实验课程

冲击碰撞是工程实际中一种常见的力学现象，也是一个关系国计民生和国家安全的重要课题。大到自然灾害、爆炸冲击，小到汽车碰撞、手机跌落，都需要对材料及结构的动态力学行为有充分的理解和科学的分析。

冲击动力学正是专门研究在强动载荷作用下材料行为和结构响应的一门学科。它是固体力学的重要分支，是工程力学专业由基础理论课过渡到实验设计课的技术基础课，是一门为设计工程材料及结构的动态力学性能理论评价及实验测试提供必要理论与实验基础的重要技术基础课，同时也是一门理论与实验相结合的科研相关课程。其主要内容涉及固体中的应力波，高应变率下的材料动态本构关系、结构动力响应及其动态能量吸收等。

冲击动力学实验是《冲击动力学》课程的实验教学环节。开设冲击动力学实验的目的是为了让学生学习和掌握冲击动力学中的基本概念和处理问题的方法，包括一维波传播理论，动态试验测试方法，材料动态强度理论，结构的惯性效应等，掌握应力波理论与结构动态响应等有关基本内容，掌握传统的材料与结构动态测试方法，掌握结构动态响应分析及求解方法等。

然而，现实中的冲击动力学基础实验教学存在一定的局限性，以常规的霍普金森杆和落锤冲击实验为例，其实验设备体积较大、价格昂贵；实验操作流程复杂且具有难度；实验的冲击碰撞过程速度高、能量大，稍有不慎易引发安全事故，因此一般本科生实验室不具备开展实验的条件，很难为每名学生提供亲自动手实验的机会。材料/结构冲击动力行为虚拟仿真实验通过再现霍普金森压杆和落锤冲击实验的真实场景，让学生能够实践整个实验的操作流程，从而在减少高耗能实验设备投入的同时，解决了大量学生无法亲身参与实验的难题。