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黄争鸣 教授

新加坡国立大学材料工程博士,同济大学航空航天与力学学院教授,曾授予教育部“长江学者”。

一、先进理论及学术成就:

1、创建了复合材料弹-塑性本构理论--桥联模型,是唯一满足内应力计算一致性的理论,也是“世界范围破坏评估(WWFE)”参评精度最高的细观力学理论(Comp. Sci. Tech., 64: 565, 2004),并且是唯一计算了纤维和基体中热残余应力的参评理论(Comp. Sci. Tech., 64: 450, 2004),已成为世界复合材料力学界的一个著名理论,得到广泛应用,国内外“他用”所发表的论文已超过220篇;

2、复合材料损伤破坏和强度分析是固体力学面临的最大挑战,除轴向破坏可能源自纤维外,复合材料其它破坏皆源自基体,关键是现有理论只能计算均值应力,分析必须基于真实应力。他“从无到有”、“从0到1”创建的基体真实内应力理论,是复合材料力学学科走向成熟的里程碑;

3、复合材料破坏通常源自界面开裂,他彻底解决了任意载荷下纤维和基体界面何时开裂这一世纪大难题,除了纤维和基体性能外,只需提供一个复合材料横向拉伸强度即可;

4、航空界往往视复合材料为脆性材料,盖因其轴向和横向拉伸直至破坏皆为线性的,但无法解释为何剪切非线性变形异常显著?他揭示,纤维和基体界面开裂后的相对滑移,对非线性剪切变形贡献最大,其次是基体塑性和真实内应力影响;

5、人们始终不明白:为啥从T300到T1100,碳纤维强度大幅提升,但复合材料沿纤维压缩强度却几乎不变?他揭示,当纤维强度足够高后,纤维偏折导致轴向压缩下基体先发生剪切破坏。更高纤维强度无助于改善复合材料轴向压缩强度,只能减少纤维偏心排列、提高基体剪切强度方可改进;

6、层合板分层最为常见,目前预测分层存在两大难题:一是几乎每个加载步都须迭代,计算量极为庞大,工程中无法用;二是有些输入数据的确定没有实验标准,他建立的分层萌生与扩展分析方法无需任何迭代,除纤维和基体性能,只需提供单向层板临界断裂韧性即可;

7、针对Hibert第20个问题,建立了一般算子方程解存在性的充分必要条件(Nonlinaer Analysis, Theory, Methods & Appl., 1989, 13: 829-832);

8、是静电纺丝三大技术进展之一的同轴共纺制备芯-壳复合纳米纤维技术的共同发明人(授权发明专利号:ZL 200310108130.9),比国外学者2003年发表在《Adv. Mater.》上第一篇文献提早1个月。

二、专著及国际影响力:

出版专著4本、主编1本、合著章节8篇、230余篇期刊论文,其中一篇论文的SCI他引已超过6700次。

三、专利发明及成果转化:

授权发明专利12项,其它专利13项,其中“理想叶根连接和叶片最优结构设计”等技术,是2008年江苏省科技成果转化风力机叶片专项和2010年吉林省重大科技成果转化叶片项目的技术提供者。

四、获奖:

纤维增强复合材料的非线性本构理论,2004年上海市科技进步三等奖

桥联模型,2019年首届中国复合材料学会科学技术奖二等奖(一等奖空缺)

连续纤维增强复合材料的细观力学弹塑性本构理论,2020年中国力学学会自然科学二等奖, 2024年中国力学学会杰出奖

  • 张统一 院士
    中国科学院院士 著名的材料科学、工程科学和固体力学专家
  • 杨斌 博士
    新材料力学专家 同济大学航空航天与力 学学院 副教授 博士生导师 中国复合材料学会青年工作委员会 委员 中国力学学会、美国SAMPE 学会 会员
  • 王建秀 教授
    同济大学土木工程学院教授,博士生导师 国际工程地质与环境学会(IAEG) 会员 国际土力学与岩土工程学会 (ISSMGE) 会员 美国地球物理学会(AGU) 会员 欧洲地质科学与工程学会 (EAGE) 会员
  • 夏向东 博士
    海军工程大学船舶与海洋结构物建造博士 参与和主导多个国家级重要项目研究 参与过多项国家级、省市级科研项目的申报和研究