报告时间：2023年05月21日(周日) 09:30-12:00
报告地点：机械馆J3报告厅
报告人：张鹏
报告人简介：
张鹏，中国科学院金属研究所研究员。主要从事“金属材料疲劳断裂性能预测与优化”的研究工作，立足疲劳基础理论研究，以解决关键工程构件服役可靠性问题为目标。相关研究成果在Science、Prog. Mater. Sci.、Nat. Commun.、Acta. Mater.(18篇)等期刊发表SCI论文130篇，总被引用4000余次，单篇最高引用700余次。入选中国科学院青年创新促进会会员、兴辽英才创新团队、王宽诚率先人才计划“卢嘉锡国际团队”，被聘为中国材料研究学会疲劳分会理事会理事、《金属学报》青年编委。
报告内容简介：
自Griffith理论提出以来，微裂纹和宏观缺陷被视为引起材料断裂的重要因素，因此裂纹扩展行为备受关注。断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率被认为是衡量材料在静载荷和循环载荷下抵抗裂纹扩展的重要指标，也是保障构件安全服役的关键参量。然而，目前对于如何有效评价、预测和优化这两种性能，仍存在诸多不足。本报告将针对以下两个问题进行介绍：
如何在尺寸受限的样品中准确评价断裂韧性？
本报告将介绍四种不同的评价方法：（1）从微观机制出发，揭示断口微观特征与断裂韧性的定量关系，从而实现通过断口观察预测断裂韧性，并指导优化高强钢韧性的思路；（2）基于断裂韧性样品的尺寸效应研究，发展通过系列小尺寸样品预测断裂韧性的方法；（3）从断裂能量入手，首先通过改变冲击与断裂韧性测试样品尺寸，建立了其断裂过程中正断与剪切断裂能量的平衡关系。进而发展剪切唇饱和尺寸与断裂韧性的关系，建立宏观断口预测断裂韧性的方法；（4）考虑冲击断裂过程通常由裂纹萌生与扩展两部分组成，这与断裂韧性以扩展为主有所不同，因此，两种剪切唇尺寸间呈线性关系。基于上述研究，成功建立断裂韧性、冲击韧性与拉伸强度间的定量关系。从而实现易于测试的拉伸强度与冲击韧性快速预测断裂韧性。
如何通过强韧性能够快速预测材料的疲劳裂纹扩展速率？
传统的Paris公式常用于预测疲劳裂纹扩展速率，但不具备物理意义的参数限制了其在疲劳实验前进行预测，只能在实验结果上进行描述，因此限制了其在疲劳裂纹扩展性能预测和优化方面的应用。本报告基于对不同载荷下断裂机制的理解，在Paris公式中引入强度和韧性参量，从而实现通过强韧性能够预测材料的疲劳裂纹扩展速率，并基于这一方法开发了等裂纹扩展速率图，成功实现了高强钢疲劳裂纹扩展性能的优化。
