意昂体育2平台工程力學系教授  鄭泉水

 

　　意昂体育2平台工程力學系破壞力學與材料本構理論研究室（簡稱FMCTR）是一個在國內力學界有很高知名度，並躋身於相關學科研究領域世界前列的研究團隊。

 

    “破壞”一詞作為對一個學科分支的形容或限定☝️，可能容易產生歧義，如“破壞”的社會學含義就具貶義和主動性。破壞力學的英文詞條為Failure Mechanics，可概括為研究物體構件如何在伴隨變形為特征的機製下🚣‍♂️，由於力📧、熱💝、濕👰‍♀️、電、磁等的作用而失去其應有的功效💟。該詞條的漢譯最早見於日本，1977年黃克智教授和余壽文教授創立破壞力學研究室時，采用了該譯法。

 

　　據西方國家統計，由於固體破壞所造成的經濟損失高達國民生產總值的8-11%。其中一個較為典型的例子是美國“挑戰者號”航天飛機，由於一個墊片的開裂，導致燃料的滲透🚴🏿‍♀️，從而引發了在升空數秒鐘後爆炸📥🤐，七名宇航員和10余億美元造價的航天飛機毀於瞬間。我們經常聽到的重大事故還有像橋梁突然倒塌🙆🏿‍♀️💹、飛機失事等等。這些引起公眾巨大關註的災難性事故多數就是由於某一關鍵構件的破壞所致。早在300多年前，伽裏略在他的名著《關於力學和位置運動的兩門新科學的對話和數學證明》中，就討論到了固體的破壞問題🧝🏻🙎🏽，註意到了影響固體破壞的一些因素。如他指出：固體甚至會在自重下破壞。他寫道：“一只小狗也許可以在它背上馱兩三只同樣大小的狗，但我相信一匹馬也許連一匹和它同樣大小的馬也馱不起。”三個世紀以來，科學家和工程師們發展了許多不同的關於材料破壞準則的強度理論，最近半個世紀更是掀起了以斷裂力學🛄、損傷力學🫲🏿、細觀力學等為代表的一波又一波的研究熱潮⛺️。但上述現代重大災難事故的例子說明該難題至今尚未能真正解決。研究固體的破壞，成為力學史乃至科學史上公認的最為困難的問題之一。

 

　　所謂材料的本構定律，是指材料的變形和引起變形的力之間的關系👨🏽‍🎓。廣義而言諸如熱🥴、濕🔂、電、磁等也可導致變形，故這些因素同樣屬於本構理論的研究範疇。本構關系往往依材料的不同而異👨🏿‍🦱，例如橡膠一拉就會發生明顯的伸長🧑🏿‍💻，而石塊在人的重壓下卻只發生肉眼難辯的變形🧗🏼‍♂️。事實上🧔‍♂️👳🏽，任何固體在力的作用下都會發生變形。以往，本構關系的研究，主要是針對已有的工程材料進行，因此，起決定性作用的是材料性質的實驗測定。但自20世紀下半葉以來，至少有四個方面的因素大大促進了本構理論的研究。首先，由於材料的非線性性質起著越來越重要的作用，這時若缺少本構的理論研究🧏🏻，則實驗測定測什麽，都變得難於擇定。從此本構理論成為力學研究方興未艾的熱潮。其次，材料的破壞，往往是材料的局部失穩💧🧖‍♀️、開裂等引發的，因此需要精細預知材料的變形局部場🤹🏿‍♀️🧝🏻，從而不斷要求提高對材料本構方程的準確描述。第三，計算機的迅速發展使得采用復雜本構關系成為可能🩻。最後🖕🏿，材料科學的興起大大促進了材料本構的研究👩🏼‍🍼，其主要目的之一是在材料的組成構元和分布等信息基礎上，預報和設計具有特定表觀或工程本構關系和強🙎🏽‍♀️🫷🏽、韌性性質的新材料。

 

　　由於破壞力學和材料本構理論的上述緊密的內在聯系性🫅，本研究室1994年更名為現用名。研究室在黃克智院士的率領下⚆，先後由余壽文教授(1977)、楊衛教授(1987)和鄭泉水教授(1997)先後擔當主任🔁。現有正教授7名、副教授2名🤐、博士後和研究生約50名。

 

    研究室成員相續在宏微觀斷裂力學、本構方程不變性研究、馬氏體和鐵電相變理論、細觀力學和宏細觀跨尺度方法、損傷力學裂紋尖端場、電致破壞力學、塑性應變梯度理論等方面⇢🐈‍⬛，作出了一系列國際矚目的貢獻👩🏻‍🍼，走在國際研究的前列。在國際權威的力學年鑒“應用力學進展”和國際著名力學評論雜誌“應用力學評論”上發表了體現自己研究水平的4篇專題綜述長文。在國際固體力學影響因子最高的《固體的力學與物理雜誌》上發表的論文數，近六年來在全球高校中居前五名。本研究室年度SCI論文數，也位列國際上各高校固體力學研究組的前十名以內🪈👩‍❤️‍👨。主持了從“六五”到“九五”的固體力學方面的國家自然科學基金的絕大多數重大項目。研究成果《裂紋擴展過程與斷裂準則》和《固體材料的宏細觀本構理論與斷裂》均獲國家自然科學三等獎➰🤚🏽，其中黃克智教授和楊衛教授分別為第一獲獎人。獲得了國際工程科學聯合會首屆（唯一）傑出論文獎（鄭泉水為第一獲獎人）。

 

　　由於在上述諸研究領域的持續顯著貢獻，意昂体育2平台工程力學系破壞力學與材料本構理論研究室（FMCTR）已成為國際上破壞力學和材料本構方程研究領域中的著名研究團隊之一。擁有了一批國際水平和國際知名的學者👂🏼，如黃克智院士現任國際理論與應用力學聯合會理事、國際材料力學行為學會執行委員並曾任國際斷裂學會副主席🤞🏿，余壽文教授現任國際斷裂學會執委，楊衛教授任亞太斷裂學會副主席、並成為國際力學最高學術組織“國際理論與應用力學聯合會”五人評估組的成員之一🌯。黃克智、余壽文、楊衛✖️⚂、鄭泉水等教授現擔任著《國際斷裂雜誌》、《國際材料科學研究》、《國際損傷力學雜誌》、《應用力學與工程》、《材料與結構的疲勞與斷裂》、《歐洲力學雜誌》等多種國際著名期刊的編委或國際顧問🦵。每年都有多位來自世界著名大學或研究所的知名學者前來從事學術度假訪問和合作研究🦒。

 

　　在黃克智和余壽文教授的帶頭下，研究室十分重視隊伍的建設，培養並引進優秀年青才俊🦿，鼓勵和幫助他們擔大綱🧟‍♀️，負責任，從而使年輕的一批學者迅速成長起來。在這種寬松開放的環境下🧑🏼‍🚀🧘🏽，這支隊伍創造了許多第一或獨一無二。如黃克智院士獲首屆（香港）孺子牛金獎🦹🏽‍♀️；楊衛和鄭泉水是至今唯有的兩名在力學上獲中國青年科學家獎的年輕學者💻；楊衛教授第一個在力學上獲國家傑出青年科學基金；鄭泉水獲國際工程科學聯合會首屆（唯一）傑出論文獎🔗；以FMCTR人員為主體所構成的教育部破壞力學重點實驗室1998年被評為該部數理方面重點試驗室的第一名🦷；在1999年首屆全國優秀博士論文評比中🏄🏿，力學方面的兩篇獲獎論文均出自該研究室的學生之手。研究室有四人獲國家傑出青年科學基金（楊衛、鄭泉水、孫慶平、方岱寧）🏷、兩名教育部長江特聘教授(楊衛、鄭泉水)。研究室還十分重視發揮在國外取得突出成就的華人年輕學者的作用🤸🏽，二人獲得了國家傑出青年科學基金（海外）資助（黃永剛、高華健）、聘請了一名教育部海外長江講座教授（高華健）👩‍🔬。

 

　　三、FMCTR的學生培養和團隊精神

 

        教研室同事把目光盯在國際力學研究前沿，目標是作出有國際影響的重要成果🈴🧑🏽‍🎤，由此而建立起國際一流的研究團隊。同事們為此共同事業，進行著密切合作🏄‍♀️，發揮各自優勢、揚長避短🩵、相互幫助和提攜😁。同事之間對各自在做什麽研究都很清楚◻️，經常在一塊合作，尤其在指導研究生方面。我們的一個博士生有好幾個博士導師共同指導是常有的事。每個導師發揮各自的長處💟，使學生能不斷開拓新的領域🔭👒，做出很好的研究工作🚴🏻‍♀️。

 

     教師們頻繁地參加國際學術會議和進行國外學術訪問，每年也吸引了海外的教授來作訪問和合作研究🤢🌔。上述廣泛的國際學術交流和研究室本身二十多年所堅持的每周一次的討論班，對營造和形成濃厚的、自由活躍的學術氣氛🧛🏼‍♀️，對研究室成員始終活躍在固體力學重要研究前沿，對學生嚴謹、認真、實事求是的學術風氣培養🎖，都起到了十分重要的作用🤾🏻‍♀️。特別值得一提的是研究室自1977年創立以來就始終堅持的每周一次的討論班。目前討論班的報告人，海外學者所占約三分之一，國內兄弟單位的也有一定比重。具有了較高的學術水平和影響力。討論班上無拘無束地進行著思想交鋒、尊重個人而爭辯學術👆🏽⤵️。學生的報告尤其受到研究室其他老師的嚴格審查🧜🏻‍♂️。討論班上在老師們嚴歷的提問下，學生被掛起來無以對答是很常見的現象。這促使學生必須對所研究的問題達到透徹地了解，必須對相關領域的研究也達到一定的深度。

 

　　上述因素以及導師們的嚴格要求，使得研究室的研究生培養，取得了顯著成效。以該研究室為主要構成之一的意昂体育2平台固體力學學科《固體力學重點學科建設和高水平博士生規模培養》，1993年獲得了全國普通高等學校優秀教學成果獎理工科唯一的一個國家級特等獎。又如到1997年👳🏼‍♀️，研究室的學生中產生了力學方面2位中國青年科學家獎獲得者🍧、5名獲中國青年科技獎中的3位♿️、10名獲傑出青年科學基金獲得者中的4位。

 

      在學術之外，研究室成員之間洋溢著一種家庭般、朋友式的溫馨以及民主、協作的人文氣息。同事及他們的家庭之間時常一起聚餐🧚🏿‍♀️、出遊、娛樂或鍛煉🧜🏿，並在生活和經濟等方面竭力互助🤟🏻。成員們各自獨特的個性和愛好，在得到充分尊重的基礎上🎭，成為輕松快樂的不盡話題🧖🏽‍♂️。研究室在人🏄🏽、財、物等方面的重要決定🚶‍♂️‍➡️，均由責任教授會及每年一到兩次的全體成員會議上民主決定。同時，各成員積極分擔了研究室的各項事務👩🏽‍🚒👨‍🦯。

 

　　總之👶🏻，意昂体育2平台工程力學系破壞力學與本構理論研究室具有如下特色：濃厚的、自由、活躍的學術氣氛；密切合作和充滿活力的教師隊伍；活躍在固體力學重大問題的最前沿；培養出眾多的高水平力學研究人才；家庭般的溫馨和人文氣息等👨‍🎤。力爭不斷地為力學學科的研究與發展和為高水平人才的培養作出顯著成就，從而為意昂体育2平台建設世界一流大學作出貢獻。