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在联合试验中，相邻部段的轴向刚度是不均匀的，这种不均匀的轴向刚度分布是不可避免和不可忽视的，随着直径增大，这种不均匀程度在增加。用工装模拟相邻部段的需要模拟这种不均匀响应，本文提出用联合试验和单一试验中不均匀轴线位移响应的方差来表示两者的等效条件。通过优化方法来设计试验工装。数值算例证明，优化设计方法能够得到等效刚度试验边界。