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硕士点

力学一级硕士学科点简介

  江苏大学力学学科是(原)镇江农机学院建校初期最早建立的学科之一,1981年固体力学获国家首批硕士学位授权点,2003年获批博士学位授予权,2006年获力学一级学科硕士授予权,2006年固体力学获批江苏省“十一五”重点学科,2012年获批力学博士后科研流动站。学科拥有MTS809材料试验机、LMS结构动态分析仪、Focus LT32-32超声相控阵探伤仪、高应变动力测试仪、智能数字化全波形声发射仪、电液伺服系统、扫描探针显微镜、三维粒子动态分析仪、两相流泵试验台、相位多普勒粒子分析仪、1.0m×1.4m开闭两用低速回流风洞、环境可控型E-Sweep原子力扫描探针显微镜、Vic3D非接触全场应变测试系统、KEYENCE超景深三维显微系统,扁铲侧胀仪、真空蠕变试验机、离心泵振动噪声信号采集系统等大型教学、科研设备,建立了大型计算软件分析平台,具有开展高水平科学研究的软硬件设备。不仅为本学科科学研究提供先进的平台,还为学校其它相关学科及周边科研院所提供有力的支持。

  学科依托国家水泵及系统工程技术研究中心、机械工业“机械结构损伤检测评估技术”重点实验室、江苏省工程力学实验教学示范中心、江苏省能源与动力工程实验教学示范中心、土木工程技术研究院等机构,充分发挥力学学科作为工程基础学科的重要支撑和先导作用,与物理学、材料学、机械、动力、农业工程、食品工程及土木工程等学科交叉融合,现已形成了5个迎合国家急需、处于学科前沿、相对稳定的特色学科研究方向:(1)智能材料结构中力与多物理场耦合理论及结构损伤/断裂理论;(2)非线性动力学与控制及其应用;(3)工业流体力学及工程中的多相流与复杂流动;(4)微/纳米力学、多尺度力学基础及测试技术;(5)工程结构中的力学问题。

  学科带头人:骆英 博士、教授、博导。

  学科各研究方向简况如下:

  ◆ 智能材料结构中力与多物理场耦合理论及结构损伤/断裂理论

  本方向长期致力于热、电、磁、光以及化学等复杂环境下各非均匀固体介质内部及介质之间力与各物理、化学场的耦合规律、外部表象和功能失效问题研究。在面向国家战略需求和学科发展前沿问题的引领下,围绕智能材料结构中六大生命功能及仿生等尖端技术领域开展力学科学优先发展领域问题的研究。(1)通过研究工程结构无损检测与地球物理勘探中研究对象的差别,建立了工程结构无损检测中的叠前偏移成像系统。提出基于几何反射地震学的叠前偏移成像理论,构建可在单面检测、高分辨率,可形象地显示缺陷形状、大小和方位的无损检测技术。将进一步研制用于监测结构损伤的新型应变梯度传感器,揭示微米级挠曲电材料的力/电耦合系数与介电特性、温度、尺度效应等内在联系以及力/电能量转换关系,实现在线监测损伤导致的应变梯度;(2)研究高性能压电纤维的组成成份的设计与纤维构造方式和制备工艺技术。研究了PZT、PMN-PT等系统压电陶瓷的组成、制备技术和性能,创造性地提出了用有序生长制备技术制造压电纤维复合材料及智能驱动/传感器件的新方法,在相控阵雷达、微机电系统、各种结构的健康检测等方面具有广阔的应用前景。通过建立一种新型OPCM相控阵超声驱动/传感器件声场数学模型,推导超声线阵驱动/传感器件的指向性函数,计算其声场在空间分布的特点,分析了器件结构和几何尺寸变化对基阵主瓣和旁瓣的影响;(3)分析了激光超声波在不同介质中的激发、传播机理。在非弹性介质、粘弹性介质中高频超声波的传播不同于金属各向同性弹性介质中的激光超声波,由于各向异性导致传播速度依赖于频率的色散及由于粘性导致能量的衰减,分析了正交各向同性材料中激光激发超声波的产生和传播特征,对能量衰减的物理机制进行探索研究;(4)基于细观力学的理论和热力学原理,研究与传统形状记忆合金、压电陶瓷和磁致伸缩材料相比极具优越性能和应用潜力的铁磁形状记忆合金材料在力、磁耦合时的本构关系及其应用。学科在该方向的课题均属学科前沿,研究工作处全国领先地位。

  本方向现有教授4名,副教授2名,讲师2名,研究队伍具有强烈的团结合作精神,多学科交叉、知识和年龄结构合理,是江苏大学11个校级科技创新团队之一。与美国、英国著名高校学者建立了长期合作研究关系,每年均有2名以上外籍知名教授在本团队开展3个月以上的合作研究和共同举办国际会议。近5年主持国家“863计划” 项目1项,国家自然科学基金项目6项,省部级项目9项。在Journalof Applied physics、Applied physics A、ACTAMECHANICA、中国科学、物理学报等国内外著名力学类刊物上发表论文100余篇,其中SCI、EI收录40余篇,申请发明专利7项(已授权1项)。本方向是力学学科的前沿,其研究具有重要的理论意义和广泛的工程背景。本方向在工程学科中的基础地位决定了力学学科科研与创新平台的构建和完善不仅可以提高我校力学学科的教学与科研水平,也为我校特色及重点学科研究领域中相关课题和项目的关键问题提供了强有力的力学基础理论和技术支撑,对我国国民经济的发展起到重要作用。同时,本方向长期坚持理论与工程实际相结合,在地方行业中有着广泛的影响。

  ◆ 非线性动力学与控制及其应用

  本方向紧密围绕多时间尺度和非光滑系统的复杂性及其分岔机制这一主题,开展了大量的深入研究。在多时间尺度方面,针对几类实际工程中较具代表性的两时间尺度即快慢时间尺度的非线性系统,研究了(1)含有可分离快慢子结构和不含有可分离快慢子结构自治非线性系统的两时间尺度效应,分析了系统具有不同快慢子结构形式的系统的尺度效应差别,给出了转化为标准形式的可能性及相关的方法;(2)周期外激下非线性系统的两时间尺度效应:针对周期激励频率趋于慢变频率和周期激励频率趋于快变频率两种情形,给出了沉寂态与激发态之间可能存在的各种分岔模式,尤其是各种不同猝发现象以及相应的诱发机制,从而揭示了周期激励下系统的动力学行为及其产生机制;(3)数字电路模拟分析及结论推广:对上述各种两时间尺度问题进行数字电路模拟实验,并进一步比较各种情况下理论分析和数字电路仿真两种结果的吻合程度。在非光滑系统的复杂性及其分岔机制方面,紧密围绕非常规分岔这一主题,深入探讨了单分界面和多分界面下各类非光滑连续振动系统在不同情况下的各种非常规分岔模式,分析了不同非常规分岔模式的产生机制,讨论了不同分界面引起的分岔模式之间的相互作用,研究了各种参数对非常规分岔的影响规律,建立了各种非常规分岔的标准形式及其分岔机制,解释了非光滑连续非线性振动系统的各种特殊的动力学现象。多时间尺度和非光滑系统的复杂性及其分岔机制是现已成为两个主要的特色方向,并在国内外具有一定的影响;学科方向团队将继续努力,注重基础性与前沿性并重,站在学科主流方向,不断提升竞争力。

  本方向现有教授3人,副教授3人,讲师1人,工程师1人。近年来,方向团队先后主持教育部新世纪优秀人才基金1项、国家自然科学基金10项、江苏省“青蓝工程”学术带头人项目1项、江苏省创新人才基金1项、江苏省自然科学基金2项、中国博士后基金1项,发表各种学术论文近百篇,其中在PhysicalReview E、InternationalJournal of Nonlinear Mechanics、InternationalJournal of Bifurcation and Chaos、NonlinearDynamics、Physics Letters A等国际权威刊物上发表论文33篇。论文被SCI收录41篇,EI收录58篇,SCI他人引用64次。学科方向团队将继续努力,注重基础性与前沿性并重,始终站在学科主流方向,不断提升竞争力。

  ◆ 工业流体力学及工程中的多相流与复杂流动

  本方向以研究现代工业流体力学问题和创新性解决工程中涉及流体力学的相关技术问题为目标,重点针对多相流动与复杂流动等现代工业流体力学难点开展深入研究。依托国家重点学科相关实验室的科研条件,利用所配备的粒子图像速度场仪(PIV)、相位多普勒测速仪(PDPA)、高速数码摄像机等一批先进的流场测试与显示设备,以及建设的多台(套)多相流与复杂流动专用实验台和流体机械内流测试试验台,主要集中在三个方面开展基础理论和应用研究:(1)荷电多相流理论及工程应用;(2)湍流减阻及在流体机械及工程中的应用;(3)旋转叶轮机械的内部多相流动及复杂流动。通过建设和发展,使相关基础理论研究不断深入,通过力学基础问题的深入分析解决一系列应用技术的关键问题,在相关领域形成鲜明的研究特色。力争荷电多相流动理论的研究达到国际先进水平,并具有一定的国际影响,在湍流减阻机理研究方面获得创新性的成果,并在权威期刊Journal of Fluid Mechanics 等上发表学术论文,争取在ICTAM(世界力学大会)、ACFM (亚洲流体力学大会)、APS/DFD(美国物理学会流体力学分会)年会等重要国际学术会议上做报告。在伴有盐析的液固两相流动机理、多相流动实验方法和复杂多相流动的数值模拟等方面取得较高水平的研究成果,并形成了研究特色。该方向通过承担国家、省部级的研究项目,争取获得省部级及以上高水平科研成果奖,使研究特色更加鲜明,形成一定的国内外影响力。

  本方向现有教授3名,副教授2名, 讲师2人,工程师2人,有博士学位人数6人。本研究方向已成功申请:国家自然科学基金项目6项,中国博士后和江苏省博士后基金各各1项,发表论文105篇,其中SCI收录17篇,EI收录21篇,获机械工业科学技术一等奖1项,教育部科技进步二等奖1项,出版专著1部,教材2部,授权专利5项,申请发明专利2项,申请实用性专利8项。 

  ◆ 微/纳米力学、多尺度力学基础及测试技术

  本方向充分认识到微纳米力学是微纳米科技发展的重要理论基础。相比于传统力学,微纳米力学的研究具有多领域协作的特性,充分体现出现代力学多场耦合(涉及物理,化学,力学,材料等不同学科)和跨尺度的特征,能够促进不同领域内的合作研究,创造新的研究方法并可能取得对工业发展具有重大影响的新颖成果。纳米技术发展的新需求及新颖纳米材料的不断发现都将持续地推动微纳米力学研究的深入开展和广泛应用,并且普遍认为纳米科技的开发将能激发能源,材料,通讯、计算机,航空航天等国家重点科技发展领域内的技术革命和新的交叉学科领域的形成,并进而推动国民经济的发展。因此作为微纳米技术发展基础的纳米力学研究在今后仍有巨大的发展空间,迎合和国家的急需,并且在相当时间内仍将成为国家、地方重点支持的研究方向。本研究方向的目标在于努力提升江苏大学在这一领域内的国际,国内声誉,全面达到(省一级重点的要求)。研究内容包括 (1)纳米材料 (碳系、硼氮系,镓氮系,纳米半导体材料)以及新颖纳米功能复合材料的力学性能和力电耦合性能的实验及计算机模拟表征;(2)纳米生物力学的研究,探讨细胞构件的独特性能及其物理/生物机理;(3)在上述研究基础上努力寻求跨领域合作,以探索、研究纳米材料在纳米智能构件与设备中的应用,如纳米传感器, 纳米发电机, 纳米生物感侦测仪等。

  本方向现有教授3名,副教授2名,讲师1人,工程师1人。该研究方向的带头人王成原博士为从英国斯旺西大学引进的特聘教授,成功申请江苏省高层次创新创业人才引进计划1项。近5年来,王成原博士主持加拿大自然科学与工程协会研究基金项目、澳大利亚研究基金会“发现计划”项目、英国斯旺西大学科研启动基金等十余项课题。朱建国博士与清华大学联合申报国家自然科学基金重点项目1项;获批国家自然基金面上项目3项,省部级项目2项,作为主要成员参与国家自然基金重大研究计划、国防预研基金各1项。该方向团队成员发表文章48篇,其中SCI收录21篇,EI收录8篇,获授权国家发明专利4项,申报国家发明专利5项。 

  ◆ 工程结构中的力学问题

  本方向是力学学科联系工程实际的桥梁和接口:一方面该方向可以把力学前沿的最新理论应用于相关的工程实际;另一方面,工程中所提出的新问题,又会进一步促进力学中新理论的形成和发展。所以,本方向的发展有理论和工程实践的双重驱动力。因此,本方向的建设将对江苏大学力学学科的发展具有重要的推进作用,是力学一级博士点建设目标的重要组成部分。该学科方向目前已经在岩土力学,工程结构的耐久性及损伤,工程结构的防灾减灾等子方向开展了研究,已取得了一些的研究成果,已完成了一些高质量的论文和国家级项目,也取得了一些社会效益,该方向有些方面的研究在国内外有一定的影响和显示度,例如,我们在孔隙介质力学,周期性高架铁路及桥梁的动力分析,排桩隔振及混凝土耐久性等方面的研究。因此,坚持和加深在上述方面的研究是保证工程结构中的力学问题方向今后发展的重要基础。

  本方向现有教授4名,副教授3名,技师1人,其中江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人1人,江苏省 “六大人才高峰”2人。近年来,该研究方向成功申报国家发改委项目1项,国家自然科学基金项目8项,省部级等项目11项,在国内外权威杂志发表论文46篇,其中SCI收录26篇,EI收录16篇,申请实用性专利5项,专著1部,教材1部。

拟建设的土木工程一级学科硕士点介绍

  江苏大学土木工程学科具有悠久的办学和科研历史,学科下设土木工程、建筑环境与设备工程、工程管理三个本科专业,并具有结构工程、防灾减灾及防护工程硕士点和建筑与土木工程专业工程硕士授予点。土木工程学科现有教师近40人,骨干教师均在国内知名大学取得博士学位。学科教师具有较强的教学科研水平,先后涌现了江苏省“六大人才高峰”高层次人才、江苏省“青蓝工程”学术带头人、校青年学术带头人培育人选等一批优秀人才。学科科研成果丰富,近五年完成国家自然科学基金4项,发表SCI/EI检索论文近150篇,获得各类专利12项,目前在研国家自然科学基金9项,省部级基金4项。经过几代人的不懈努力,土木工程学科在国内已具有一定影响力,并富有自身特色,形成了现代预应力结构与钢结构理论及其应用、土木工程结构安全评估与灾害预防研究、人工环境与绿色建筑工程三个研究方向。

  拟建设的土木工程一级学科负责人—刘荣桂 教授 博导

  学科研究方向一  现代预应力结构与钢结构理论及其应用

  方向负责人 刘荣桂 教授 博导

  该方向的主要特色包括:

  (1)现代预应力混凝土结构计算理论及耐久性;

  该方向的研究宗旨为探索现代预应力混凝土结构耐久性现状以及存在的问题,并经过相关试验调查该结构在不同侵蚀环境下的耐久性发展行为和结构承载性能,为改进预应力混凝土结构耐久性设计方法提供参考意见。

  (2)高性能CFRP索结构及锚固体系;

  该方向的研究宗旨是探讨CFRP索大跨结构的非线性力学行为及其控制,并通过具体的试验研究与理论分析,为CFRP预应力大跨结构的开发应用提供科学依据与设计方法;对新型CFRP索斜拉桥锚固体系的锚固性能进行了系统的分析研究,为大吨位CFRP索锚固体系的进一步研发奠定了基础,研究定位为最终在我国实施跨海工程和CFRP索预应力空间大跨房屋结构贡献力量。

  (3)钢框架结构抗连续倒塌评估设计方法。

  该方向的研究宗旨是探讨钢框架结构抗连续倒塌性能评估与控制设计方法,并通过具体的试验研究与理论分析,对钢框架结构在连续倒塌过程中的破坏机理、动态效应和传力机制进行了研究,为钢框架结构抗连续倒塌评估设计提供科学依据与分析方法。研究定位为发展我国的结构抗连续倒塌评估设计理论贡献力量。

   学科研究方向二 土木工程结构安全评估与灾害预防研究

  方向负责人 石启印 教授

  该方向的主要特色包括:

  (1)工程结构抗震抗风与减振控制;

  该方向的研究宗旨为探索建筑结构在地震、强风作用下的结构响应及破坏模式,研究结构采用不同减震措施后的振动行为特性,为改进建筑结构抗风抗震设计方法提供参考意见。

  (2)工程结构的灾害防御;

  该方向的研究宗旨是通过对地震、火灾、台风、爆炸等极端事件作用下公共建筑和桥梁结构的易损性、破坏风险研究,发展多灾害工程结构设计方法,研究多种灾害共同作用的结构效应及倒塌过程,建立多重灾害综合防御和灾害控制的基本技术,实现对重大工程结构多重灾害的有效防御和控制。

  (3)土木工程安全监控与灾害评估;

  该方向的研究宗旨是针对极端灾害、长期环境与荷载等多因素耦合作用,探索大规模、分布式、长寿命先进传感技术及其基本原理,研究大型工程结构健康监测系统设计方法,基于反演和正推结合的大型复杂结构累积损伤演化过程和抗力衰减规律的分析方法,发展基于健康监测的大型复杂结构安全判定与可靠度预测的理论。

  (4)理论和应用土力学研究;

  本方向已在细观土力学,土体的固结理论和数值模拟,孔隙介质理论模型,非均匀粘弹性介质、非均匀孔隙介质中的波场计算,冻土的理论和计算模型、管桩承载时效性及可靠性进行了广泛和深入的研究。

  (5)土动力学和工程抗震;

  本方向利用试验、解析、理论和数值方法对目前岩土工程中的动力学和抗震等一些热点和难点问题进行了研究,例如:饱和土中结构的抗震计算问题,软土地基和桩基础共同作用的时效问题,移动载荷和地下结构及地面建筑的相互作用问题,桩土共同作用问题,土木工程中的隔振技术,地基基础和上部结构的共同作用,土石坝的抗震设计,考虑共同作用时的周期性高架铁路的抗震设计模型,等方面开展了广泛的研究。

  (6)环境岩土工程。

  本方向将开展污染物在岩土介质中扩散的数学和力学模型研究,根据实验和现场的观测结果,系统建立饱和及非饱和岩土介质中污染物扩散的各类控制方程并进行求解,从而获得污染物在岩土介质中扩散规律。

  学科研究方向三 人工环境与绿色建筑工程

  方向负责人 宋新南 教授(挂靠能动学院)

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