宁波大学主持完成的“非线性应力波传播理论进展及应用”项目获得了国家自然科学奖二等奖（一等奖空缺），这是浙江省属高校完成的科技成果首次获得国家自然科学奖，实现了新突破。

　　项目的第一完成人宁波大学教授王礼立是我国开拓、发展应力波和材料动态力学行为研究的学科带头人，50余年来致力于从理论和实验相结合，力学与材料科学相结合，以及科研、教育与工程应用相结合的角度进行探索。他基于长期科研成果编著的《应力波基础》，是我国最早系统阐述应力波传播特性及分析方法的综合论著，一直被教育部列为培养爆炸与冲击动力学领域学者的主要教材和参考书。本项目就是他和合作者逾半世纪的研究积累。

　　上世纪80年代以来，国防科技、航天航空、新型材料等领域广泛涉及爆炸与冲击问题，动态力学问题的现实挑战日益凸显，而应力波理论是解决各种爆炸与冲击问题的基础和主线。

　　项目组在几类非线性应力波相互作用及失效、非线性粘弹性波传播理论及应用、动态破坏和应力波相互作用、应力波理论在防护工程中的应用等方面都获得了重要的科学发现。

　　“大家知道加载压力可以压断一根梁，但是如果压力突然去除了，也可能使梁在意想不到的部位发生破坏，这就是卸载失效。”项目组成员——宁波大学机械工程与力学学院教授周风华介绍说，与之前很多人关注加载波效应不同，王礼立率领项目团队从1981年开始，对被忽视的卸载波和卸载效应展开系统研究。他们首次确定了加载-卸载边界在各种条件下的传播规律及其定量确定方法，这一发现被国际非线性应力波理论权威、《应用力学评论》副主编T.C.T.Ting认为“是一个了不起的结果”。

　　王礼立等人的研究成果首次揭示了正面层裂现象，对于抗冲击防护装置的设计有理论指导意义；首次揭示了不同粒子高速冲蚀损伤的共同作用机理，为雨、冰、雹、沙等对高速飞行器的冲蚀现象的研究提供了理论分析基础。针对梁的横向冲击破坏，项目组首次建立了基于波传播理论的“移行剪切铰”理论，可用于车辆吸能防护组件的设计等领域。

　　项目组在国际上率先解决了软材料动态力学性能的实验难题。国际上普遍采用分离式霍普金森压杆（SHPB）技术对材料在高应变率下的动态力学性能进行研究，但传统的SHPB采用高强度金属制作压杆，不能满足岩土、固体推进剂、炸药、生物等软材料的实验需求。项目组基于粘弹性波传播理论，率先提出了聚合物SHPB实验技术和分析方法，有效解决了软材料动态力学性能的实验难题。英国皇家会员、著名冲击物理学家John Field在对上世纪80年代以来高应变率实验技术进行评论时，把该技术列为近代重要发展之一。

　　材料在冲击载荷下发生高速变形，导致热量来不及扩散，造成局部升温并引起材料软化，形成绝热剪切破坏。项目组发现了钨合金杆绝热剪切的发展机制，为钨合金长杆穿甲弹实现“自锐”提供了理论指导。钨合金长杆穿甲弹在穿透厚的装甲时头部会钝化而降低穿甲能力，而项目组通过研究发现，预扭可以改变钨合金杆材料的微观组织和内部应力状态，使钨合金杆在冲击压缩下发生绝热剪切，实现弹头“自锐”，就像一个不断自我削尖的“铅笔”，从而改进穿甲特性。

　　项目组还建立了快速加载下脆性材料大面积碎裂模型，揭示了控制弹片等碎片形成机制，模型的计算结果与实验结果一致。在国内首次开发了岩体中大压力、大面积、波形可控的平面波加载技术，成功解决了强爆炸条件下大压力平面波环境的模拟难题，并系统给出了地下工程安全防护层厚度的设计计算方法。

　　看似深奥难懂的“非线性应力波传播理论进展及应用”项目，除了应用在国防工程中外，与我们的日常生活也息息相关。大桥的柔性防船撞装置，城市危（旧、废）建筑物的爆破拆除、爆破法筑海堤、爆破疏浚港口和河道等控制爆破工程，以及采用应力波检测建筑物桩基的可靠性等，都与这个项目有关。

　　（江英华）