主要成就
研究成果
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为实现承压装备的寿命评价及安全设计,申请人围绕失效机制、性能描述与寿命设计开展研究,在突破损伤原位测试技术的基础上,提出了描述材料性能退化的本构模型,建立了高温承压装备的寿命设计方法。其中,失效机制是精确本构描述的基础,本构描述是准确寿命设计的前提。具体表现在以下3个方面:
1)突破高温原位测试关键技术,为
高温承压装备的失效机制表征奠定了试验基础。
建立了双边对称加载的原位测试方法,保证加载过程中被测试件中心不动。配合X-ray CT技术,实现内部缺陷演化的在线观测。
开发的原位测试装置及方法在包括清华、北大在内的100余个科研院所成功应用
,部分用户利用这些设备在Advanced Materials等高水平期刊上发表论文165篇;
2)建立了耦合损伤的多场本构模型描述高温高压下材料的力学响应,并提出应变硬化内变量与温度和时间相关,预测材料的温度和率相关性,从而实现了材料性能退化模拟、多场耦合模拟以及温度/率相关性模拟。提出的温度相关与率相关模型被商用ABAQUS软件嵌入模型库。其技术总监认为:
陈等提出的模型成为最适于描述各种电子封装钎料的本构模型之一
;
3)通过数值算法将耦合损伤的本构模型嵌入有限元实现二次开发,从而
实现微观-材料-装备的一体化分析
。建立多轴寿命模型和棘轮安全边界,有效提升了装备可靠性评价与设计的精度。建立了基于全寿命周期设计概念的承压管线防棘轮设计方法,并开发完成了压水堆一回路辅助管道防棘轮设计软件,为管结构的安全设计提供了依据。
奖励及荣誉
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[1] 2019荣获教育部青年长江学者;
[2] 2015荣获天津市“131”创新型人才;
[3] 2014年荣获天津市青年科技优秀人才;
[4] 2014年荣获天津大学“北洋青年学者”称号;
[5] 2013年荣获教育部新世纪优秀人才;
[6] 2013年荣获宝舜奖教金;
[7] 2008年荣获天津大学“天津大学教书育人优秀青年教师”称号;
[8] 2007年,2012年及2019年分别荣获本科毕业生优秀指导教师。