为探讨高韧钢的抗爆性能及其影响因素，结合空爆试验，对高韧钢平板和加筋板的动响应过程进行了数值模拟，并与相同厚度的高强钢进行了对比。首先，开展了高韧钢和高强钢平板的空爆试验，对比分析了2种材料平板的变形和破坏试验结果。随后，采用LS-DYNA非线性有限元程序对高韧钢平板在近距空爆载荷作用下的变形/失效过程进行了数值模拟，并与试验结果进行了对比，验证了数值模拟方法的合理性。在此基础上，通过数值模拟进一步分析了高韧钢平板和加筋板结构的动态响应过程和失效机理。研究结果表明，在TNT药量为1 200 g、爆距为100 mm的近距空爆载荷作用下，10 mm厚的高韧钢平板仅发生拉伸大变形，而10 mm厚的高强钢平板中部出现大破口。高韧钢平板的抗爆性能明显优于同等厚度下的高强钢平板。近距离空爆载荷作用下，高韧钢平板的主要变形模式为整体拉伸变形，而高韧钢加筋板结构的主要破坏模式为沿加筋部位的剪切破坏。随着载荷强度的增大，高韧钢加筋板结构呈现出3种不同的失效破坏模式；随着加筋高度的增大，面板沿加筋的局部剪切应力更大，高韧钢加筋板的抗爆性能反而会劣化。研究结果展示了高韧钢的抗爆优势，可为高韧钢在舰船防护结构中的潜在应用提供技术支撑。

为了研究不同长度及倾角的裂隙对岩石-混凝土组合体强度和破坏模式的影响，基于颗粒流模拟软件（PFC），通过对比预置裂隙试样的室内试验结果，选取最接近室内试验结果的一组数据标定细观参数，由此对含预置裂隙的岩石-混凝土组合体数值模型进行单轴压缩试验。结果表明：单裂隙岩石-混凝土组合体的承载能力和弹性模量随裂隙倾角的增大整体呈增大趋势，建立了不同裂隙长度和裂隙倾角的增量函数；裂隙长度对岩石-混凝土组合体力学特性的影响显著；岩石界面的应力状态和混凝土界面附近的约束效应决定裂纹能否扩展通过界面，根据裂纹的分布情况，分析发现裂纹萌生与扩展的根本原因是应力场的变化和转移，破坏过程中岩石-混凝土组合体的破坏模式由拉伸破坏逐渐转变成宏观剪切破坏，揭示了单裂隙岩石-混凝土组合体单轴压缩的损伤演化规律。

为研究不同围压条件下含不同长度单裂隙岩体的裂纹扩展特征和能量演化规律，基于室内三轴压缩试验结果标定细观参数，开展了PFC^2D颗粒流数值模拟试验。结果表明：拉伸裂纹先于剪切裂纹产生，两者呈指数增长，裂隙长度减小和围压增大使拉伸裂纹和剪切裂纹快速增长时间滞后；最终破坏时，随裂隙长度增加，拉伸裂纹和剪切裂纹减少。应力集中于裂隙两端，裂纹周围存在应力集中现象。相同围压下，裂隙长度增加，岩样破坏时块体数减少。岩体破坏本质为能量储存、耗散与释放的过程，在加载过程中，岩体能量转化被分为4个阶段。裂隙长度增加削弱岩样储存应变能的能力，总能量减少，围压增强岩样储存应变能的能力。岩样破坏时，耗散能大于应变能，随裂隙增长，耗散能减少。

过去10年里，金属卤素钙钛矿作为一种性能优异的新型功能材料被广泛应用，其研究取得了很多重要进展。压力作为一个基本的热力学变量，可以显著地影响材料的微观结构、原子间相互作用、电子轨道和化学键，是调节材料结构和性能的一个强大工具。与此同时，压力也为研究结构与性质之间的关系提供了新路径。结合金刚石对顶砧高压装置以及原位高压表征技术，总结了金属卤素钙钛矿在高压下的结构及性质变化，包括高压驱动结构相变，有序-无序转变，非晶化，局部结构演化，带隙、光致发光、光响应、电阻等性质在压力作用下的变化，以及高压下特有的奇特性质如金属化转变，系统分析了此类材料的结构-性质关系，并对未来的新型材料设计做出了展望。

近年来，压力下卤化物钙钛矿成为新的研究热点，呈现出许多优异的电学和光学等特性。高压下钙钛矿结构演变研究是所有物性研究的基石和重点。利用金刚石对顶砧压机，结合原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压拉曼光谱、紫外-可见-近红外分光光度计测量技术和第一性原理计算，对全无机卤化物钙钛矿CsGeBr₃在高压下的结构演变进行了系统研究。结果表明：CsGeBr₃在常压下是菱方\begin{document}$ R3m $\end{document}结构；在1 GPa时，CsGeBr₃发生菱方\begin{document}$ R3m $\end{document}到立方\begin{document}$ Pm\overline{3}m $\end{document}的结构相变；在更高的压力下保持立方结构；菱方\begin{document}$ R3m $\end{document}到立方\begin{document}$ Pm\overline{3}m $\end{document}的相变是可逆的。研究结果为进一步探索卤化物钙钛矿在压力下的性质、拓展其应用前景提供了重要的科学依据。

明胶鸟弹在不同撞击速度下表现出不同的响应特性。为解决传统明胶鸟弹本构表征方法在不同速度范围内不能通用的问题，开展了330 g明胶鸟弹以70～190 m/s速度、60°或90°入射刚性铝合金平板试验，记录了冲击力数据及撞击形貌。结果表明，随着撞击速度的提高，鸟弹碎裂得更充分，碎块体积减小。利用LS-DYNA建立了自适应FEM-SPH（finite element method-smoothed particle hydrodynamics）鸟体模型。依据试验结果反演得到一组鸟体本构参数：切线模量为1.33 MPa，剪切模量为115.95 MPa，Murnaghan状态方程参数γ为10.49，k₀为69.77 MPa，体积模量为246.4 MPa，失效塑性应变为1.15，初始屈服应力为0.21 MPa。仿真结果与试验结果具有很好的一致性，冲击力峰值的相对误差在2%以内，冲量的相对误差在10%以内。自适应FEM-SPH鸟体模型具有比SPH模型和拉格朗日模型更高的精度。由自适应模型得到的Hugoniot压强与理论结果具有相同的变化趋势，滞止压强与理论值较接近。

基于一级轻气炮加载技术，利用不同类型的多层复合飞片，实现了冲击加载-卸载-再加载路径，结合回收表征以及一维流体力学模拟，对Cr-Ni-Mo钢在冲击加载-卸载-再加载路径下的层裂损伤行为进行了深入研究。结果表明，在冲击加载-卸载-再加载路径下，层裂面会重新闭合并形成微损伤带，而孔洞位置仍然位于原奥氏体边界和板条群边界处，裂纹仍保持穿晶+沿晶的混合断裂模式。此外，第1层飞片与样品之间存在的较大阻抗差异会导致自由面速度中的再加载信号缺失。这些发现为深入理解Cr-Ni-Mo钢在复杂加载路径下的层裂行为提供了重要参考。

中、高熵合金因很好地兼顾了强度和韧性而备受关注，在多种极端工况下具有重要的应用前景。然而，在强冲击载荷等极端条件下，其动态力学行为和损伤失效机制仍不清楚。为此，研究了NbTiZr中熵合金在平板冲击载荷下的层裂损伤，探讨了冲击应力和加载脉宽的影响。通过波剖面分析，获得了冲击应力、加载脉宽和层裂强度信息。研究表明，NbTiZr中熵合金的层裂强度随冲击应力的增大而线性增大，随加载脉冲宽度的增大呈指数减小，介于3.77～4.80 GPa之间。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射，分析了冲击加载后回收样品的微观组织结构，发现冲击应力和加载脉冲宽度对NbTiZr的层裂损伤形貌有显著影响，层裂损伤形式为准解理断裂，未观察到固-固相变或变形孪晶。

高熵过渡金属二硼化物因其优异的力学性能及热物理性能受到了人们的广泛关注。然而，过去通过高温固相反应合成的效率较低。为此，通过高温高压固相反应，在5.5 GPa、2300 ℃的温压条件下合成了以VB₂、NbB₂、TaB₂为基底的6类高熵过渡金属二硼化物。高压提高了高温下的固相反应效率，促进了高熵过渡金属二硼化物的合成。通过X射线衍射和能量色散X射线光谱仪表征并确认了6类高熵过渡金属二硼化物均由纯相组成，不存在氧化物杂质或第二相，且元素分布均匀，不存在元素偏析，证明了高温高压合成高熵过渡金属二硼化物的有效性和普适性。