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成果名称: 基于材料构型力学描述多缺陷损伤的新体系及其应用

成果登记号: 9612014J0024

第一完成单位: 西安交通大学

联 系 人: 高阳

成果类型: 基础理论

技术领域: 先进制造

成果简介:

       材料构型力学其基本理论体系属于固体力学的前沿领域,可用于工程材料和结构多缺陷损伤的表征和评估。本项目基于材料构型力学系统研究了材料与结构的多缺陷问题,为预测含缺陷群问题以及强非均质材料的破坏问题提供一种新的理论依据。主要贡献为:1.完善了材料构型力学理论,建立微裂纹损伤的M积分描述方法,构建固体力学守恒定理和微裂纹损伤这两个相互独立的研究领域之间的内在联系;基于材料构型力和守恒积分提出一种描述材料复杂缺陷损伤和失效的新准则,该准则可用于非均匀介质各种形式的材料损伤与结构完整性评估;2.首次给出构型力及守恒积分在压电材料多裂纹问题和微裂纹屏蔽问题中的应用,发现了Jk向量两个投影守恒定理在机电偶合情况下仍成立;构型力及守恒积分在压电材料多裂纹问题和微裂纹屏蔽问题中的应用,为压电材料断裂和压电材料界面裂纹提供一种新的研究思路,可以为智能结构材料的寿命预测提供理论支撑;3.首次将构型力概念应用于纳米损伤力学,认清表面能、表面残余应力和表面的Lame常数变化对纳米孔洞扩展、聚合的影响;基于材料微结构变化构架上的构型力理论,可成功描述纳米级别的损伤演化、尺度效应。       本项目研究在2003年-2012年期间,在Int.J.SolidsStruct.、Int.J.Fract.、ASMEJ.Appl.Mech.以及《力学学报》等本领域权威刊物发表论文85篇,SCI收录57篇。并被欧美、日本等35个国家和地区的知名学者SCI他引213次。在荷兰Kluwer出版社出版30万字国际专著一部,应邀在美国机械工程协会ASMEAppl.Mech.Rev.,Adv.Appl.Mech.上发表长篇评论两篇,在国际上产生了重要的学术影响。其课题组2人获全国百篇优秀博士论文提名奖,3人获德国洪堡基金资助。