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专业委员会工作总结

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2013年固体力学专业委员会工作总结

发布日期:2014年02月16日

固体力学专业委员会在2013年中国力学大会上组织了固体力学分会,邀请了10位领域内著名专家做了分会邀请报告。报告人及题目如下:
l 于起峰院士      大型结构变形测量与大尺度运动测量研究进展;
l 张统一院士     Solute concentrations and strains in nanograined materials
l 洪友士研究员  超高周疲劳裂纹萌生和初始扩展的机理与模型;
l 周又和教授     ITER超导磁体设计与制备中的若干关键力学问题;
l 张俊乾教授    锂离子电池中的扩散应力和破坏;
l 王铁军教授     重型燃气轮机制造中的若干基础力学问题;
l 郑泉水教授     石墨的力学和摩擦特性研究进展;

l   彪教授       基于聚焦和非聚焦入射的连续光波诱导的奇特光动量

                象的能量模型;

l 彭向和教授      一种基于微结构损伤的尺度效应分析方法;
l 姚伟岸教授     基于辛体系的解析奇异单元及其在断裂力学中的应用。
委员会另一项重要工作是主办了2013年固体力学中的动力学问题研讨会暨固体力学专业委员会年度会议,由昆明理工大学承办,于201372022日在昆明理工大学国际学术交流中心召开。会议特邀国内外该领域知名专家对固体力学中涉及的动力学问题进行了研讨和交流。以期推动国内在该领域的研究,推动固体力学面向国家重大战略需求的基础研究,提高结合工程开展研究和解决工程问题的能力。共有51位力学学者参会,其中海外学者4位。
开幕式由清华大学刘彬教授主持。会议承办方昆明理工大学张英杰校长首先致欢迎辞,张校长全面介绍了昆明理工大学各方面情况,希望通过此次会议促进地处边陲的昆明理工大学与固体力学优秀学者间的相互了解与交流。国家自然科学基金委员会数理科学部孟庆国副主任随后致辞,对于4位海外华人学者加入到本次会议表示欢迎,希望通过对固体力学中动力学领域的讨论,形成对这个方向一定的牵引作用。国家自然科学基金委员会力学处詹世革处长发言强调,从调研来看国内固体力学学者中研究静力学的偏多,研究动态问题的偏少,充分肯定了本次研讨会的选题,希望大家能深入研讨。办公室主任汤亚南处长代表学会办公室表示愿意尽力支持专业委员会开展学术交流活动,并且希望加强固体力学专业委员与下辖专业组的沟通。固体力学专业委员会主任委员、北京大学方岱宁教授最后致辞,阐述了策划举办此次会议的初衷与目的,并宣布研讨会开幕。
会议邀请报告分别由中国科学院力学研究所魏悦广研究员、洪友士研究员,北京航空航天大学杨嘉陵教授,兰州大学周又和教授,哈尔滨工业大学吴林志教授分别主持。邀请报告中,美国西北大学曲建民教授介绍了“Wave motion in nonlinear solids and its application to nondestructive evaluation of material damage”,涉及非线性超声波的分类、新的mixing波的产生以及对塑性区的检测等内容。香港科技大学孙庆平教授介绍了“Deformation and fracture behavior of solid under cyclic phasetransitions-Recent advances on nonlinear, nonequilibrium and multi-fields coupling”,涉及形状记忆合金在不同频率下的相变演化过程。美国普度大学陈为农教授介绍了“Kolsky Bar experiments unde synchrotron X-ray: monitoring dynamic microstructure evalution”,涉及复合材料纤维与界面、单晶硅、沙粒、韧带/骨头、玻璃等在Kolsky Bar冲击下的破坏过程。日本千叶大学胡宁教授介绍了“结构和材料的超声波无损检测与监测技术”,涉及兰姆波与损伤相互作用的数值方法、通过激发与探测超声波的位置互换而不需要扫描探测阵列的新的检测方法等。北京理工大学胡更开教授介绍了“固体力学的几个动力学问题”,主要涉及波的传播与控制、波动细观力学和大型结构的展开动力学。北京交通大学汪越胜教授介绍了“声子晶体波传播的数值模拟方法及声学特性优化设计”,并总结了平面波展开法、小波变换、球/柱波函数展开等各种数值方法在声波传播计算中的优缺点和适用范围。西安交通大学王铁军教授介绍了“高低速冲击实验”,涉及西安交通大学近些年在高低速冲击实验设备和条件建设方面的投入和进展。北京航空航天大学杨嘉陵教授介绍了“猫科动物跳跃着陆缓冲与能量吸收-释放”,涉及猫和虎的跳跃的4个过程,解释了其缓冲与能量吸收-释放的机理,并进行了仿生多级能量吸收器的设计。西南交通大学康国政教授介绍了“工程材料的棘轮效应和棘轮-疲劳交互作用”,并由金属结构材料拓展到了形状记忆合金。重庆大学刘占芳教授介绍了“广义弹性波动力学理论探索”,在弹性力学框架基础上考虑了转动的因素。
在各位学者的精彩报告中,与会学者展开了深入而热烈的讨论。曲建民教授指出波动不涉及到冲击波,而冲击动力学涉及到应变率、激波和强动力等问题。并介绍了波动问题从6080年代的无损检测,定量无损检测,以及寿命评估相结合的发展过程。陈为农教授介绍美国在冲击动力学方面,40年代后期发展迅速,美苏对立期间投入很大,冷战结束后投入减少,现在主要投入在生物医疗和能源领域,高速冲击的问题比较难研究相对缺乏。孙庆平教授认为传统的动力学是在牛顿定律下考虑惯性项的动力学问题,而现在的广义动力学可以是非惯性的动力学,比如演化动力学。胡宁教授介绍日本在基础研究上涉及波动的尺度问题、耦合介质的动力学问题、波的传播与控制、健康监控以及非线性超声波问题;而在应用方面包括光纤、声发射的被动方法和相控阵超声、微波检测的主动方法等。西北工业大学李玉龙教授指出目前在冲击动力学方面还需要补课,他将组织关于冲击动力学的补习班。天津大学亢一澜教授介绍了在西宁召开的实验力学未来发展高层漫淡会议,希望大家关注动力学方面的仪器,尤其是大型科学仪器的研制涉及学科交叉,需要大家的密切合作。王铁军教授强调结构的振动一直属于固体力学学科的研究方向。
王铁军教授主持了固体力学专业委员会扩大会议,中国工程物理研究院陈小伟教授和浙江大学曲绍兴教授进行了承办4年一次的全国固体力学会议的演讲,通过投票确认中国工程物理研究院陈小伟教授、西南交通大学康国政教授、四川大学王清远教授联合在成都承办2014年全国固体力学年会。重庆大学彭向和教授承办2014年固体力学“十三五”学科发展研讨会暨固体力学专业委员会年度会议。
研讨会还围绕固体力学中的动力学问题进行了自由讨论。根据国家自然科学基金委员会力学学科战略发展调研报告指出的“固体力学方面的研究,存在三多三少:前沿问题研究多,涉及国家需求的少;材料研究的多,结构研究的少;静力学研究的多,动力学研究的少”现象,会议主席方岱宁教授给出了这次研究会的4个议题:
议题1:什么是固体力学的动力学问题,它的内涵与外延?
议题2:研究固力学中的动力学基础问题的人是多还是少,为什么?
议题3:关于固力学中的动力学基础问题研究,国内外的研究水平相比如何?
议题4:如何推动固力学学科的动力学教学及人才培养?
经过激烈深入的讨论,与会学者增进了对固体力学中的动力学问题的认识。各位学者对该议题的见解归纳总结如下:
l 狭义定义是从牛顿定律出发的含有惯性项的动力学问题;从数学物理方程看,它属于三类方程中的双曲方程;从参数上看,时间是作为自变量。
l 广义上看是否应该包含生物的演化、地球的演化、物理化学的演化、流-固耦合的演化,多场耦合的演化等随时间变化的、甚至不是单调的、远离平衡态的动力学问题?
l 从动力学的学科划分上还要和国际接轨,应该包含了质量、惯性等。弹性波和振动的基本方程相似,更关心的时间尺度和空间尺度。
l 需要看研究的问题是否能做时间的切片,如果能做时间切片,研究的方法还和静力学方法类似。
l 狭义上的固体力学动力学问题属于变形体的动力学问题,主要包括振动、弹性波和冲击动力学;广义上包含时间参数和演化机理的问题。目前从固体力学学科整体上看,做静力学的多,做动力学的少;做振动和冲击动力学的工程问题的人多,但做动力学基础问题的人员还是偏少;做材料动力学的多,做结构动力学研究偏少,而研究地震的动力学则更少。
l 2014年的研讨除了固体力学学科发展“十三五”规划外,还要与国际同行进行同一层面的探讨,做国际性的研讨会。此外,2014年将针对全国青年研究者和研究生,举办“波动力学”暑期讲席班。
l 由于课时限制,目前全国在高等院校力学学科教学中,涉及振动、波动和冲击的课程大幅减少,甚至许多高校力学系没有开设振动、波动和冲击的课程,这方面应引起重视,给予加强。可以考虑研究生教学中安排动力学课程,另外可办暑期班的形式推动教学和人才培养。
此外固体力学专业委员会下辖的多个专业组在2013年度积极开展了一系列学术交流活动来促进各方向快速发展。
断裂与疲劳专业组:(一)参与“第13届国际断裂大会”的筹备和组织工作(如专业组副组长冯西桥担任此次大会的秘书长)。(二)以固体力学专业委员会的名义与实验力学专业委员会联合主办了“2013年疲劳、损伤与断裂研讨会”,由广西大学和华南理工大学承办并于2013101821日在广西桂林市召开,来自全国各地院校和研究院所的40名代表参加了本次研讨会,会议主席为黄培彦教授和张克实教授。此次研讨会的主要议题为:(1)疲劳、损伤与断裂研究现状分析;(2)疲劳、损伤与断裂的学术前沿问题;(3)疲劳、损伤和断裂研究与国家重大需求的关系。会议分为3个阶段进行,即综述性邀请报告、专题邀请报告、以及自由发言和讨论。代表们的邀请报告所涉及范围涵盖了固体材料损伤的细观物理基础、损伤破坏的实验方法、切口对构件疲劳的影响、金属塑性与疲劳的细观分析方法、金属疲劳的新机理和新理论、复合材料结构分层破坏与多向疲劳、循环载荷下多晶材料裂尖行为的离散位错动力学模拟、电磁固体的断裂、沥青混合料断裂、裂尖区域的非均匀铁弹畴变、表面效应与纳米尺度力学行为、固体材料破坏研究的发展回顾和展望等方面。会议邀请了余寿文、洪友士、詹士革、杨晓光和高玉魁等学者作了综述性报告,内容包括“从第13届国际断裂大会谈断裂与损伤力学的发展”、“从若干学术期刊看疲劳与断裂研究的重要问题”、“从基金项目看疲劳、损伤与断裂的研究现状”、“航空发动机研发涉及的疲劳、损伤与断裂问题”、“多轴疲劳的研究现状与发展趋势”。白以龙院士全程参加了此次会议,并应邀作了题为“损伤的细观物理基础”的专题邀请报告。会议还就疲劳、损伤与断裂研究中遇到的问题、以及学术报告涉及的问题专门组织了讨论,会上代表们发言踊跃、交流积极,气氛十分热烈。与会代表普遍认为,要增强我国在机械、航空航天、新型能源、土木和交通领域等的科技创新实力,疲劳、损伤与断裂研究是一个不可或缺的重要环节,前沿、基础和重大工程方面的研究都要给予足够的重视,而且需要从加强研究生的教育做起。
复合材料专业组:(一)成功组织了2013年中国力学大会专题研讨会。组长孟松鹤教授联合组织“复合材料破坏、强度与多尺度、多场耦合力学”专题研讨会(编号:MS03)。该专题会旨在交流复合材料破坏、强度、多尺度与多场耦合力学的新理论、新方法、新技术和新进展,促进国内同行在相关领域的交流与合作。(二)成功组织了第一届中国国际复合材料科技大会“复合材料多尺度模拟与优化设计”分会场。第一届中国国际复合材料科技大会(CCCM-1)于201391012日在北京举行。“复合材料多尺度模拟与优化设计”作为一个重要分会场分别于910日下午与11日下午召开,完成专题报告4个,口头报告14个。该分会场的召开,促进了从事复合材料模拟与优化设计研究的专家学者之间的交流,为科学研究的产业化打下了基础。(三)协助中国复合材料学会成功申办第21届国际复合材料大会-ICCM2121th International Conference on Composite Materials)。国际复合材料会议(ICCM)始于1975年,每两年召开一次,至今已举办过十九届。该会议除了交流学术论文外,还举办专题讲座,是全球复合材料界规模最大、最具权威的学术研讨会。201372882日,复合材料专业组有关负责人协助中国复合材料学会成功申办到了第21届国际复合材料大会的主办权,届时ICCM21将会于2017年在中国西安召开。
生物材料及仿生专业工作组:专业组成员与国内外学者进行了广泛交流,参加各类国际国内学术会议百余次,邀请报告40余人。2013819日在西安举行的中国力学大会-2013上,专业组成员组织了多场分会场报告和专题研讨会报告,徐峰教授还担任了此次大会的分会主席。分会场和专题研讨会主要包括:S09微纳米力学(郭万林教授等);MS01新型材料与结构多尺度力学(郭旭教授等),MS04微纳米力学:材料、器件和流体(郭万林教授)、MS09表面和界面效应的力学问题(陈少华教授、冯西桥教授、段慧玲教授等)、MS45细胞力学微环境(霍波教授等)、MS46生物材料与微纳结构(吴承伟、赵红平、段慧玲)、MS50结构优化的理论、方法与应用(郭旭教授)共7个专题,其中由专业组组长吴承伟教授、副组长段慧玲教授和赵红平副教授共同组织了以生物材料、结构及仿生力学为主题的“MS46生物材料与微纳结构”专题会场。2013813日,戴振东教授在南京航空航天大学举办了第四届国际仿生工程学术大会(ICBE13),会议宗旨是增进各国仿生学者之间的学术交流与合作,推动仿生工程领域科学与技术的发展,提升仿生工程人才的教育培养水平。第四届国际仿生工程学术会议共收到国内外投稿论文200余篇,参会专家和参展人数在300人左右。参加本次会议有来自美国(Michael R. King Robert Full)、英国(Julian FV Vincent)、澳大利亚、日本等国际仿生领域的著名专家和学者,国内仿生领域的任露泉、江雷和薛群基院士,以及来自清华大学、浙江大学、国防科大、南京大学等知名高校的专家和学者。大会设1个主会场、3个分会场,合计完成口头报告88个,其中大会报告6个,粘贴报告80个。报告内容主要涉及所有国内外仿生工程研究的热点,如:生物力学、仿生结构、仿生材料、仿生表面、工业应用仿生学、传感器和信号处理、能源系统、仿生和生物机器人、运动系统和人工智能等,集中展示了国际仿生工程学领域的最新科研成果。2013年,工作组成员在促进生物材料与仿生力学方面的学术交流方面取得了丰硕的成果,此外,工作组成员在2013年共计获得国家自然科学基金项目8项,戴振东教授还获得国家技术发明二等奖一项。
塑性力学专业组:(一)主办了全国塑性力学会议,2013102528日在扬州顺利召开。大会主席由北京理工大学宁建国教授和清华大学刘应华教授担任,大会主席团成员有:陈建康教授、戴兰宏研究员、刘应华教授、宁建国教授、彭向和教授、杨绿峰教授、仲政教授和庄茁教授。北京大学、清华大学、北京理工大学、北京航天航空大学、西安交通大学、宁波大学、上海交通大学、同济大学、复旦大学、太原理工大学、大连理工大学、重庆大学、华中科技大学、华南理工大学、中国科学院力学研究所、中国工程物理研究院等30多所高校和科研单位的专家学者近百人参加了本次会议。本次会议共收到学术交流论文60余篇(含摘要),基本上反映了我国塑性力学工作者近年来在塑性力学理论和工程应用方面的研究概况。会议开设了3个分会场,组织了43场学术报告。在研讨会上学术讨论气氛热烈,代表们踊跃发言、积极交流,与会代表普遍认为本次学术会议对我国塑性力学的发展起到了有力的推动作用。(二)塑性力学专业组与北京大学王仁基金会联合召开了“王仁先生青年科技奖”的评审会。在全国范围内,经过专家推荐和自荐两种方式,共推荐出13名青年塑性力学工作者作为候选人。经过专家组的认真讨论,最终评选出清华大学柳占立、中国科学院力学研究所陈艳、西安交通大学张伟旭、大连理工大学盈亮、重庆大学唐山获得“王仁先生青年科技奖”,并在塑性力学大会开幕式上进行了颁奖,大会一致认为此项工作对于促进青年科技人员致力于塑性力学研究具有很好的激励作用,希望能坚持进行下去。(三)塑性力学专业组今后的工作计划。在2013102528日召开的塑性力学会议期间,专业组组长宁建国教授主持召开了塑性力学专业组工作会议,探讨了未来塑性力学专业组的工作重点和方向。另外初步酝酿了下一届专业组的人选。
智能材料与结构专业组:(一)参与主办“第十届国际热应力大会”。第十届国际热应力大会(隶属IUTAM)于201353164日在南京航空航天大学成功举行。本届大会由固体力学专业委员会智能材料与结构专业组和江苏省力学学会共同主办、南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室承办。专业组组长高存法任大会主席。会议宗旨是汇集热应力领域国际权威专家学者,就该领域的理论研究、试验方法和计算技术等方面的最新进展进行学术交流,同时给年轻学者创造机会,使他们能够与国际一流专家进行互动,从中获益。本届会议的正式参会代表共计123名,其中海外代表53名,参会代表分别来自中国、日本、美国、加拿大、俄罗斯、意大利、西班牙、荷兰、瑞典、波兰、匈牙利、罗马利亚、乌克兰、埃及、坦桑尼亚、印度、伊朗、以色列、格鲁吉亚、哈萨克斯坦、中国香港等21个国家和地区的80余个研究单位。(二)组织华东固体力学沙龙暨力学学科建设研讨会。2013858日,专业组成员在山东威海组织举办华东固体力学沙龙暨力学学科建设研讨会。本次研讨会由华东固体力学联络委员会和山东省力学学会主办、中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院承办、山东大学(威海)协办。来自上海交通大学、中国科学技术大学、浙江大学、南京航空航天大学、山东大学、宁波大学、苏州大学、南通大学和中国石油大学(华东)等高校的20余名专家学者参与研讨,山东大学(威海)党委书记仝兴华教授等出席本次活动。会议邀请部分专家就柔性电子器件的热问题、细胞力学、油气生产中的工程力学、超声导波缺陷定量检测等问题作学术报告。参会专家还就固体力学学科的发展趋势与方向、提升学科在国际力学界的地位、学科高水平基础研究与服务于国家重大需求的关系等内容进行探讨交流,并取得广泛共识。(三)专业组成员参与Springer公司大型丛书Encyclopedia of Thermal Stresses的编写工作,并于20136月完成,在南京组织Springer新书发布仪式。(四)专业组成员高存法、陈伟球和王骥受邀作为Acta Mechanica客座编辑,共同编辑一期Acta Mechanica 2013年特刊(有关智能材料与结构力学)。

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