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[内蒙古工业大学]固体力学硕士学科

   2004-11-17 00:00 【 】【我要纠错

    固体力学研究方向(部分)简介
  
  1、工程结构和材料断裂、损伤与疲劳
  
  本方向是我校固体力学硕士点的起步学科,有较长期的学术积累。在裂纹尖端场的理论解、材料破坏的力学行为、断裂准则、连续损伤理论和含微缺陷的二维损伤固体的有效弹性性质等方面取得一些成果。主要依靠理论分析、数值模拟和实验的方法,从事工程结构和材料断裂、损伤与疲劳的机理性研究工作,寻求其解析解、半解析解或数值解。有限元程序开发,利用现代计算机和有限元相结合模拟材料破坏和工程结构失效等方面的研究。本方向是土木工程以及材料科学理论分析和数值计算的基础,也是本学科几个研究方向的交叉点。
  
  2、微细观实验力学技术
  
  固体力学的研究急需具有微米乃致纳米级分辩率的实验力学技术支撑。纳米云纹法的建立和电子束云纹技术改进为解决细观力学的一些诸如裂尖、界面、位错、层错、晶格等层次上的疑难问题提供了有效的实验手段,目前在裂尖、界面取得的一些成果已引起学术界的很大兴趣。材料表面纳米化的力学行为研究揭示了表面纳米化的细观力学机制,为这项新技术的应用提供了例证。从已有成果的水平上看,该方向有望在短期内达到国内领先水平,并可产生一定的国际影响。
  
  3、材料细观层次的力学行为
  
  材料受外界影响(力、热、声、磁)后引发的诸如塑性变形、马氏体相变、贝氏体相变以及形状记忆效应等等都与力学有关。而且,超高强度钢、金属流变成型、陶瓷增韧、纳米薄膜和涂层等材料及工艺开发过程也经常包含一些细观力学问题。由于固体力学的研究对象是材料,所以在细-微观尺度上的力学研究,对于解决固体力学中的深层次问题,以及开发新材料和探明材料机理都有着非常重要的作用和意义。目前在塑性材料细观结构的演化和马氏体相变模拟等方面获得一些新颖的结论。
  
  4、宏细观计算力学
  
  有限元计算已经成为求解力学问题的重要方法之一。由于受到许多偏微分方程无精确解的限制,以及在处理大量数据方面的困难,利用本方法可以解决诸如塑性变形、孔洞/裂纹尖端附近,以及材料细观层次的应力-应变场、能量场以及流场、热场、电场等诸多问题,预测材料的变形、损伤和断裂的进程,模拟大型工程结构以及材料细观的力学行为,它对于力学机理研究和解决工程问题具有重要作用。
  
  5、非线性动力学与人工智能技术的工程应用
  
  本研究方向以非线性动力学理论(混沌、随机过程、分形和小波理论)为理论基础,并运用人工智能方法(遗传算法、模糊逻辑和神经网络),通过计算机仿真手段,研究、分析和模拟工程实际过程,探索其规律,以提高工程设计与工艺水平。目前在预测固体火箭发动机比冲性能方面取得一些阶段性成果。
  
  6、力学在土木工程中的应用
  
  风沙土、湿陷性黄土和寒区湿地冻土约占我国国土面积的50%左右,主要分布在华北、东北和西北地区,内蒙古地区及长城沿线沙害更为严重。在这些地区进行经济开发和工程建设经常会受到这些类型地基土的困扰。本方向的工作之一是从理论和试验方面研究该类土体的基本性质、力学性能和破坏机理,它不仅会促进散体力学理论的发展,而且为工程建设提供理论依据。本方向的工作之二是张拉整体结构是一种超大跨度的结构形式的研究。这种结构形式是由美国建筑师r.b.fuller于上世纪中期提出的一种结构思想演变而来,可用于大型体育场馆、大型博览会展厅、飞机库等大跨度建筑,上世纪末在国外开始应用。虽然经多年的研究与发展,但设计理论仍不完善。我国在这一领域的研究起步较晚,从1995年开始,虽然在理论方面取得了一些成果,但工程应用仍是空白。
  
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