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面向材料力学性能预报的数字化实验平台构建

申报人:章海明 申报日期:2021-09-16

基本情况

第二十四期“上海交通大学大学生创新实践计划”项目
面向材料力学性能预报的数字化实验平台构建
创新训练项目
工学
材料类
创新类
2021-09
2021-09
材料科学与工程学院
章海明
指导教师
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1.  国家自然科学基金面上项目,52075329, TRIP效应先进高强钢的多相组织协作机制及成形性能多尺度计算模型,在研,主持

2.  上海市青年科技启明星项目(A),20QA1405300, 面向航空发动机的高温钛合金热加工多尺度建模与实验研究,在研,主持

3.  上海市科技创新行动计划,20dz1205100, 650-700℃超超临界锅炉管件传热与力学特性研究,在研,主持

4.  工信部稳定支持项目,KZ0C191705, 钛合金热成形过程组织演化跨尺度模拟技术研究,在研,主持

5.  宝钢中央研究院合作项目,先进高强钢微观组织建模和塑性有限元分析辅助工具开发,在研,主持

1. 科学计算工作站(Linux系统)的访问与使用;

2. 充足的经费支持;

3. 课题组积累的与本课题相关的软件与代码;

4. 程序开发、实验和论文撰写指导。

先进材料的研发和高性能构件的成形制造是国家核心竞争力的重要体现,基于模拟的数字化制造是实现成形工艺由“经验定性”到“科学定量”的不可或缺手段,数值模拟的核心是可靠的本构理论、准确的材料模型和稳健的计算算法。金属多晶体的变形与力学响应源于其内部晶粒、组成相等微观结构的综合作用,本质上是个多尺度问题;变形、损伤和再结晶等的相互作用更是复杂的多物理场耦合问题。建立基于微观组织和变形物理机理的跨尺度、多场耦合本构理论和计算方法一直是学科难题和热点前沿。从结构金属性能设计和组织调控的角度,亟需建立基于组织的材料本构理论和数学模型,形成从组织到性能的跨尺度力学性能预测方法。

项目指导老师在上述领域长期耕耘,发表论文50余篇。所开发的材料性能虚拟实验相关的研究成果被项目合作伙伴Tata钢铁用于预测双相钢的各向异性力学性能;与宝武钢铁开展了“未来钢铁计划”《超高强钢组织和夹杂对扩孔翻边性能影响的机理研究》和《基于微观组织仿真的高强钢力学性能预测技术研究》合作研究,通过虚拟测试技术,降低先进高强钢的力学性能测试成本,缩短新钢种研发周期。

本项目将在上述工作基础上,进一步完善面向复杂微结构轻质高强金属材料的力学性能预测的数字化实验平台,为材料组织调控和性能优化的科学性提供理论依据和分析工具,缩短新产品开发周期。

选题成员

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指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 章海明 登录状态下查看 材料科学与工程学院 第一指导教师

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结束