5月8日上午,中山大学教授王彪应邀做客理学院第114期科学大讲堂,带来题为“热力学强度理论和热力学变形理论”的学术报告。物理系讲席教授卢海舟主持讲座,并为王彪颁发了科学大讲堂荣誉证书。
卢海舟为王彪颁发荣誉证书
材料强度的准确预报是一个横跨500多年的大难题,最早可追溯到达芬奇年代的首个材料强度试验(铁丝拉伸实验)。长期以来,人们基于应力或者应变组合建立了多种强度理论,但这些强度理论依赖一些经验的强度准则,并不能准确预报材料的强度。为了保证安全,人们在材料结构设计上不得不采用更大的安全系数,这造成了大量的材料浪费和能源消耗。直到20世纪,断裂力学的出现促进了材料强度研究的发展,但也突显出传统的强度理论不足,比如微小裂纹尖端无限大应力场作用下,材料仍保持完好,说明用应力作为衡量材料的强度参数并不能准确评估材料破坏性能。因此,建立普适的理论体系,实现材料结构强度和变形局域化的准确预报,显得格外重要。
在此次报告中,王彪讲述了预报材料结构变形和失效的统一热力学理论。该理论将材料结构在外载作用下的变形和强度预报统一起来,不借助经验的本构方程和强度准则,极具普适性。讲座中,他首先给出统一热力学理论框架。将受载系统等效为热力学系统,求解外载作用下系统的稳定平衡态,可得到体系的变形分布。当系统达到失稳的临界状态时,此时受载条件就是系统的强度准则。然后,他列举了一些应用实例,验证了该理论框架的正确性,包括均匀变形晶格稳定性分析、塑性劲缩失稳分析、以及316不锈钢和铝合金的强度预报等例子。最后,王彪对随机非均匀材料力学性能作了简单介绍。
师生互动环节
在互动问答环节中,现场师生就热力学要素、弹性自由能、动态破坏、微观与宏观等方面问题进行了提问与讨论,王彪逐一进行了详细解答。
人物档案
王彪,中山大学物理学院和中法核工程与技术学院双聘教授,国家杰出青年基金获得者(1997年)。王彪主要从事物理力学领域的研究,在国际学术期刊上发表SCI收录论文500余篇,出版专著两部,已获公开和授权的发明专利50余项。作为项目负责人,曾分别主持国家自然科学基金专家推荐原创探索计划项目(2021年)、重点项目(2007年,2012年,2018年)、国家科技部863研究计划、国防科工委重大基础研究计划等。历年来多次获得国内外学术和人才奖励,包括: ISI(美国科学信息研究所)“经典引文奖”(Citation Classic Award, 2000年)、教育部科学技术成果一等奖(2004年,排名第一)、2019年“广东特支计划”杰出人才(南粤百杰)等荣誉。兼任教育部核工程与技术专业教学指导委员会成员、广东省物理学会理事长和中国力学学会常务理事等学术兼职。