攻坚克难求突破,砥砺奋进勇争先。通过全体师生的不懈努力以及在同行和同事们的支持下,机械结构强度与多尺度力学课题组在学生培养、科学研究、学术服务、队伍成长等方面均取得了一些成绩。
硕博培养成果丰硕
2023年,在第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”专项赛中,由赵军华教授和魏宁教授指导的作品《致密甲烷在纳米限域孔隙中的储运机理研究》进入全国决赛,参赛项目经过线上初赛和现场路演的激烈角逐,最终收获全国一等奖,实现机械工程学院在“挑战杯”赛事上从无到有的突破,创学院在该项目上历史最好成绩。
2023年,机械结构强度与多尺度力学课题组李善臣博士生顺利通过博士学位论文答辩,黎茂扬、李娜等十五位硕士顺利通过硕士学位论文答辩。
博士生花安平通过专家审核获得国家留学基金委CSC奖学金去日本京都大学留学一年。
基金和项目
2023年,江南大学机械结构强度与多尺度力学课题组在基金和项目方面也收获颇丰。课题组成员新增主持4项国家自然科学基金面上项目和1项国家重点研发计划课题,173项目等多个纵向科研项目。同时,继续保持与中核动力研究院,中国船舶科学研究中心702所,中石化无锡勘探所等多家优质科研院所的产学研横向合作。另外,也开始与无锡昆仑富士有限公司,美的小天鹅股份有限公司等多家大型企业建立初步的合作关系,加快实现产学研深度融合。
充足的纵、横向科研项目给课题组提供了必要的科研经费支撑,保障了课题组正常运转,并激励了组内科研人员的积极性。
代表性论文和专利成果
跨尺度结构强度与界面性能的多尺度力学
1. A unified disconnection
model of stress-driven grain boundary migration in nanocrystalline metals.
Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2024, 183: 105515. 建立了一个可以描述多阶错运动的理论模型来预测阶错演化路径,并通过原子级实验和模拟来验证。
2. Thermal Property of Fullerene
Fibers: One‐Dimensional Material with Exceptional Thermal Performance. Small,
2024: 2307671. 从C60独特的空心结构中汲取灵感,探索了不同内含式C60的热调节技术。
3. Nucleation and
Crystallization of Polymer Melts under Cyclic Stretching: Entanglement Effect.
Macromolecules, 2023, 56(14): 5490-5501. (封面论文) 基于粗粒化分子动力学模拟和拓扑分析方法揭示了聚合物链间缠结在流动诱导结晶中的影响,为理解涉及缠结限制的流动诱导成核及晶体生长机制提供了新的物理见解。
4. Molecular dynamics study
of thermal transport properties across covalently bonded graphite-nanodiamond
interfaces. Carbon, 2023, 213:118250. (封面论文) 采用分子动力学方法,系统研究了新型石墨-金刚石复合材料界面的热学性能,并揭示了影响其界面热输运的微观机理。
5. Thermal Conductivity of
a Two-Dimensional Diamondene Sheet: A Molecular Study. The Journal of Physical
Chemistry C, 2023, 127(17): 8247-8255. 采用分子动力学方法系统地研究了二胺的热性质,研究了加氢反应、温度、拉伸/压缩应变和缺陷对导热系数的影响。
6. Multiscale Theories and
Applications: From Microstructure Design to Macroscopic Assessment for Carbon
Nanotubes Networks. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2023, 36(1): 1. 碳纳米管网络材料的多尺度分析的文献综述,重点介绍了其微观结构特性和负载传递机制。
7. Corrosion-induced
deceleration-to-acceleration of fatigue crack growth for deep-sea Ti6Al4V ELI
titanium alloy. Engineering Fracture Mechanics, 2023, 281: 109160. 提出了一种等效算法和测试设备来实现同步腐蚀和疲劳测试,首次观察到Ti6Al4V ELI试样的腐蚀疲劳实验具有减速到加速的趋势。
8. Assessment of numerical
modeling approaches for thin composite laminates under low-velocity impact.
Thin-Walled Structures, 2023, 191: 111053. 为了探索一种针对复合材料层合板低速冲击行为的高精度建模方法,采用不同建模策略预测了复合材料层合板的动态力学响应和损伤行为,并提出了一种新的损伤指标来表征复合材料单层板的损伤积累程度。
9. Numerical investigation
on composite laminates under double-position low-velocity impacts. Journal of
Reinforced Plastics and Composites, 2023, 42(21-22): 1176-1190. .考虑不同的冲击能量,对交叉层叠板上具有特定距离的双位置低速冲击进行了数值计算,通过分析各种冲击损伤,讨论了双位置冲击下的损伤干扰效应。
10. Chemical Vapor Deposited
Ductile MoO2 Nanofins with High Aspect Ratio for Flexible
Electrodes. ACS Applied Nano Materials, 2023, 6(18): 16145-16151. 使用化学气相沉积法制备了具有超大长高比的垂直MoO2 nanofins,并测得垂直MoO2 nanofins的导电率不会随着弯曲应变的改变而发生变化,其在柔性电子器件的电极材料方面有着广泛的应用前景。
11. Unconventional
Enhancement of Photoluminescence in Multilayer MoS2 within MoS2/MoO2
Heterostructures: Implication for Optoelectronic Devices. ACS Applied Nano
Materials, 2023. 该揭示了一种在MoO2基底上生长的多层MoS2所展现的异常PL增强现象,为利用表面等离子体共振原理来增强多层过渡金属硫化物的PL强度提供了一条新的研究途径。
12. TC4ELI钛合金疲劳裂纹路径偏折与寿命提升机制, 机械工程学报 59(16) (2023) 72-81. 基于TC4ELI钛合金与普通TC4钛合金的疲劳裂纹扩展寿命差异较大的现象研究了TC4ELI的疲劳裂纹扩展路径曲折的内因。
力学引导下3D打印传感器的设计与制造
1. High-resolution and
programmable line-morphologies of material-extrusion 3D printed self-leveling
inks. Additive Manufacturing, 2023, 71: 103582. 通过对DIW打印过程中的多个关键参数进行提取分析,整合为两个无量纲参数(无量纲针头移动速度与高度)。通过建立线条形貌的打印控制方程,构建了不同典型形貌的转换边界与全相图。基于此相图,通过选取合适的打印参数,可以实现复杂线条形貌的高精度可控打印。
2. Pre-fatigue enhancing
both long-term stability and sensitivity of direct-ink-writing printed sensors.
International Journal of Fatigue, 2023, 166: 107237. 阐明了DIW打印传感器在不同循环应变载荷水平下的电阻演化行为,预疲劳来实现提高DIW打印传感器的长期稳定性和灵敏度。
3. Displacement-reconstruction-realized
components by structure-sensing integration via a hybrid 3D printing strategy.
Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2024, 177: 107896. 提出了一种通过混合3D打印的方法实现快速制造集成结构传感实现位移重构组件的策略,实现在没有任何加载信息的情况下,传感集成结构可实现从监测的局部应变重构全局位移场的功能。
4. Direct-ink-writing
printed strain rosette sensor array with optimized circuit layout. Chinese
Journal of Mechanical Engineering, 2023, 36(1): 88. 提出了一种基于DIW技术的应变花传感器阵列从分层电路方案到快速制造的集成策略,实现了大规模或多域多轴应变监测的分层打印策略。
5. Direct wire writing technique benefitting the flexible
electronics. Virtual and Physical Prototyping, 2024, 19(1): e2286514. 提出了一种低成本的新型直接线书写技术,可轻松、快速地制造出各种高质量的面内导线电路和空间跨度结构,实现高复杂度柔性器件的高效制造。
积极开展和参与学术交流
2023年3月17日-19日,江南大学机械工程学院院长赵军华教授作为主要负责人承办了由国家自然科学基金委员会数理科学部、中国力学学会物理力学专业委员会和江苏省力学学会等联合主办的“第三届全国物理力学青年学者学术研讨会”。会议邀请了国内物理力学领域多位资深专家以及全国40多所高校、科研院所的80余位杰出学者和青年学者,共同研讨物理力学发展所面临的问题、挑战与未来发展机遇,旨在促进物理力学领域青年学者之间的交流与成长,推动我国物理力学学科的繁荣发展。大会的志愿者是机械结构强度与多尺度力学课题组的人员,会议的安排和组织得到了参会专家的高度赞扬。
2023年4月21日-23日,课题组师生共赴南京,以邀请报告等方式参加了“首届力学交叉前沿研究论坛”。600余位专家齐聚该研究论坛旨在促进力学与其他相关学科深度交叉融合,凝练出一批符合国家重大需求或面向学科前沿的研究方向。课题组师生同多个不同力学交叉研究方向的优秀学者们相互学习和交流,受益匪浅。
课题组年终大会
2024年1月31日,江南大学赵军华教授团队2023年度总结大会在机械工程学院C302举行。会议由赵军华老师主持,课题组全体师生参会。整个会议历时三小时,会议议程包括赵军华老师致辞和年度总结报告、各位老师年度工作汇报、课题组年度颁奖典礼三大环节。会议过程中,掌声数次响起,笑声此起彼伏,全场始终洋溢着振奋、热烈、愉快的氛围。
环节一 赵军华老师致辞和年度工作总结
会议开篇,赵军华老师简明扼要对课题组2023年度人才培养、科学研究、学术交流、团队建设等方面的工作进行了回顾和总结,充分肯定了团队一年来的努力和取得的成绩,指出了团队存在的不足和应该努力的方向,同时,对2024年团队总体目标提出了要求。
环节二 各位老师年度工作汇报
课题组内魏宁、宋智功、于培师、董淑宏、孙琎、吴宏荣老师依次进行自己的年终总结,主要从学生培养、学术成果、新增科研项目、荣誉与获奖等方面进行总结以及对2024年未来新目标的展望与规划。
环节三 课题组年度颁奖典礼
在过去的2023年中,课题组在科研成果方面硕果累累。研究生共发表论文20余篇,其中博士生花安平在国际期刊《Journal of the Mechanics and Physics of
Solids》上再次发表论文;博士生李珍的成果发表在材料科学领域期刊《Small》;博士生朱春华发表在国际期刊《Macromolecules》上的成果被选为当期封面论文;博士生卢琛琛发表在国际主流期刊《Carbon》上的成果也被选为当期封面论文;博士生黎茂扬的论文发表在增材制造领域顶刊《Additive Manufacturing》,以上五位同学荣获2023年度科研之星奖。
时光荏苒,紧张繁忙的一年即将过去,一年的时间里,每个人对课题组的奉献是有目共睹的。经民主投票,本次年终总结会评选出2023年度团队贡献奖。获得者分别是博士生黄林海和陶银,感谢他们为课题组无私奉献。
总结与展望
在过去的一年里,课题组在跨尺度结构强度与界面性能的多尺度力学及其在3D打印传感器设计、制造与应用方面进行了前沿研究。通过团队的不懈努力和创新思维,多项研究成果已在多个国际知名学术期刊上发表。当前,我们的研究正处于既要深化理论研究又要实现技术开发的关键时期,团队需要进一步统一思想,坚持“两条腿”走路,不断将理论研究与工程实际有机结合,推动现有研究从实验室走向工程应用。展望未来,通过持续的努力,我们的研究成果将会为解决国家重大亟需提供必要的支撑。同时,我们也期待培养出更多优秀的年轻学者,为他们提供一个充满机遇和挑战的研究平台,共同推动课题组茁壮成长。
撰稿:陶银
编辑:花安平
审核:赵军华