一、实验室概况
材料力学实验室始建于1996年，共包含材料动力学实验室、材料力学实验室1、材料力学实验室2、材料力学实验室3、动态拉伸实验室、动态压缩实验室、数值模拟实验室、光学测量实验室、岩石真三轴实验室9个分室，总面积约1060多平方米，现有仪器设备台套数共120余台。主要设备包括：日本岛津100 kN电子万能材料试验机、Instron高速拉伸试验机、超高速相机、高速摄像机、非接触式全场应变测量系统、超景深三维测量系统、动态拉伸试验系统、12 毫米动态加载冲击压缩系统和40 毫米动态加载冲击压缩系统、实验室自研的一级轻气炮、600kN、300kN、200kN、100 kN型液压和电子万能试验机、电子扭转试验机、冲击试验机、材料力学多功能实验台、静态电阻应变仪、测力传感器等，可同时容纳学生约20余人。
材料力学实验室承担我院土木工程、道路桥梁与渡河工程、给排水科学与工程、工程管理4个专业的材料力学课程及工程力学课程的实验教学任务。每年可为300余名学生提供完备的本科教学实验，可完成超过2500人时的实验教学任务。
材料力学实验室在获取材料中应变率变形行为和监控材料瞬态变形等方面在省内处于领先水平，目前可向土木建筑、航空航天、轨道交通和兵器等行业提供材料动力学等测试，可以开展金属、复合材料和岩石等材料的准静态、中低和高应变率条件下力学性能的检测等，也能开展次兵工速度范围内的高速撞击实验，还可以开展岩石、混凝土等材料的基本力学性能检测、单轴压缩实验、直剪实验、双轴压缩、真三轴加卸载、轴向拉伸实验、轴向压缩实验、圆轴扭转实验、材料弹性模量E和泊松比μ的测试实验、纯弯曲梁的正应力实验、薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定等实验项目，面向全校开放。
高速拉伸机 万能材料试验机
动态加载冲击压缩系统 非接触式全场应变测量系统
DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机
声发射检测系统
二、对教育教学科研的支撑
表1 材料力学实验室（教学）
序号 | 课程 | 实验项目 | 服务专业 |
1 | 材料力学 | 1.轴向拉伸实验 | 土木工程专业 道路桥梁与渡河工程专业 给排水科学与工程专业 工程管理专业 |
2.轴向压缩实验 |
3.圆轴扭转实验 |
4.材料弹性模量E和泊松比μ的测试 |
5.纯弯曲梁的正应力实验 |
6.薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 |
2 | 工程力学 | 1.轴向拉伸实验 | 土木工程专业 道路桥梁与渡河工程专业 给排水科学与工程专业 工程管理专业 |
2.轴向压缩实验 |
3.圆轴扭转实验 |
4.材料弹性模量E和泊松比μ的测试 |
5.纯弯曲梁的正应力实验 |
6.薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 |
表2 材料力学实验室（科研）
序号 | 服务项目 | 主要仪器设备 | 测试/检测项目名称 |
1 | 基于延性断裂和绝热剪切典型诱发机制的金属靶损伤机理及预报 | 岛津电子万能材料试验机
高速拉伸机 动态加载冲击压缩系统
非接触式全场应变测量系统 超高速相机 高速相机 一级炮 超景深三维测量系统 | 材料的常温和高温力学性能 中应变率下材料的力学性能 材料的动态压缩力学性能 实验的位移和应变场
试样表面变形监控
侵彻实验测速
侵彻实验 断裂机理分析、试样尺寸测量 |
2 | 软岩巷道底臌高预紧力NPR锚杆控制机理及对策研究 | 岛津电子万能材料试验机 非接触式全场应变测量系统 高速相机 | NPR锚杆材料基本力学性能 红砂岩破坏过程监控 红砂岩裂纹启裂 |
3 | 高强低能耗复合材料墙板制备和应用的关键技术研究 | 岛津电子万能材料试验机 非接触式全场应变测量系统 高速相机 | 复合材料墙板基本力学性能 复合材料墙板破坏过程和机理
裂纹启裂 |
4 | 磁性纳米材料改性注浆加固裂隙岩体浆-岩界面固结机理研究（23A440011） | 非接触式全场应变测量系统 高速相机 动态加载冲击压缩系统 | 加固前后界面区域的变形特征
加固前后界面区域的变形监控
加固前后宏观力学性能 |
5 | GFRP-EPS 混凝土组合夹层板抗爆性能及破坏机理研究 | 非接触式全场应变测量系统 高速相机 动态加载冲击压缩系统 高速拉伸机 | 组合板破坏过程分析
组合板破坏过程监控 模拟爆炸实验 中低应变率材料力学性能 |
6 | 钢纤维及混杂纤维混凝土制备及力学性能研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 声发射检测系统 | 混凝土等材料的基本力学性能 |
7 | NPR锚杆锚固体力学变形特性实验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 声发射检测系统 | 岩石等材料的基本力学性能 |
8 | 不同加载速率下对岩石力学声发射特征试验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
9 | 纳米SiO2改性注浆岩石结构面力学特性研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石材料的基本力学性能 |
10 | 动静叠加作用下组合岩体破坏失稳机理及前兆研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
11 | 真三轴卸荷路径下组合岩体破坏失稳实验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
12 | 含石量对砂卵石地层宏观力学特性的影响研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
13 | 纳米二氧化硅对超细粉煤灰-水泥浆液流变性影响实验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石、混凝土等材料的基本力学性能 |
14 | 单轴压缩条件下裂隙长度对裂隙砂岩力学特征影响实验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
15 | 干湿循环条件下煤矸石混凝土的物理力学性能研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石、混凝土等材料的基本力学性能 |
16 | 轴向压缩载荷作用下层状岩体损伤演化规律研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
17 | 基于声发射和DIC的岩石破裂先兆预警研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 声发射检测系统 | 岩石等材料的基本力学性能 |
18 | 预制节理软-硬组合岩体三轴卸围压损失试验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
19 | 单轴加卸载条件下砂岩变形规律及声发射特征试验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 声发射检测系统 | 岩石等材料的基本力学性能 |
20 | 纳米Si02对超细粉煤灰-水泥浆液结石体力学特性影响实验研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石、混凝土等材料的基本力学性能 |
21 | 煤矸石粗骨料对混凝土力学性能的影响 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石、混凝土等材料的基本力学性能 |
22 | 加锚组合岩体卸荷破坏规律及声发射特征研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
23 | 动态荷载作用下隧洞围岩的变形场演化规律研究 | DRTB-4000型电液伺服岩石真三轴试验机 | 岩石等材料的基本力学性能 |
三、取得的成效
表3 材料力学实验室支撑论文发表情况
序号 | 论文名称 | 作者 | 作者位次 | 类别 |
1 | Experimental and numerical investigation of interface and mechanical properties of Al0. 3CoCrFeNi/304L explosively weld composite plate | Xiao X | 3 | SCI |
2 | Plasticity, ductile fracture and ballistic impact behavior of Ti-6Al-4V Alloy | Wu S | 1 | SCI |
3 | Investigation of mechanical behavior, constitutive modeling, and fracture criteria for as-cast Al0. 3CoCrFeNi high entropy alloy | Xiao X | 3 | SCI |
4 | Experimental-numerical study on ballistic impact behavior of 316L austenitic stainless steel plates against blunt and ogival projectiles | Zhao Q | 1 | SCI |
5 | A Study of the Dynamic Mechanical Properties of Q460D Steel | Xiao X | 4 | SCI |
6 | 受火后6060-T6铝合金材料性能研究及本构模型标定 | 肖新科 | 3 | EI |
7 | 平头弹撞击2024+7075双层靶的试验及数值模拟研究 | 马倩倩 | 1 | 中文核心 |
8 | 中低速冲击作用下316LN不锈钢板失效模式与吸能特性研究 | 马博 | 1 | 一般CN |
9 | Influence of Water Content on the Mechanical Characteristics of Mudstone with High Smectite Content | 陈峰 | 1 | SCI |
10 | Experimental and Numerical Study of Water–Rock Coupling Creep under Uniaxial Compression | 陈峰 | 1 | SCI |
11 | Crushing Behaviors and Energy Absorption Evaluation Methods of Hexagonal Steel Tubular Columns with Triangular Cells | 李伟伟 | 1 | SCI |
12 | 岩石吸水特性及水岩耦合力学特性试验 | 陈峰 | 1 | 中文核心 |
13 | 纳米添加剂对浆液结石体力学特性影响 | 孙小康 | 1 | 校内核心 |
表4 材料力学实验室支撑学科竞赛获奖情况情况
序号 | 学科竞赛名称 | 赛事级别 | 获奖等级 |
1 | 第十六届河南省“挑战杯” | 省部级 | 一等奖 |
2 | 第十四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛 | 校级 | 一等奖 |
表5 材料力学实验室社会服务情况
序号 | 社会服务项目 | 服务单位 | 金额（万元） |
1 | 基于高强低能耗复合材料板体制备及应用的关键技术研发 | 南召县威凯建设工程有限公司 | 47 |
2 | 纳米改性混凝土的制备及其力学性能研究 | 河南中智岩土科技 | 30 |
3 | 增强织物夹层板制备及应用的关键技术研发 | 河南神华建设发展有限公司 | 48 |
4 | 基于NPR铀杆（索）岩土体滑坡主动防控及监测预警一体化关键技术研发 | 河南中智岩土科技有限公司 | 35 |
5 | 超结构削波减振数值仿真分析研究 | 南阳理工学院土木工程实验中心材料力学实验室 | 2.8 |
