随着材料科学的迅速发展,新型材料与结构的功能越来越多,其性能也越来越复杂,确定这些复杂的性能往往是单一的实验或数值计算难于解决的问题。实验与数值计算相结合的杂交法的特点在于它使这两种方法优势互补、取长补短,但目前杂交法的功能还有相当的局限性,它在技术上仍然属于一种直接混合的方法。因此,开展新的杂交技术的研究,使其能够适用于对非线性的、多参量的问题的求解及复杂的工程材料性能的研究具有重要的科学意义和工程应用前景。本文以新型杂交方法的研究及新型的杂交技术在复合材料非线性力学性能研究中的应用作为两个主要研究内容。 本文提出了一种新的基于实验的半闭环的杂交反演分析方法,该方法引入了一些新的反问题求解技术。与以往直接混合的杂交方法不同,该方法将实验测试技术与数值计算与反问题求解与力学模型有机的结合起来,以适当的力学模型为基础,以丰富的实验数据和实验结果为约束条件和参照目标,能够实现复杂问题中的多变量的参数识别与提取,能够实现非线性问题的杂交求解。文中分别将基于梯度的优化方法、人工神经网络方法和遗传算法这三种典型的反分析技术引入到具体的杂交反演过程中,并就这三种方法的技术特点、适用问题等内容进行了分析讨论。本文首次将这种基于实验的杂交反演方法用于真实的多相复合材料非规则界面力学性能参数的研究。在精细实验给出的材料微结构实验结果的基础上,结合考虑界面损伤和破坏的理论模型和微结构的界面破坏的有限元数值模拟,定量地反演出实际金属基复合材料在损伤和破坏过程中的相关的力学性能参数,解决了真实材料界面力学性能直接测定的困难。此外,本文还将这种基于实验的杂交反演方法用于复合材料基元相非线性力学性能的反演识别。以双金属复合板为研究对象,设计实验方案,基于实验测得的双金属板整体的连续的非线性力学响应,结合弹塑性本构模型及有限元数值计算,反演出组成复合板的两种金属材料各自的弹塑性力学性能,成功地将这一方法应用于真实材料弹塑性性能的反演识别。