深海材料剪切模量测试是海洋领域高性能材料评价中不可或缺的一环,在海洋工程装备、海港、海防建设等方面应用较为广泛。剪切模量作为材料力学性能之一,表征材料抵抗切应变的能力,剪切模量的高低在一定程度上决定着材料的应用范围,因此,深海材料剪切模量的测试有着十分重要的意义。本文以深海材料为研究对象,开发了一套深海环境下材料剪切模量检测实验台。其主要研究内容如下:通过对深海环境模拟器研究,提出了一种模拟深海环境的压强闭环控制策略;根据压力容器设计规范,计算校核了耐压舱的强度,利用ABAQUS软件对耐压舱进行有限元分析;利用理想点算法对耐压舱螺栓进行排布;运用ABAQUS软件研究了三种工况下,预紧力对耐压舱结构刚度的影响。结果表明,利用高低温试验箱结合恒压控制系统可以有效模拟深海环境温度和压强;对耐压舱应力分析,得出耐压舱最大应力48.1MPa,最大变形2.625μm;分析预紧力三种工况,得出施加合适预紧力可以提高耐压舱结构刚度,减少形变,预紧力过大减少耐压舱结构刚度,过小不利于耐压舱密封。分析了动、静态测试原理,完成了剪切模量动态测试装置的三维数字化设计,研究了在深海环境下剪切模量测试装置结构的应力分布特征和形变大小,对测试装置支架进行了参数优化;对支架进行模态分析,提取其前5阶自振频率,研究支架自振频率对测试装置的影响。结果表明,通过对测试装置静力学分析,得到测试装置结构在高压下应力形变较小,其中支架最大应力8.41MPa,最大形变2.41μm,夹紧套最大Mises应力为15.27MPa,最大形变7.18μm;由模态分析得到支架低阶频率较高,对测试装置影响较小。搭建了深海环境下材料剪切模量测试实验台,利用最小二乘法对传感器进行线性标定,对深海材料进行剪切模量测试。结果表明,在温度不变情况下,不同频率下材料A、B储能模量随着驱动频率增加而增加,损耗因子随驱动频率减小而减小,实验数据曲线均符合高聚物黏弹性理论,验证了实验台的可靠性。