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刘人怀院士与薛江红教授研究团队在Nature子刊等国际国内著名期刊发表系列高水平科研论文

字体: 2017年11月16日 浏览量: 来源: 作者: 力学与建筑工程学院 发布:新闻中心

我校力学与建筑工程学院刘人怀院士和薛江红教授研究团队连续在高水平期刊杂志Scientific Reports(IF=4.259)、Composite Structures (IF=3.823)、International Journal of Applied Mechanics (IF=1.624)、European Journal of Mechanics- A/Solids (IF=2.453)、 Applied Mathematics and Mechanics (IF=0.922)、ActaMechanicasolidasinica(IF = 0.692)、《工程力学》和《力学学报》等国际国内著名期刊上针对含损伤纤维增强复合材料的非线性力学问题发表系列性研究论文,开创性地从理论上阐述了分层复合材料板/壳结构非线性大挠度弯曲、屈曲、后屈曲、动力响应、湿热屈曲等力学行为的失效机制。

相比于完善的纤维增强复合材料层合板,含损伤层合板的非线性力学问题要复杂很多,最主要的难点在于损伤界面处抗穿透的接触机制,包括接触区位置,接触区和接触力的大小,都难于确定。刘人怀和薛江红在国内力学领域重要期刊Acta Mechanica solida sinica发表论文“Contact analysis for fiber reinforced, delaminated laminates with kinematic nonlinearity”,对含损伤层合板的大挠度弯曲问题,运用复合材料微观力学,给出了层合板横向材料性能,首次建立了接触力与弯曲挠度之间明确的耦合关系,指出了脱层板的接触区域和大小是层合板的固有属性,由分层的大小和位置决定,与面外荷载的大小无关,并率先发现层合板的变形模态包含宏观的整体一致模态和微观的屈曲模态。

 

运用上述研究成果,他们又研究了含损失层合板的屈曲和后屈曲问题,分别在国内力学顶级期刊Applied Mathematics and Mechanics和国际著名期刊International Journal of Applied Mechanics上先后发表论文“Two dimensional analyses of delamination buckling of symmetrically cross-ply, rectangular laminates”、“Macro-micro Analysis for Anti-penetrating Postbuckling of T300/QY8911 Carbon FiberReinforced, Deboned Laminates with Contact Effects”,得到了不考虑接触和考虑接触、分层长度和深度等等因素对分层层合板承载能力的影响。

刘人怀和薛江红在Nature子刊Scientific Reports 上发表科研论文“Multiscale studies on the nonlinear vibration of delaminated composite laminates -- global vibration mode with micro buckles on the interfaces”,介绍了分层层合板非线性振动的最新成果。通过运用von Karman非线性理论,考虑界面的非线性接触机制,借助Galerkin法,获得了分层层合板非线性振动的理论解。

他们的研究表明,由于层合板在结构上的多尺度性,使得其振动模态呈现多尺度性,其宏观振动模态的振幅是其微观模态的103倍,其自振频率随着分层的加剧和加深而减少。论文首次提出了多尺度、多学科交叉、多种失效模式并存以及高度非线性的理论分析方法,展示了该领域前沿问题的最新的研究思路和理念。

此外,他们分别在国际著名期刊European Journal of Mechanics - A/Solids和Composite Structures上发表论文“An Extension of Karman – Donnell’s Theory for Structural Stability of Non-shallow, Long Cylindrical Shells”, “A shear deformation theory for bending and buckling of undersea, non-shallow sandwich pipes”提出了一种考虑初始曲率影响的非浅壳理论,以及一种修正的剪切理论来分析极长复合材料圆柱壳的屈曲问题,并首次提出了屈曲只在圆柱壳一段内发生的观点;在《工程力学》期刊上发表论文“含脱层纤维增强复合材料层合板在湿热环境下的屈曲分析”,采用多场耦合的研究方法,在宏-细观力学模型框架下对湿热环境下损伤复合材料力学性能,进行研究。

2017年10月薛江红参加第三届中国国际复合材料科技大会(The 3rd China International Congress on Composite Materials)并作邀请报告“Perturbation analysis for multiscale deformations of delaminated laminates”,介绍在分层复合材料非线性静动力问题多尺度分析中的数学方法,报告内容受到大会组委会的充分肯定,论文获得中国复合材料学会颁发的“优秀论文”奖。

 

2017年7月刘人怀和薛江红在《力学学报》上发表重要综述论文“复合材料层合板壳非线性力学的研究进展。该论文受《力学学报》编辑部特邀,基于国家基金重点项目所取得的重要成果,首先综述了层合板壳结构非线性力学几种基本理论发展的过程,阐述了近代几种非线性层合板理论的理论体系及基本公式,并对几种理论之间的联系和差异进行了总结;其次,介绍了当前层合结构非线性领域的研究热点问题,综述了在这些领域的最新研究成果,最后,对复合材料结构非线性领域未来的研究方向进行了展望. 论文共涉猎293篇该领域重要的学术论文,并对这些论文的研究内容/研究方法/研究手段进行归纳整理、综合分析、评论,以反映当前该领域研究的最新进展和发展前景。该论文受到《力学学报》编辑部的大力赞誉,认为论文具有很深刻的指导意义,并将其选为《力学学报》创刊60周年专刊的第一篇论文。

【刘人怀院士简介

1991年11月至今,在我校任教授、副校长(1991-1995)、校长(1995-2006),党委书记(1996-2000)、应用力学研究所所长、战略管理研究中心主任等职。1999年11月,当选中国工程院机械运载工程学部院士;2000年9月,再当选为中国工程院工程管理学部首批院士。

现兼任中国工程院机械与运载工程学部常委和工程管理学部常委、国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会专家会委员、中国标准化科学家、中国特种设备安全技术委员会副主任委员、中国振动工程学会名誉理事长、全国高校教学研究会副理事长、中国仪器仪表学会仪表元件学会理事长、广东省政协联谊会名誉会长、中国工程院院士广州咨询活动中心主任、广东院士联谊会执行会长等职。

曾任中国工程院工程管理学部副主任、教育部力学教学指导委员会主任和科技委员会管理学部主任、上海工业大学副校长、澳门科技大学常务副校长、中国振动工程学会理事长、中国力学学会副理事长、中国复合材料学会副理事长、中国仪器仪表学会常务理事、广东省科协副主席、广东省人民政府参事等职。

从事高校教学、科学研究60年,先后参加我国东方红第一颗人造地球卫星、神舟飞船、航空母舰歼15舰载机等科研项目,获得省部级自然科学和工程科技奖励一等奖四次、二等奖三次、国家级教学奖励二等奖一次,省级教学奖励一等奖3次,均排名第一。出版专著15本、编著7本,发表学术论文400余篇,培养博士、硕士190余人。

【薛江红教授简介

力学与建筑工程学院教授、博士生导师,中国力学学会会员,广州欧美同学会理事, 广东省力学学会理事,美国The University of Akron大学固体力学博士,2004年通过绿色通道引入我校。研究领域涉及变厚度圆柱壳之弹性稳定性、管中管复合结构的整体性能分析、不完善板壳结构的非线性力学性能、具缺陷复合材料层合结构失效机理的静动力学分析、纤维增强复合材料湿热效应的宏-细观力学分析、生物医学工程问题的力学建模和分析。近年来主持完成国家自然科学基金面上项目,国家基金重大项目子课题,广东省自然科学基金,教育部留学人员回国基金项目等多,项迄今为止,已以第一作者或通讯作者在国际著名期刊以及国内权威期刊Scientific Reports,Composite Structures,European Journal of Mechanics – A Solids, Finite Elements in Analysis and Design, Engineering Structures, Thin-walled Structures发表SCI论文近二十篇。

(力学与建筑工程学院)

责编:李伟苗  

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