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时-空-能量尺度跨越——从三维断裂到纳尺度物理力学

日期:2014-01-06 10:17:13  字体:[] [] []

报告人: 郭万林 教授 (南京航空航天大学纳米科学研究所所长;机械结构力学及控制国家重点实验室主任) 

时   间: 2014-01-07 10:00 

地   点: 木兰船建楼A206 

主   办:  

联系人: 李中华 教授 

 

报告摘要:

 

       力学经历了从古希腊时期对浮力、天体运动等自然现象的好奇和规律认识到17世纪牛顿运动定律,建立起力与物质运动的理论体系;从虎克定律的经验认识到18、19世纪连续介质力学理论体系的建立,发展到20世纪的面向机械工程的疲劳断裂与塑性力学和深入到描述物质局域场的量子力学。到了21世纪,随着纳米科技的发展,考虑力、运动、变形与局域场的耦合的物理力学日益得到重视,学科的交叉融合日益加深。如何跨越从纳米结构基本性质到宏观工程应用、如何从原子尺度认识和预测设计具有更好性能的宏观材料结构正在成为新的发展趋势,带来如何跨越时-空-能量尺度的挑战。

 

       在这里,我们首先总结克服二维断裂理论局限,发展三维弹塑性断裂理论、从材料疲劳断裂性能预测工程结构服役行为方面20多年来的主要进展;分析由宏入微到纳米尺度下物质的局域场与力学变形、机械运动和物理生化环境等外场间的强烈耦合的物理力学问题;最后结合我们新近在纳米结构器件方面的实验研究实践,展示将纳米结构的优异性能在工程环境下的宏观系统中发挥出来、实现从纳米尺度向宏观纳米技术的跨越、促进技术进步的一些趋势。

 

参考文献:

 1      Guo W. Elastoplastic Three-dimensional Crack Border Field-I~III. Engng. Fract. Mech. I: 1993, 46: 93-104; II: 1993, 46: 105-113; III: 1995, 51: 51-71.

 2      Mujing Xiang, Zhenbo Yu, Wanlin Guo, Characterization of three-dimensional crack border fields in creeping solids. International Journal of Solids and Structures 2011, 48(19), 2695-2705.

 3      Mujing Xiang, Wanlin Guo, Formulation of the stress fields in power law solids ahead of three-dimensional tensile cracks. International Journal of Solids and Structures 2013, 50, 3067-3088.

 4      Guo W. Three-dimensional analysis of plastic constraint for through-thickness cracked bodies. Engng. Fract. Mech., 1999, 62: 383-407.

 5      Guo W., Wang C., Rose F. The Influence of cross-sectional thickness on fatigue cracks growth. Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., 1999, 22: 437-444.

 6         Peishi Yu, Wanlin Guo, An equivalent thickness conception for prediction of surface fatigue crack growth life and shape evolution. Engineering Fracture Mechanics, 2012, 93, 65-74.

 7         Xiaofei Liu, Tao Xu, Xing Wu, Zhuhua Zhang, Jin Yu, Hao Qiu, Jinhua Hong, Chuanhong Jin, Jixue Li, Xinran Wang, Litao Sun*, Wanlin Guo*, Top-down fabrication of sub-nanometre semiconducting nanoribbons derived from molybdenum disulfide sheets, Nature Communications 4, 1776 (2013).

 8         Jun Yin, Xuemei Li, Jianxin Zhou, Wanlin Guo*, Ultralight Three-Dimensional Boron Nitride Foam with Ultralow Permittivity and Superelasticity, Nano Letters 13 (7), 3232-3236 (2013).

 

 报告嘉宾简介


  郭万林,博士,教授,现任南京航空航天大学纳米科学研究所所长,纳智能材料器件教育部重点实验室主任,机械结构力学及控制国家重点实验室副主任。1996年获国家杰出青年基金,1999年受聘为国家教育部“长江学者”特聘教授,2005年带领“纳尺度物理力学”团队入选国家教育部“长江学者创新团队”计划。自80年代后期以来长期从事三维断裂力学和结构强度研究。近十年来,在继续开展飞机结构损伤容限应用研究的同时,基础研究的兴趣向纳尺度多场耦合与纳智能材料器件的物理力学原理与高效能量转换纳米技术、分子物理力学研究方面发展,在Nature Commications, Physics Review Letters, Advanced Materials,Nano Letters, Journal of Mechanics and Physics of Solids,Journal of the American Chemical Society,中国科学和力学学报等SCI源刊物发表论文200余篇,被SCI他引2200余次,获授权国家发明专利10余项,2012年获国家自然科学奖二等奖和全国先进科技工作者称号,2013年获徐芝伦力学奖一等奖。

 

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