针对多无人机对抗任务仿真在中央处理器(central processing unit, CPU)上的推演时间随无人机数量呈平方增长的问题,设计并构建了一个图形处理器(graphics processing unit, GPU)并行加速的轻量级多无人机对抗仿真环境。相较于已有仅限单无人机任务、仅对多无人机动力学推演并行化的仿真框架,在面向多无人机对抗问题的基础上,进一步开展了对每个环境中无人机相对位姿和毁伤关系的并行化计算。针对传统基础空战机动只在平飞状态下有良好定义的局限性,设计了改进的全姿态可解释的基础空战机动。仿真环境所包含的多种规模可扩展的多无人机对抗任务,可为各类任务实现启发式基线策略,并可为一对一对抗任务实现基于近端策略优化算法的基线策略。与在8核16线程上的多线程仿真相比,所提平台可将采样速度提升2~3个数量级。在CPU与GPU 并行环境下的强化学习训练结果表明,GPU 加速的仿真环境能将训练时间缩短至1/50,同时不会因为采样轨迹碎片化显著降低采样效率。所提并行加速的多无人机对抗仿真环境能显著提升采样与训练速度,有助于加快该领域的研究进程。

针对卫星拒止环境下异构机器人协同同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping, SLAM）面临的位姿定位对准数据误差、通信受限及位姿估计误差累积问题，提出了一种异构机器人多阶段协同SLAM系统架构。设计了Scan Context粗对准与广义迭代最近点（generalized iterative closest point, GICP）算法精配准的两阶段重定位机制，提升了异构平台初始位姿估计准确度；构建了基于高速内网穿透技术的轻量通信框架，通过点云体素滤波与关键点提取压缩数据量，保障低带宽环境实时传输；引入随机采样一致性（random sample consensus, RANSAC）算法优化多载体位姿变换，剔除离群估计以提升全局一致性；通过坐标变换实现多源点云融合。在地下停车场、地下管廊开展了异构机器人协同导航试验，成功构建完整点云地图，重定位耗时均小于1.58 s，RANSAC优化耗时均小于3.2 ms，拼图耗时均小于1.8 ms，验证了系统在复杂地下环境的实时性与鲁棒性；多载体协同SLAM结合RANSAC优化构图的结果表明，协同构图精度较单体构图优化程度高于45%，且引入RANSAC优化进一步提升了15%以上的重定位准确性，提升了构图结果的精确度。该方法可为多异构机器人协同感知与导航技术提供参考。

随着电子系统向高频、高功率密度和高集成度方向发展，其工作环境呈现出强电磁激励、极端温度、低气压及辐照等并存的复杂特征。以电磁为中心的多物理场强耦合效应显著影响器件与系统的性能演化及可靠性，传统单一物理场或弱耦合分析方法已难以满足工程应用需求。围绕复杂环境下电子系统的多物理场协同问题，对电磁-热、电磁-等离子体、电磁-热-力及辐照粒子等典型耦合机制进行系统梳理，重点综述多物理场建模方法、数值计算技术及其在器件、封装和系统层级中的应用进展。通过对强电磁环境、星载击穿环境及辐照环境下代表性研究工作的对比分析，总结了当前多物理场协同仿真在跨尺度建模、非线性求解、计算效率及不确定性量化等方面面临的主要挑战。在此基础上，展望了面向工程应用的多尺度协同仿真、物理模型与数据驱动融合，以及系统级可靠性评估的发展方向，为复杂环境下高可靠电子系统的设计与防护提供参考。

复合材料应急桥梁作为保障灾害救援与战时机动的重要装备器材，近年来取得了长足发展，其轻质高强及可设计性突破了传统材料的性能瓶颈。综合分析和总结了国内外复合材料应急桥梁在结构创新方面的研究现状及应用情况，重点梳理了复合材料应急桥梁的两大主流结构体系，即板梁式与桁架式的技术演进路径，分析一体成型和拉挤型材板梁式应急桥梁、组合平面桁架与组合立体桁架应急桥梁的结构特点、力学特性和各自优势。从复合材料应急桥梁刚度控制设计的核心问题出发，剖析了问题根源，总结了桥梁整体结构刚度提升技术路径，展望了未来复合材料应急桥梁结构创新与设计方面可能的发展方向。

神经网络规模的急剧扩张导致其能耗与训练成本呈指数级增长，亟需开发出更高效的替代方案。在此背景下，电磁域类脑计算凭借其光速运算、低功耗以及高度并行的处理能力，展现出突破传统摩尔定律限制、重塑现有电子计算范式的巨大潜力，近年来已在学术界与产业界引起广泛关注。回顾了电磁域类脑计算的基本概念及其发展脉络，围绕其关键技术方向，包括非线性实现、可重构性、片上集成能力以及实际应用场景等，系统梳理了当前的研究进展，并对典型文献中所采用的技术路径进行了深入分析。从在线训练能力、系统并行度、光电融合与接口标准化以及计算精度等多个关键维度，对电磁域类脑计算未来研究方向进行了展望，以期为该领域的发展提供参考。

基于极限平衡的力学原理，提出了不假设条柱间作用力的对称三维边坡安全系数计算方法，推导出了考虑爆破地震动荷载方向和强度的安全系数表达式。通过3个经典算例的分析计算，量化了爆破地震动荷载方向和强度对边坡安全系数的影响。结果表明，在爆破地震动荷载作用下，三维对称边坡的最危险作用方向与下滑力的合力方向一致；当爆破地震动荷载拟静力系数从0逐步增大到0.3，边坡安全系数逐渐减小，在最不利方向上3个算例的安全系数最大分别减小了38.89%、29.29%和42.83%。所提方法及分析结果可为武器打击条件下匀质边坡稳定性分析和安全风险评估提供参考。

在模块化、轻量化应急桥梁研制背景下，开展了基于大跨高比玻璃纤维增强复合材料（glass fiber reinforced polymer,GFRP）拉挤型材方管粘合桥面板的三点弯曲试验，建立了考虑损伤演化的实体有限元模型和直接受载区段平面框架结构有限元模型并进行数值模拟和分析。结果表明，桥面板在直接受载区域边缘的顶板-腹板交界位置最先发生损伤，桥面板极限承载力由顶板局部屈曲控制，最终失效形式为腹板局部屈曲；桥面板结构初始损伤由直接受载区域横截面的局部变形控制，即直接受载区边缘管件损伤由剪切变形和局部横向弯曲共同控制，中间管件损伤由顶板局部横向弯曲控制；桥面板破坏失效机制为跨中弯曲内力主导的顶板和腹板局部屈曲，顶板-腹板交界处损伤开裂后形成的弱约束加速了该进程。所设计桥面板可为应急场景提供参考。

为解决超高速动能武器打击下混凝土热-力耦合毁伤问题，弥补现有主流本构模型无法描述热软化效应的缺陷，开展了考虑冲击温升效应的混凝土动态本构模型研究。以Kong-Fang流体弹塑性损伤模型为基础，分析冲击载荷下混凝土温升机理，提出冲击波作用下温度累积计算方法，引入高温与高应变率耦合效应，构建高温高应变率耦合动态本构模型；通过LS-DYNA用户材料子程序接口建模，并结合长杆弹超高速侵彻混凝土靶体试验进行验证。结果表明，所提模型能准确表征冲击温升及其对材料性能的影响，速度超过3 km/s时，考虑温升的侵彻深度预测值较原始模型增幅显著，5 km/s时达10.8%，且能精准模拟靶体损伤模式，为混凝土防护结构抗超高速打击设计提供了数据支撑。

结构面作为岩体的薄弱环节往往决定了岩体的整体稳定性，为揭示结构面失稳的诱发机制，分析了滑动面形成过程中的受力和能量特征，建立了渐变失稳型结构面失稳的能量关系，并基于无量纲能量因子给出了单次扰动下结构面失稳的能量判据。利用三滑块模型和简化的折线型剪切本构关系定量分析了滑块稳定性的主要影响因素。分析发现，采用折线型本构时，失稳能量因子阈值可表示为结构面初始状态、材料变形本构特征的函数，其大小与名义极限应变的平方以及初始剪切力与极限抗力相对大小的平方成正比，而与扰动参数无关；单次扰动时，扰动频率越高，诱发失稳所需的扰动力越大。基于能量的理论分析得到的主要结论与极限平衡法的分析结果及相关试验结果揭示的一般规律吻合。所提无量纲能量因子判据为防控由结构面失稳而诱发的工程灾害提供了新的思路。

为探究梯形腹板增强型泡沫夹芯复合材料护舷的吸能特性，对永宁大桥复合材料防撞护舷开展了足尺准静态压缩试验。基于混合准则，推导了45°梯形单元体等效压缩模量、强度及腹板相对密度的理论模型。结果表明，试件主要存在腹板屈曲、腹板-泡沫剥离及层间剥离3种破坏模式；其极限承载力为705.68 kN，平均压缩力达627.38 kN，且在10%~20%压缩阶段吸能增幅达116.09%，最大吸能值为2.76×105 J，表现出稳定的阶段性耗能特性。理论预测值与试验值偏差小于15%，验证了所提模型具有良好的精度与工程适用性。

针对滩涂地区软弱地基引发的车辆陷落与路面失稳问题，聚焦物理加固技术施工效率低、化学改性成本高、复合材料耐久性不足等关键技术瓶颈，采用现场试验与数值模拟相结合的方法，基于60 t级履带荷载试验场实测的土压力、应变和位移时程数据，结合ABAQUS参数化建模，验证了化学加固层-铝合金路面板复合结构的承载性能。结果表明，铝合金路面板在荷载作用下保持良好的弹性工作状态，与20 cm厚化学加固层协同作用，形成低附加应力的复合地基方案，可有效满足重载车辆通行需求。研究结果不仅完善了分层地基协同承载理论体系，而且通过“化学加固-铝合金路面板铺装”的工程实践，为军事机动保障提供了兼顾时效性与经济性的高效解决方案。

对战略价值显著、具有突出不可替代性的工程目标毁伤状态的及时感知与快速评估决策已成为打赢现代化战争的关键前提。综合无人化信息手段归纳出了一种应用于复杂工程环境下的毁伤评估方法，以实现综合工程全局毁伤信息的快速毁伤评估。以无人机搭载贴近摄影技术作为外部信息获取手段，以无人机器人和抛洒传感器配合激光扫描和全景影像获取作为内部毁伤信息获取手段，搭建工程内外毁伤信息获取平台。基于工程结构特性建立“物理-功能-系统”毁伤评估准则，从而形成综合内外毁伤信息的毁伤评估模型。通过对某模拟工程毁伤状态进行评估，验证了所提方法具有较好的工程适用性，可满足复杂背景下快速毁伤评估的需求。

雷电高压可能使飞机油箱结构边缘感应起晕，引燃燃油导致严重安全事故。为理解飞机复合材料油箱结构在雷电高压环境下的起晕机理，针对飞机复合材料油箱结构的雷电高压起晕特性进行了分析与测试。通过仿真分析了起晕和击穿过程参数变化，建立了复合材料油箱结构邻近雷击脉冲电场环境起晕模型，获取了起晕过程中油箱边缘的电场变化，得到了起晕和击穿阈值。在仿真分析的基础上，进一步对不同尺寸和形状的复合材料油箱结构模型开展了雷电高压起晕和击穿测试，获取了复合材料油箱结构雷电高压起晕过程图像，测得了起晕过程中的电流和电场变化等特征参量，并分析了其变化规律。研究结果对飞机复合材料油箱结构的雷电安全性评估及防护设计具有借鉴意义。

针对桥梁工程中钢拉索自重大、易腐蚀及传统纤维增强复合材料（fiber-reinforced polymer，FRP）平行索弯曲性能不足的问题，提出了一种轻质、耐腐蚀和高柔韧性的新型FRP柔性索。基于FRP柔性索三维有限元模型，分析了排列方式、捻距、捻向、摩擦系数和轮径比等参数对索体最大轴向应力和接触应力的影响规律，并提出优化设计建议。结果表明：圆形排列在接触应力控制方面更具优势，而正六边形排列在轴向应力分配与均匀性方面表现更优；内外层索股采用反向捻制，可使最大轴向应力减小11.3%；当捻距为12d~20d时，最大轴向应力随捻距增加而增大，而接触应力逐渐减小；增大摩擦系数有助于改善索股应力分布均匀性；当轮径比从17增大至40时，圆形和正六边形索体的最大轴向应力分别降低48.6%和47.4%，当轮径比≥30时，外层股轴向应力低于极限拉伸强度的70%。研究结果可为FRP柔性索在高腐蚀、高柔韧性环境中的工程应用提供参考。

为探讨构件刚度对拉挤纤维增强复合材料(pultruded fiber-reinforced polymer，PFRP)构件屈曲临界载荷的影响，通过理论模型构建了PFRP的构件刚度表征体系，为机器学习模型提供输入特征。建立了包含多种截面形式，共计329个样本的PFRP构件弯曲屈曲试验数据库。利用支持向量回归、随机森林回归、K近邻、极端梯度提升和人工神经网络5种机器学习模型，对构件刚度与屈曲临界载荷的关系进行了预测。结果显示，K近邻模型预测性能最佳，R2值达到了0.967，较传统物理模型提高了0.237。基于SHAP(SHapley Additive exPlanations)值分析，揭示了弯曲刚度是影响屈曲临界载荷的主导因素。该研究创新性地构建了构件刚度表征体系，显著提升了预测准确性和鲁棒性，为PFRP构件的设计和优化提供了一定的理论基础。