本成果属于固体力学研究领域。

    塑性变形是自然界中材料在外力作用下不可恢复形变的一种物理现象，是材料宏-细-微观多层次下多物理机制的相关作用过程，也是材料变形、损伤、断裂力学行为的本质和基础。晶体弹塑性理论将滑移机制与塑性变形有机的结合起来，奠定了单晶、定向和多晶在晶粒尺度内塑性变形的基本理论。各向异性晶体弹塑性理论是国际弹塑性细观力学领域的前沿课题，它主要涉及载荷作用下材料的细微观组织结构及其演化和变形、破坏之间的对应关系，是多尺度力学的关键基础，是晶体各向异性和敏感性机理、晶体弹塑性本构理论以及航空、航天热端部件结构强度、生物医疗评估方法研究迫切需要解决的关键问题。本项目在国家自然科学基金、科技部863 计划、航空推进技术验证计划、总装先进预先研究计划及民机专项科研等项目持续支持下，经过20年（1996-2016）系统深入的研究，主要发现点和贡献点如下：

    1、系统揭示了晶体和织构体的晶体各向异性和取向敏感性细微观机理。揭示了在服役载荷下的细微观组织结构演化规律和合金元素的作用机理，阐明了相变演化规律及其与宏观塑性响应的对应关系；发现了合金元素及孪晶和滑移与攀移发展塑性变形的微观机制。

    2、创立了能够反映材料组织结构特点和晶体取向相关性、并经过广泛试验验证的复杂应力状态下弹塑性-蠕变/持久-低周疲劳-热机械疲劳的晶体滑移塑性本构和寿命理论体系。揭示了材料疲劳和断裂过程中相变和塑性变形的发生、发展过程，及其对材料强度寿命的影响。首次提出了晶体塑性理论框架下基于制孔工艺和多孔干涉效应的单晶气膜孔原始表面质量评估方法。

    3、系统阐明了平头压痕加载与塑性变形力学行为的响应规律，建立了基于晶体塑性滑移理论的压痕蠕变、压痕疲劳、压痕相变的理论体系，提出了由压痕实验技术表征晶体学力学模型参数的新方法。创新设计了温度梯度、小试样、双剪切试样等复杂环境下晶体塑性模型的试验验证与考核方法。

    4、系统发展了基于三维晶体塑性变形的多学科设计优化解耦与重构机制的新原理，提出了一种基于Kriging 模型垂距的多点取样算法，建立了串行、并行多学科设计优化理论及方法、效率与精度权衡策略、多学科不确定建模及多目标优化的新方法。成功实现了单晶涡轮叶片的高效率优化设计和超弹性支架的优化设计。

    本成果推动了晶体各向异性弹塑性理论和工程应用的发展，撰写了本学科领域5本专著，在国际顶级期刊发表的20篇核心论文中包括力学和金属材料领域TOP1期刊IJP（IF=5.623）1篇、JMPS（IF=3.875）1篇、Acta Materialia（IF=5.058）1篇，IF>2 有18篇，研究成果被美国科学院院士、国际著名力学大师A.Needleman在JMPS等期刊上引用5次，被美国工程院院士、国际压痕蠕变创始人James C.M.Li在MSE-R（IF=24.652）期刊上引用达11次，同时被美国国家工程院院士 Gregory B. Olson，德国北莱茵威斯特法伦科学院院士 Gunther Eggeler，美国机械工程学会ASME 会士: Vikas Tomar、Nagaraj K. Arakere、Anastasia H. Muliana、Wing Kam Liu、Akio Yonezu 和David L. McDowell等，英国皇家航空学会会士：M.H. Aliabadi，美国工程科学学会会士：Allan F. Bower，美国材料研究学会会士：Peter M. Anderson，美国金属协会、美国焊接学会会士：Toshihiko Koseki等14位院士或会士，所著的24篇论文35次引用；被美、德、英、法、日等29个国家和地区，如Cambridge大学、Ruhr大学、Kentucky大学、德国马普所等127所研究机构的150位学者正面引用，被国内徐滨士、尹泽勇、王仲奇、雷廷权、傅恒志、曾苏民和胡壮麒等7位院士，康国政、邵宗平、徐福建、曲少星、陈仁鹏、傅旭东、郭雪峰和王成等8位长江或杰青，他引463次，SCI 他引366次，其中IF>2 的文章105篇。

    本成果获陕西省高等学校科学技术奖一等奖一项，二等奖一项，全国优秀博士论文提名1人，陕西省优秀博士论文4人。获国家专利4项，软件著作权5项，所开发的国内唯一的晶体塑性强度寿命分析软件在中国航发608、624 、606、商发等航空发动机型号上得到应用，解决了单晶叶片结构强度精确设计技术难题。项目执行期内，项目主持人获聘"长江学者"特聘教授、"洪堡"学者、"航空发动机和燃气轮机"重大专项咨询委委员和基础研究委员会委员、国际期刊《MMMS》主编，"国际工程材料与结构蠕变断裂委员会"国内委员。