西北工業大學航空學院固體力學學科介紹 正文

一、西工大固體力學現狀
西北工業大學固體力學學科由老一代力學家黃玉珊、季文美、陳百屏、胡沛泉、楊南生等開創，從1956年開始招收培養研究生，1981年成為首批博士學位授權學科，1985年首批建立博士后流動站，1988年獲得世界銀行重點學科獎勵計劃貸款資助，設立“動力學與強度”國家專業實驗室，1996年成為首批具有一級學科學位授予權的單位，1996年成為“211工程”重點建設學科，1997年批準建立國家力學教學基地，1999年被批準為國務院長江學者獎勵計劃特聘教授設崗學科，2002年成為國家重點學科，2006年獲批設立高等學校學科創新引智基地"結構力學行為科學與技術"，2006年建成了國家級力學實驗教學示范中心，2007年再次評審通過國家重點學科，獲批建立“飛行器結構力學與強度技術”國防科工委重點學科實驗室。2017年獲批建立陜西省沖擊動力學及工程應用重點實驗室。
經50多年的發展，在科學研究、學科建設和人才培養等方面取得了令人矚目的成果，已成為國內該領域科學研究及高層次人才培養的重要基地之一，為國民經濟的發展，特別是國防建設的需求做出了重要的貢獻。本學科的發展立足于加強基礎研究，重視工程應用，突出航空航天特色。在各類基金和國防、航空航天預研項目的支持下，逐步形成了以國防建設需要為目標，航空航天新技術、新材料應用中的力學問題為對象的研究特色。主要研究方向包括：結構疲勞、斷裂、可靠性、完整性分析，結構動力學與動態破壞分析，固體力學中新的計算策略及數值方法，多學科設計優化理論與應用，先進復合材料與智能材料結構的力學行為。學科現有中科院雙聘院士1人，工程院雙聘院士1人，教育部長江學者特聘教授1人，“教育部新世紀優秀人才支持計劃”入選者4人，教授25人，國家自然科學基金委優秀青年基金獲得者1人，青年長江學者1人，年均科研經費2000余萬元。同時擁有教育部長江學者創新團隊和111引智創新基地各1個。經過多年的努力，我院固體力學學科已形成了具有國防特色的研究方向，有些研究方向在國內具有一定的知名度。
二、學科發展目標與指導思想
以國家中長期發展規劃的航空發動機、大型飛機、新一代戰斗機、臨近空間飛行器、高超聲速飛行器等大型工程項目為牽引，圍繞未來飛行器信息化、空天一體化、智能化、綠色環保發展的需求，有重點、有特色、有創新地開展超輕結構、多功能結構、智能結構材料關鍵力學問題的應用基礎研究。
根據所規劃的學科重點發展方向和新興學科方向的發展需要，加強高水平人才引進和培養，并整合師資隊伍，形成具有戰斗力的若干支學科團隊，有組織的謀劃立項一批重大項目，產出富有影響力的科研成果。力爭在“十三五”期間將“飛行器結構力學與強度技術”國防重點學科實驗室升級打造為國家級重點實驗室，確保固體力學學科處于國內一流水平。并加強與流體力學學科的交叉和互補，努力建成力學一級國家重點學科。
三、學科重點建設方向
（1）先進材料與結構在特殊環境下的力學行為（學科帶頭人李玉龍教授）
重點開展超高溫環境下材料與結構的靜、動態加載與測量技術，先進非接觸式測量技術及其應用，先進材料（納米材料、超高溫復合材料、碳纖維復合材料）在沖擊載荷下的變形、損傷與本構表征，材料動態塑性流動法則，復雜結構軟、硬體撞擊損傷過程的非線性數值仿真，飛機結構抗離散源、墜撞規范化設計，航空發動機的鳥撞與機匣包容性分析、設計與驗證，航空飛行器抗沖擊適航技術，飛行器結構振動響應在線測量與振動抑制、疲勞損傷快速修補一體化技術，機載高能武器系統抗振動與噪聲分析與設計。
（2）飛行器結構動力學與控制（學科帶頭人楊智春教授）
以飛行器的氣動彈性穩定性分析與設計、振動及噪聲控制、振動/噪聲疲勞分析與試驗等科學問題為主要研究對象，以基礎理論與方法研究為目標，深入研究多場耦合動力學、非線性動力學、不確定性結構動力學、動力學優化設計理論、結構動態疲勞失效等問題；在重大應用研究方面，著重研究高超聲速飛行器、新一代戰機、未來綠色民機所需要的顫振、抖振評估方法與試驗驗證技術，超材料結構減振降噪技術，變體飛行器動力學行為與控制，結構健康監控等先進技術；
（3）現代飛機的先進結構完整性設計與分析技術（學科帶頭人李亞智教授、王生楠教授、鄭錫濤教授）
重點開展運輸類飛機包容性損傷設計及其關鍵技術，金屬損傷與斷裂的仿真分析方法研究，考慮殘余應力作用的空天結構完整性理論與分析方法，航空材料/結構的接觸疲勞力學基礎和理論，結構損傷容限試驗中的自動化測控技術研究，飛機結構壽命管理技術研究，航空結構穩定性分析基礎理論和計算方法。在先進航空復合材料結構力學特性和失效物理分析及評估方法方面，重點開展先進航空復合材料層合結構和編織結構的損傷和失效的試驗測定方法及其標準化、損傷和失效的機理及其宏細觀尺度物理表征、新一代強度理論與失效準則構建、高精度虛擬化設計驗證方法及其工程應用的研究。
（4）航空材料與結構力學行為仿真研究（學科帶頭人徐緋教授）
重點開展先進材料與結構的多尺度多物理場耦合行為的建模、仿真方法，以及結構振動噪聲快速大規模計算評估方法，新型高效快速多極邊界元法及其在大規模結構分析中的應用，新型預處理矩陣及快速多極邊界元法在高性能并行計算機上的實施，基于快速CPU/GPU的高精度并行數值計算方法，流固耦合的尺寸效應問題，以及多物理場的相似理論研究。
四、新興學科方向
（1）空天飛行器熱結構與熱強度（學科帶頭人李玉龍教授、楊智春教授）
熱-力-化學耦合下的熱結構失效機理，超高溫復合材料熱結構的沖擊損傷特性和損傷表征與評估方法，考慮材料強度分散性的結構強度分析方法及含損傷結構的承載能力預測，慮及溫升效應的空天材料/結構熱疲勞/熱震理論體系與分析方法，冷-熱連接結構強度分析與設計等。
（2）力-電-化學等多場耦合環境下的材料與結構失效（學科帶頭人李玉龍教授、李斌教授）
力-熱-化學耦合作用下超高溫復合材料結構的損傷分析與預測，隱身材料與結構的力-熱-電-磁耦合行為，振動能量收集與健康監控一體化技術。
（3）仿生結構與航空生物力學（學科帶頭人郭偉國教授、索濤教授、李斌教授）
生物軟組織的力學行為實驗與數學表征，生物骨骼系統在沖擊載荷作用下的損傷與破壞，人腦組織機械沖擊損傷研究，仿生結構與智能變體結構的動力學與控制，智能驅動結構控制的力學基礎。

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