湘潭大學土木工程與力學學院的重點學科
作者:化工綜合網發布時間:2022-01-05分類:無機化工瀏覽:217
1974年,由清華大學、北京大學、哈工大等高校調入湘大的教師組建了力學教研室,1980年形成流變力學科研組,1984年成立流變力學研究所,1985年由湖南省政府批準,正式確定機構和編制。流變力學學科于1982年被確定為湖南省高等學校重點學科,1994年確定為省“211”重點建設學科。 1982年開始招收流變學碩士研究生,1986年獲得流變學碩士授予權。1998年國家進行學科專業調整,流變學碩士點更名為一般力學與力學基礎碩士點,同年獲得博士學位授予權。 2001年湘潭大學一般力學與力學基礎學科被確定為湖南省重點學科,2002年設立湖南省“芙蓉學者”崗位,2003年獲得力學學科博士后科研流動站,并具有教育部先進材料及其流變特性重點實驗室和湖南省“基礎力學和建筑工程”高校基礎課示范實驗室等人才培養和科學研究基地。為加強高層次人才隊伍建設,培養國家經濟建設和社會發展急需的高層次人才提供了強有力的支撐和強有力的運作平臺及硬件條件。2014年聯合數學與計算科學學院申報“工程結構可靠性分析”湖南省教育廳重點實驗室成功。2015年申報巖土力學與工程安全湖南省重點實驗室(培育)成功。在教學成果方面,力學教研室1996年獲得湖南省高校系統優秀教研室稱號,材料力學課程被評為湖南省普通高校優秀課程。袁龍蔚教授和張淳源教授獲得全國優秀教師稱號。1997年張淳源教授獲得湖南省教學成果三等獎,2000年獲得湖南省教學成果一等獎,2001年獲得國家教學成果二等獎。1997年馬石城老師和尹久仁老師參加全國力學中青年教師講課競賽,獲得三等獎。2007年張俊彥教授獲“全國力學教學優秀教師獎”。2008年張平教授獲“寶鋼優秀教師獎”。2009年羅文波教授獲“全國徐芝綸力學優秀教師獎”。2010年羅文教授、趙榮國教授、鄧旭輝博士、 張俊彥教授、尹久仁教授共同申報的“工程力學專業創新人才培養的研究與實踐”獲湖南省高等教育省級教學成果三等獎。2011年趙榮國教授獲“全國徐芝綸力學優秀教師獎”。2011年羅文波教授獲“寶鋼優秀教師獎”。2012年趙榮國教授獲“湖南省普通高校青年教師教學能手稱號”。2013年趙榮國教授、張平教授、張俊彥教授、羅文波教授、尹久仁教授共同申報的“面向創新人才培養和就業能力建設的工科力學基礎課程教學研究與實踐”獲湖南省高等教育省級教學成果二等獎。在流變學基礎課程教學方面,撰寫流變學專著10部,編寫流變學講義4部,出版流變學譯文集和專輯6部。袁龍蔚教授撰寫了“流變學概論”(1961年上海科技出版社出版),“流變力學”(1986年科學出版社出版)、“流變斷裂學基礎”(1992年國防工業出版社出版)、“缺陷體流變學”(1994年國防工業出版社出版)、“含缺陷流變性材料破壞理論及其應用”(2001年科學出版社出版)以及“The Phenomena of Rheology and Dissipation in the Process of Crack Propagation”等6部專著。張淳源教授撰寫了“粘彈性斷裂力學”(1994年華中理工大學出版社出版)、“Introduction to Continuum Mechanics”(2004年科學出版社)以及“Viscoelastic Fracture Mechanics”(2005年科學出版社出版)等3本專著。羅文波教授(第二著者)撰寫了“黏彈性理論與應用”(2004年科學出版社)。在袁龍蔚教授和張淳源教授的帶領下,經過全體同志的共同努力工作,以及有關領導和部門的大力支持下,流變力學學科取得了很大的成績。經過30余年的學科建設,本學科已組建一支實力較強的學術隊伍,形成了具有自己研究特色的學術流派,在國際上有一定影響,在國內有一定學術地位。特別是在材料破壞理論方面的工作較為突出,具有自己的研究特色,并創建了“流變斷裂學”和“帶缺陷體流變學”分支學科。理論研究重視多學科交叉和多尺度研究,該理論突出流變與損傷破壞的結合,流變-溫度效應-粘性-耗散的結合,強調宏-細/納-微觀的結合。2001年以前,獲得5項國家自然科學基金資助和1項中美國家自然科學基金聯合資助。從理論到實踐建立起宏微結合的流變性材料的破壞理論,這在國際上是領先的工作,具有較高的學術價值和廣泛的應用范圍,并得到國內外同行的認同。國家自然科學基金重點項目《含缺陷流變物體的材料破壞理論》,于2001年通過由國家自然科學基金委員會組織的項目驗收,專家組認為該課題組所取得的成果具有創新性,處于含缺陷流變物體的材料破壞力學研究的國際前沿,既有重要的基礎理論意義,又有廣闊的應用前景,研究成果達到了國際先進水平,綜合評價為優秀。2001年以來,該方向在多尺度理論和宏-細-微觀模型兩個領域取得研究進展。有關流變性材料-聚合物方面又獲得8項國家自然科學基金項目的資助,說明學術界對該方向研究工作及成果的認同和支持。袁龍蔚教授是中國流變學學會的主要籌建者之一,1978年參與制定全國流變學發展規劃。1984年在青島,以湘大教師為主,主辦了“全國流變學講習班”,全國高校和研究單位有70余人參加,為我國流變學事業發展起有積極促進作用。1985年,袁龍蔚教授為會議主席之一,在長沙召開了“第一屆全國流變學學術會議”。1987年,袁龍蔚教授為會議主席之一,在成都召開了“第二屆全國流變學學術會議”。至今,全國流變學學術會議已經召開了十一屆,歷屆流變學學術會議上都有湘潭大學流變學工作者活躍的身影,其研究成果得到與會同行的稱贊。1991年,袁龍蔚教授為中方主席在北京成功主持了中日國際流變學會議。1996年,袁龍蔚教授為主席在湘潭大學主持了“全國首屆帶缺陷體流變學學術研討會”。1997年,國際理論與應用力學聯合會的專題討論會“帶缺陷物體流變學”(IUTAM Symposium on Rheology of Bodies with Defects)在北京召開,湘大是倡議和主辦單位之一。2001年,周益春教授為會議主席之一,在長沙召開了“國際青年力學與材料工程學術會議”。2005年,以湘大為第一承辦單位在上海成功召開了“第四屆泛太平洋地區流變學國際學術會議”,此次會議是迄今為止在我國召開的流變學領域最大規模最高級別的國際學術會議,包括英國皇家科學院院士K.Walters教授在內的8位中外院士以及4位國際流變學刊物主編與會,湘大以流變力學研究所為主派出了20余人參加此次盛會,會議論文集由美國科學出版社出版。2008年,湘大與中南林業科技大學和湖南工業大學共同承辦的 “第九屆全國流變學學術會議”在長沙召開,流變力學研究所共有11人參加了此次會議,張平教授擔任會議共同主席并主持了大會報告,羅文波教授、張為民教授和趙榮國教授分別主持了分會場報告,羅文波教授和趙才賢老師作分會場邀請報告。2013年,流變力學研究所在韶山賓館承辦了湖南省機械工程學會應用力學學會理事會工作及學術交流會,張平教授、趙榮國教授、龍志林教授和鄧旭輝博士等參加會議并作學術報告和進行了廣泛的學術交流。2013年,在第十三屆國際斷裂大會(The 13th International Conference on Fracture)上,羅文波教授受邀擔任International Scientific Committee委員,負責Aging分會場并擔任分會場主席,趙榮國教授擔任Fatigue分會場主席。湘潭大學流變力學研究所注意加強國際交流與合作,出國訪問及參加國際流變學會議50余人次,邀請來湘大流變力學研究所訪問及講學的國外學者30余人次。袁龍蔚教授和張淳源教授分別于1987年赴美國參加國際混凝土斷裂會議和1988年赴澳大利亞參加國際流變學會議,首次在國際上介紹了流變斷裂學理論,引起與會者的極大興趣并表示了合作意愿。1988年波蘭科學院院士S.Zahorski教授,美國堪薩斯大學的S.E.Swartz教授(時任美國土木工程學會理事長)和K.K.Hu教授先后來我所訪問和講學,并簽署雙方科研合作協議書。湘潭大學與美國堪薩斯大學的科研合作項目得到中國國家自然科學基金和美國自然科學基金的聯合資助。目前,流變力學研究所與加拿大國家木材制品研究院已經達成合作意向,計劃在納米技術應用于木材高品質化方面進行長期科研合作。在老一輩流變學專家的精心指導下,一批年富力強的中青年流變學工作者迅速成長起來。張平教授課題組目前致力于“聚合物基納米復合材料直接制備新技術”、“無機-生物高分子納米多孔材料”以及“光催化納米多孔材料”方面的研究并已經取得系列成果,其中的“尼龍6-二氧化硅納米復合材料及其直接制備新技術”獲得國家發明專利(ZL02139836.4)。自羅文波教授于1999年獲得“第一屆中國流變學青年獎”以來,張為民教授和趙榮國教授又相繼于2002年和2005年獲得“第二屆中國流變學青年獎”和“第三屆中國流變學青年獎”。2004年羅文波教授應T.Vu-Khanh教授的邀請赴加拿大魁北克大學工學院從事為期一年的合作科研。2005年羅文波教授獲得“日本學術振興會(JSPS)”資助,并應日本材料學會主席Y.Tomita教授邀請到神戶大學任JSPS研究員,進行為期兩年的合作科研。 自1997年以來,湘大流變力學研究所承擔了1項國家自然科學基金重點項目(袁龍蔚教授主持),16項國家自然科學基金面上項目(張平教授主持3項,羅文波教授主持4項,袁龍蔚教授1項,張淳源教授1項、張為民教授1項、龍志林教授1項、肖映雄教授1項、游世輝教授1項、丁燕懷博士1項、董輝博士1項、王智超博士1項),國家重點實驗室項目6項,國際合作項目3項以及多項省部級項目。研究內容涉及含缺陷流變物體的材料破壞理論、含缺陷高聚物破壞過程中多場耦合的跨物質層次分析、非線性黏彈性材料的斷裂理論、高聚物應力銀紋化、承載高聚物蠕變損傷-破壞的力學行為與細觀機理、承載聚合材料非線性流變行為的加速表征與細觀機理、聚合物-無機納米復合材料的微結構與力學行為、納米塑料的等效粘彈性連續介質微觀力學研究以及二維定向凝固合金凝固特性力學性能和優化設計。此外,張平教授課題組“尼龍6-二氧化硅納米復合材料直接制備新技術”開發應用得到中國石油化工總公司“聚酰胺無機納米材料生產技術的研究”項目50萬元橫向經費資助進行中試;馬石城教授課題組將流變學理論應用到基坑開挖與路基沉降的研究之中,總共獲得橫向項目經費超過300余萬元。依托這些項目,流變力學研究所創造了可觀的社會效益和經濟效益,培養了流變學專門人才,并獲得國家科學進步獎1項,省部級獎12項(其中一等獎1項,二等獎2項,三等獎9項)。流變力學學科的研究特色,體現在多學科的交叉研究。一方面,所研究內容介于化學、力學和工程科學的交叉領域,它的研究對象是具有復雜的變形和流動性的物質,以及工農業中工程和工藝過程的物理力學分析,具有多學科的交叉性。另一方面,湘潭大學是文理工齊全的綜合性大學,具有有利于多學科交叉研究的學科設置和多學科研究的學術氛圍。研究工作包括金屬與合金、塑料、橡膠、陶瓷等材料的變形與破壞過程,復雜零部件的成型加工工藝,高分子材料的流動與變形行為,人體生物場、經絡傳感等中醫基礎理論的現代化。涉及的學科有力學、化學、土木工程、化工、機械工程、材料、醫學等學科。1、在理論研究方面重視多學科交叉和多尺度研究,突出流變與損傷破壞的結合,流變-溫度效應-粘性-耗散的結合,在強調流變性材料破壞過程中呈現的幾何、物理、熱力學、流變力學的非線性及遠離熱力學平衡態行為的同時,還強調宏-細-納-微觀的結合。形成具有研究特色的缺陷體流變學研究方向,為國際學術界承認,得到國家自然科學基金和美國國家科學基金會的資助,與美、英、德、日、澳和波蘭等國家的一些大學和研究機構建立了合作研究聯系及學術交流,并多次應邀到對方講學。96年在該校成功召開“全國首屆帶缺陷物體流變學學術研討會,97年在我國成功地舉辦國際理論與應用力學聯合會(IUTAM)“帶缺陷物體流變學”專題研討會,說明國內外學術界對由我國學者創建的“帶缺陷物體流變學的認同。 從理論到實踐建立起宏微結合的流變性材料的破壞理論,這在國際上是領先的工作,具有較高的學術價值和廣泛的應用范圍。這方面的研究,在國內外刊物發表一百多篇論文,出版了《流變學概論》、《流變力學》、《缺陷體流變學》、《流變斷裂學》、《含缺陷流變物體的材料破壞理論》和《粘彈性斷裂力學》六本專著。有關的研究工作連續得到國家自然科學基金資助(一個重點項目,五個面上項目)以及美國國家自然科學基金的資助,同時得到湖南省重大項目資助和重點學科基金資助。2001年3月,國家自然科學基金重點項目《含缺陷流變物體的材料破壞理論》通過由國家自然科學基金委員會組織的項目驗收,專家組認為該課題組所取得的成果具有創新性,處于含缺陷流變物體的材料破壞力學研究的國際前沿,既有重要的基礎理論意義,又有廣闊的應用前景,部分成果達到了國際先進水平,綜合評價為優秀。 2、在應用方面注重與國民經濟建設中發揮重要作用的工程問題以及國防建設問題相結合,代表性成果有: (1)、將理論應用于湖南柘溪水電站混凝土大壩的加固處理,大壩運行十多年多依然保持完好。通過部級鑒定認為設計理論優秀,從而獲湖南省一九八八年十大科技成果獎、能源部水電規劃設計總院科技進步一等獎(SG8903-S2)、水利部科技進步二等獎(S902004-G4)及國家科技進步三等獎(水-3-00S-04)。 (2)、材料的熱-力學破壞機制研究。承擔了國家863-410高技術中有關強激光作用下材料的熱-力學響應方面的課題,突破了純力的破壞或純熱的破壞的傳統框架,提出了熱-力耦合下材料的破壞效應,發現了激光誘導下材料的反沖塞效應。強激光對材料的熱-力學破壞機制研究具有明確的國防意義和工業應用價值,強激光破壞機理的研究對研制強激光武器具有重要的作用;熱流變成形的紅箭八號反坦克導彈彈托等產品已成功地應用于工業部門和軍工部門。有關研究得到多項國家自然科學基金的資助,成果獲得中國科學院科技進步一等獎[段祝平(1)、周益春(2)]一項和其它省級獎4項。 3、注重在一些新興的科領域開展的工作,與國際前沿研究保持同步 有關研究主要在納米材料與技術、激光技術、熱障涂層、先進加工成型技術領域。周益春教授的激光熱沖擊與涂層課題組覆鎳深沖鋼帶項目的研究通過教育部組織的項目鑒定達到國際先進水平。張平教授的課題組與該校高分子學科王霞瑜教授課題組合作在聚合物納米復合材料的研究中,制備出幾種新型材料,經由液晶增強增韌環氧樹脂強度提高百分之三十多,沖擊韌性提高五倍,尼龍-二氧化硅納米復合材料強度提高百分之八十多,沖擊韌性提高百分之三十。“尼龍6-二氧化硅納米復合材料原位直接制備新技術”的課題通過教育部組織的項目鑒定達到國際先進水平。進一步研究已經由聚合物納米復合材料的研究擴展到納米流變學的研究。有關研究得到國家863計劃、國家自然科學基金、教育部和湖南省重點項目的資助。 在今后的建設中,將繼續變成流變學研究和多學科交叉研究特色,以含缺陷流變物體的材料破壞力學為主攻方向,發揚光大原有研究特色,加強與高分子學科、計算數學和凝聚態物理交叉研究。并且繼續重視展開制造技術和國家安全的關鍵力學問題研究,密切與工程應用結合。以及繼續重視展開與新材料相關的物理力學問題的研究,為國民經濟建設作出貢獻。經過5年時間建設成在國際上有一定特色和影響的學科。
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