项目来源于中国航空工业集团公司创新基金项目（典型金属连接结构动态失效模式研究），项目编号为2012A62321R。

飞机结构在离散源撞击、坠撞等冲击载荷作用下会以较高速率变形,材料的力学性能往往表现出一定的应变率相关特性,得到材料准确的动态力学性能数据是开展飞机结构冲击动力学设计和分析的必要条件,具有重要的工程应用价值和学术研究意义。

受实验原理和测试方法的限制,材料的中低应变率(0.1/s≤应变率≤500/s)动态力学性能实验技术远没有静态和高应变率力学性能测试技术成熟,成为影响飞机结构抗冲击设计精度和效率的关键因素。

针对国内急需的材料中低应变率动态力学特性试验与表征方法,从解决基础测试理论和实现工程应用价值角度出发,突破材料动态拉伸载荷近端间接测试、脆性到高韧性较完整的材料动拉伸应变非接触测试、航空紧固件的动态复合加载测试和连接结构动态拉伸测试、高保真的材料中低应变率力学性能试验数据分析与本构表征等核心技术,创新发展了结构材料低速冲击环境下的中低应变率动态力学性能试验与表征技术,形成了材料测试-数据处理-力学表达的完整技术体系。

主要技术创新点和达到的技术指标包括： (1)创新提出了材料动拉伸载荷近端间接测试方法,有效消除了试验加载的惯性影响,实现中低应变率范围内材料动拉伸载荷的精确测量,测试精度达到1%; (2)突破了脆性到高韧性较完整的材料动拉伸应变非接触测试难点,建立了非接触应变测量所内标准,可精确测量0.005≤ε≤4范围内材料表面全场动拉伸应变,测试精度达到2‰； (3)构建了系列材料动态力学性能试验加载支持装置,完整解决了航空紧固件的动态复合加载测试和连接结构动态拉伸测试技术,填补了国内连接件动特性测试技术空白; (4)提出了新型结构材料中低应变率动力学本构模型和强度准则,研发了高保真的材料中低应变率力学性能试验数据分析与本构表征软件,形成了材料测试-数据处理-力学表达的完整技术体系。

项目建立的中低应变率材料动态力学特性试验与表征技术,为研究中低应变率下材料的动态力学性能提供了可靠的测试手段,同时可为结构冲击仿真提供更为准确的率相关材料本构模型参数。

在C919、MA700等飞机的抗冲击(坠撞、鸟撞等)适航符合性评定中获得应用,同时已推广应用于航天、汽车、兵器等其他领域。