哈尔滨工业大学（深圳）学术讲座

演讲人Speaker：王彪     

题目Title: 热力学强度理论和热力学变形理论

时间Date：2025年3月25日 星期二    Time：下午15:30

地点Venue：T2栋411室

内容摘要Abstract：

如何确定材料的破坏强度问题是从达芬奇年代开始就是一个重要的学术问题，具有极其广泛的工程需求，到现在为止已经有500多年的历史，通过引进应力的概念成功地理解了较粗的钢丝能够承担更大的外力等常识。基于应力或应变组合也建立了多种强度理论，通过简单实验确定的材料参数用于评价同样材料组成的不同结构在复杂载荷作用下的破坏问题。但由于这些强度理论是经验的公式，都不能准确预报材料的强度，人们不得不采用较大的安全系数等保守的估计进行各种结构的工程设计。断裂力学的出现为评价材料的强度等破坏性能带来了崭新的风貌，也更加突出地显示了传统强度理论的不足，如微小裂纹尖端无限大应力场作用下，材料还是能够保持完整，说明用应力作为衡量材料的强度参数并不能代表材料破坏的本质。四十年代，物理学家波恩就利用热力学理论预报完好单晶样本的强度，后来沿着该理论体系，物理和材料学领域的学者也完成了一些很好的工作。然而，由于模型仅能适用完好晶体材料均匀受载和变形的特殊情况，无法在力学和工程领域得到广泛的应用。我们最新的研究试图建立理性的热力学理论来预报材料和结构的破坏和失效等临界现象，我们将研究的材料样本或结构当成一受载的热力学系统，首先利用不同的状态变量描述不同材料结构在不同加载状态，不同的破坏机理所对应的不同状态，将材料结构的失效过程模化成非平衡态热力学过程，发现材料结构的破坏对应于该热力学系统的不稳定平衡状态。这样，通过建立热力学理论可以成功地预报工程材料样本的强度，发现材料的强度不仅取决于材料的组分、微结构还取决于材料样本的整体性能，而且也发现当材料在外载的作用下进入塑性等非均匀变形时，基于局域化本构方程的现代固体力学理论将无法准确预报材料样本的变形局域化现象。我们也尝试摆脱材料的本构方程，发展能够预测准确变形的热力学变形理论。

个人简介(About the speaker):

王彪教授目前是中山大学和东莞理工学院双聘教授，多年来在核结构和核材料力学；核仿真和核安全关键科学与技术研究；微纳米材料物理与力学和特种激光晶体材料和激光器制备等领域取得突出贡献。发表SCI论文400余篇并出版了两部专著，获发明专利50余项。曾获国家自然科学基金原创探索项目、重点项目等项目资助。荣获ISI“经典引文奖”、第五届中国青年科技奖、广东省科学技术奖、教育部科学技术成果奖等荣誉。