西北工業(yè)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(xiàn)狀
西北工業(yè)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(chuàng)，從1956年開始招收培養(yǎng)研究生，1981年成為首批博士學位授權(quán)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(yè)實驗室，1996年成為首批具有一級學科學位授予權(quán)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(chuàng)新引智基地"結(jié)構(gòu)力學行為科學與技術(shù)"，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(jié)構(gòu)力學與強度技術(shù)”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(jīng)50多年的發(fā)展，在科學研究、學科建設和人才培養(yǎng)等方面取得了令人矚目的成果，已成為國內(nèi)該領域科學研究及高層次人才培養(yǎng)的重要基地之一，為國民經(jīng)濟的發(fā)展，特別是國防建設的需求做出了重要的貢獻。本學科的發(fā)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(shù)、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(jié)構(gòu)疲勞、斷裂、可靠性、完整性分析，結(jié)構(gòu)動力學與動態(tài)破壞分析，固體力學中新的計算策略及數(shù)值方法，多學科設計優(yōu)化理論與應用，先進復合材料與智能材料結(jié)構(gòu)的力學行為。學科現(xiàn)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(yōu)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(yōu)秀青年基金獲得者1人，青年長江學者1人，年均科研經(jīng)費2000余萬元。同時擁有教育部長江學者創(chuàng)新團隊和111引智創(chuàng)新基地各1個。經(jīng)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(nèi)具有一定的知名度。
二、學科發(fā)展目標與指導思想
以國家中長期發(fā)展規(guī)劃的航空發(fā)動機、大型飛機、新一代戰(zhàn)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(huán)保發(fā)展的需求，有重點、有特色、有創(chuàng)新地開展超輕結(jié)構(gòu)、多功能結(jié)構(gòu)、智能結(jié)構(gòu)材料關(guān)鍵力學問題的應用基礎研究。
根據(jù)所規(guī)劃的學科重點發(fā)展方向和新興學科方向的發(fā)展需要，加強高水平人才引進和培養(yǎng)，并整合師資隊伍，形成具有戰(zhàn)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(chǎn)出富有影響力的科研成果。力爭在“十三五”期間將“飛行器結(jié)構(gòu)力學與強度技術(shù)”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(nèi)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(jié)構(gòu)在特殊環(huán)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(huán)境下材料與結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)加載與測量技術(shù)，先進非接觸式測量技術(shù)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(gòu)表征，材料動態(tài)塑性流動法則，復雜結(jié)構(gòu)軟、硬體撞擊損傷過程的非線性數(shù)值仿真，飛機結(jié)構(gòu)抗離散源、墜撞規(guī)范化設計，航空發(fā)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(shù)，飛行器結(jié)構(gòu)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(shù)，機載高能武器系統(tǒng)抗振動與噪聲分析與設計。
（2）飛行器結(jié)構(gòu)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(wěn)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(jié)構(gòu)動力學、動力學優(yōu)化設計理論、結(jié)構(gòu)動態(tài)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(zhàn)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(shù)，超材料結(jié)構(gòu)減振降噪技術(shù)，變體飛行器動力學行為與控制，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控等先進技術(shù)；
（3）現(xiàn)代飛機的先進結(jié)構(gòu)完整性設計與分析技術(shù)（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(guān)鍵技術(shù)，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(jié)構(gòu)完整性理論與分析方法，航空材料/結(jié)構(gòu)的接觸疲勞力學基礎和理論，結(jié)構(gòu)損傷容限試驗中的自動化測控技術(shù)研究，飛機結(jié)構(gòu)壽命管理技術(shù)研究，航空結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析基礎理論和計算方法。在先進航空復合材料結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和編織結(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的多尺度多物理場耦合行為的建模、仿真方法，以及結(jié)構(gòu)振動噪聲快速大規(guī)模計算評估方法，新型高效快速多極邊界元法及其在大規(guī)模結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)失效機理，超高溫復合材料熱結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)強度分析方法及含損傷結(jié)構(gòu)的承載能力預測，慮及溫升效應的空天材料/結(jié)構(gòu)熱疲勞/熱震理論體系與分析方法，冷-熱連接結(jié)構(gòu)強度分析與設計等。
（2）力-電-化學等多場耦合環(huán)境下的材料與結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的損傷分析與預測，隱身材料與結(jié)構(gòu)的力-熱-電-磁耦合行為，振動能量收集與健康監(jiān)控一體化技術(shù)。
（3）仿生結(jié)構(gòu)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(shù)學表征，生物骨骼系統(tǒng)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(jié)構(gòu)與智能變體結(jié)構(gòu)的動力學與控制，智能驅(qū)動結(jié)構(gòu)控制的力學基礎。

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