什么是实验力学

实验力学是指通过实验来研究物体在受到载荷或激励时的机械行为。这个工程力学的分支使用测量来解决工程问题。它连接了理论力学和实践力学。

它是固体和流体力学中最成熟和重要的领域，而且它的重要性还在不断增加。

如果没有将包括普通物理学、光学、电子学、数值数学和计算机科学在内的多个学科整合在一起，就无法使用实验力学。

高级工程挑战通过巨大的努力、创造性的工程知识和具有广泛实际应用的实验技术来解决。在这样做时，我们认为一切都已正确设置和组织，以帮助实验工程师更快地进行实验。

如果问题没有以这种方式解决，获得的知识将毫无用处且无法使用。开发工程师与实验工程师在各种研究和开发领域密切合作，借助实验力学解决实际问题。

这确保了科学和技术知识与经验的共享能够快速有效地进行。

除了执行机械量测量外，实验力学还包括：

创建实验

工程控制模型开发和研究系统的初步评估，即测量以估计测量值

• 测量技术和程序的创建
• 测量系统设计、构建和技术进步
• 数据捕获后的数据处理
• 使用测量数据，对研究的系统进行数学公式化和分析。
• 测试对象可以是建筑物或结构、机械系统、现象、难题或样品物质。

可以测量以下机械参数，并且这些参数通常与实验力学相关：加速度、速度、位移、角度和应变，这些参数可用于计算应力或载荷（力、扭矩）。

除了标准量之外，可以使用摄影或视频设备测量或记录与给定对象相关的任何外观，从而更易于使用实验技术确定真实状况。如果理解了现象的真实状况，则更容易用数学方式描述该现象。

实验力学的用途包括

• 在数值方法无法产生可靠解决方案时解决工程问题
• 验证分析和数值工程模型中的边界条件和本构参数
• 确定作用于物体的实际力、位移、应变和应力...
• 测量系统在服务条件下的实际动态行为 - 振动
• 为工程模型生成数据

需要更彻底的实验支持来激发、校准和验证这些模型，因为描述材料行为的理论和计算方法变得越来越先进。

我们在固体力学部的目标是从最简单的构建块开始了解材料特性和力学，即微观/纳米结构和机制如何控制宏观响应。

为此，我们开发了先进的实验力学方法，以研究材料在各种类型的载荷（机械、热、液压、湿度、磁力、电力、电化学等）下的行为。为此，有必要创建工具和工具组合，以便在纳米和微米尺度上进行探测，同时仍然考虑相关的样本大小，在宏观尺度上进行测量，并理解异质性的功能和演变。

完成所有这些工作是为了增加我们对材料行为的理解并创建更精确的建模技术；换句话说，我们努力与该小组正在进行的理论和数值突破保持密切联系。

我们的实验力学研究非常重视“全场”测量，例如 X 射线/中子层析成像和数字图像/体积相关性 (DIC/DVC)。

为了理解微观、中观和宏观尺度行为的原因，我们还使用 X 射线和中子散射方法（SAXS、WAXS、衍射、3DXRD、DCT）来检查纳米尺度结构和机制。我们经常结合多种策略，以便能够跨尺度连接系统。

描述

使用当前的测试设备，可以在时间和长度尺度上实验性地表征包括聚合物、陶瓷、金属、复合材料和合金在内的多种材料的行为。TAMG 特别感兴趣的是

本体机械行为应与微观结构变化相结合。可以通过结合重点实验测试来表征和量化微观结构，从而做出实际的寿命预测。这种组合能够建立相关性，可用于解释基本材料行为，例如小规模可塑性。

为计算机模型提供数据。有针对性的机械测试用于生成适合构建/校准计算机模型的数据集，其中参数化地更改外部（几何形状和加载速率）和内部（例如，材料化学和微观结构）元素。