求是力学讲座系列之二:中科院力学所王自强院士

2017-11-05

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文章简介：应浙江大学工程力学系.浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室及浙江大学应用力学研究所的邀请,中国科学院力学研究所王自强院士于2016年10月19日来访

应浙江大学工程力学系、浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室及浙江大学应用力学研究所的邀请,中国科学院力学研究所王自强院士于2016年10月19日来访,并在教十二118会议室给各位老师和同学作"求是力学讲座"的的第二期报告,题目为:块体金属玻璃纯剪剪切强度测定。来自不同院系的数十位老师和同学参加了这次报告。

金属玻璃具有很多优异的品质而受到材料物理学界和力学界的广泛关注。它有很高的强度、很好的抗腐蚀能力、很好的光洁度和耐摩性、断裂韧性比超高强钢高、比超高强钢高轻。金属玻璃的纯剪剪切强度是一个重要的力学参量。

王自强教授团队采用反对称四点弯试样,测定了室温和不同温度下,两种典型金属玻璃的纯剪剪切强度。试样的纯剪剪切面上,含有上下对称的两个钝化的V型缺口,其结果表明,块体金属玻璃试样,纯剪剪切断裂都呈现线性脆性断裂。

断口是纯剪面上的平端口。他们利用精细的有限元计算,求得了在纯剪面上的剪应力分布。剪应力在两个钝缺口根部为零,然后急剧上升至最高值。在纯剪面的绝大部分区域,剪应力分布比较均匀。

这与实验得到的断面形貌相符合,纯剪断面两端各有200-300微米位置形貌比较复杂,而在中间绝大部分区域,断面上呈现规则的脉络状花纹。王自强教授的相关实验表明,纯剪断裂起始于纯剪面的中间区域,然后向两端失稳扩展。王自强教授的报告引起了老师和同学们的广泛兴趣,大家纷纷踊跃发言,向王教授提出自己的问题或建议。

王自强教授是著名固体力学家,中国科学院力学研究所研究员。1938年11月生于上海,籍贯浙江定海。1963年毕业于中国科学技术大学近代力学系。2009年当选中国科学院院士。他长期从事固体力学方面的研究工作,开展了弹性稳定理论、断裂力学、塑性应变梯度理论、细观力学等方面的研究。

在对裂纹尖端弹塑性场和断裂准则的研究中,建立了裂纹顶端弹塑性高阶场和J-K断裂准则,求得了异质界面裂纹顶端弹塑性奇性场,设计了三点弯曲偏裂纹和四点剪切复合型裂纹试样,为压电材料能量释放准则提供了理论依据;在应变梯度理论研究中,发现高阶应力导致数值分析困难和复杂的额外边界条件,提出了一种新的不含高阶应力的应变梯度理论,成功阐明了细铜丝扭转、微薄梁弯曲、微压痕及裂纹尖端场的尺度效应;建立了固体理论强度的一种严格算法,获得了金属铝和双原子组分材料SiC在各种加载方式下理论强度的预测。