶混凝土的能量特性。试验结果表明, 橡胶混凝土表现为裂而不散的类延性破坏, 而非普通混凝土的脆性破坏。随着橡胶掺量的增加, 抗压强度大幅降低, 但变形能力得到增强, 在掺量为10%时, 橡胶混凝土的抗压强度达标, 变形能力最好。橡胶混凝土受压时能量演化和转化过程是输入能先大量转化为弹性能并储存; 接着耗散能转化率开始增加, 使试件表面产生大量微裂纹; 最后弹性能快速释放, 耗散能转化率占比明显提高, 从而导致试件整体破坏。另外随着应变率增大, 橡胶混凝土的抗压强度和初始弹性模量明显提高, 而峰值应变降低, 同时输入总能量、弹性能与耗散能均呈现上升趋势, 其中弹性能增加更明显。

基于Johnson-Cook(J-C)本构模型，提出了基于有限元模型和修正Levenberg-Marquard(L-M)算法的参数辨识方法。对TC17材料进行不同参数、不同工艺的激光冲击，得到了高应变率条件下的残余应力场分布；利用霍普金森压杆得到了中应变率条件下TC17材料的动态响应曲线；将上述两个测试结果作为辨识目标。引入低应变率条件下材料的响应曲线作为约束条件，辨识得到了TC17钛合金高应变率条件下的J-C本构模型参数。实验和计算结果对比验证表明，辨识得到的参数能比较准确地描述TC17钛合金材料高应变率条件下的动态响应规律，并预测激光冲击条件下材料的残余应力场分布。

材料在超高应变率下发生的动态拉伸破碎是冲击波物理领域的一个重要内容，受诊断技术限制，粒子尺寸直接测量的数据非常有限。基于脉冲激光同轴全息技术，建立了一套材料超高应变率破坏状态和破碎粒子诊断的高精度联合测量系统，利用该系统，成功开展了107～108/s超高应变率范围内铝的动态破碎粒子在位测量，获得了粒子尺寸分布数据。

激光冲击强化利用离子体力学效应在金属表面形成较深的残余压应力层，细化表层晶粒，大幅度提高金属抗疲劳、抗磨损和抗腐蚀等机械性能。目前现有实验手段很难获取超高应变速率下塑性变形过程中微观结构演变的动态过程。本文采用LAMMPS 软件对在2×107 s-1应变率，15 ns的加载时间，300 K 温度下的多晶铜塑性变形行为进行分子动力学模拟，获得超高应变速率力学效应下多晶铜塑性变形微观结构的演变过程。超高应变率下力学效应作用下，形变孪晶是中层错能金属亚微米晶粒细化的主要变形方式。

High-power laser induced shocks were used to study spall fracture of polycrystalline aluminum at strain rates more than 106/s at “Shenguang-Ⅱ” laser facility.The free surface velocity histories of shock-loaded samples,150 μm thick and with initial temperature from 293 K to 873 K,were recorded using velocity interferometer system for any reflector(VISAR).From the free surface velocity profile ,spall strength and yield stress are calculated,which shows that spall strength declines while yield strength increases with initial temperature increasing.The loaded samples were recovered for metallographic analysis through Laser Scanning Confocal Microscopy.It is found that there are more micro-voids and more bigger voids near the spall plane.Meanwhile,the grain size increases with temperature slowly except the sharp change at 893K(near melting point).Besides,the fracture mechanisms change from mainly intergranular fracture to transgranular fracture with initial temperature increasing.