中南大学这一原创性成果解决了200多年世界性难题
中国日报网2022-10-10 16:41
中国日报10月10日长沙讯 近日，中南大学丁发兴教授团队创立的损伤比强度理论取得了原创性成果，发现了材料力学基本性能的第三个参数，揭密了土木工程材料破坏的机理，突破了1776年以来材料复杂受力强度实验研究和唯象理论研究的视角，解决了200多年来材料破坏机理认识的这一世界性难题。
科研人员对强度理论的探索与研究已有250年的历史，但当前既有的各种唯象强度理论仅描述了材料破坏的现象和规律，没有揭示材料破坏的机理，尚未上升到理论构架阶段，这也成为世界土木工程领域材料破坏机理未解之谜。
中南大学教授丁发兴。
丁发兴现任中南大学教授、博士研究生导师，是教育部新世纪人才和湖南省杰出青年基金获得者，兼任中国建筑金属结构协会检测鉴定加固改造分会常务委员、中国建筑学会建筑结构分会理事和湖南省装配式建筑工程技术研究中心副主任。主持国家级项目4 项，发表科研论文180余篇，授权国家发明专利12项，获得软件著作权2项，出版专著2本，参编行业标准5部、地方标准3部，获得省部级科技进步一等奖2项。
自2000年以来，中南大学丁发兴教授团队在工程材料强度理论基础研究领域深耕。丁发兴团队创立的损伤比强度理论，是以“损伤比参数——材料非弹性应变的横向变形效应”为亮点，提出了一个高压条件下脆性材料向塑性转变的基本参数，适用于混凝土、岩石、铸铁等脆性材料和金属塑性材料的破坏机制分析，揭示了脆性材料受压体积膨胀、受拉体积收缩的破坏规律，是继1807年提出的弹性模量参数、1829年提出的泊松比参数之后的第三个基本参数，实现了脆性与塑性的统一。
此理论目前得到了国际行业权威专家的认可，混凝土国际标准化组织（ISO/TC71）主席、日本土木工程协会会长、日本工程院院士UEDA Tamon(上田多门)教授认为“混凝土损伤比强度理论有意义，对自己研究有帮助”；日本土木工程协会原副会长Goto Yoshiaki(後藤芳顕)教授认为“损伤比强度理论的概念及推导过程简洁，且损伤比变量考虑了静水压力的影响”；美国混凝土研究协会ACI结构和材料期刊副主编以及评审专家认为“损伤比强度理论具有创新性和非常重要意义”。
更为意义深远的是，损失比损伤比强度理论用于指导具体工程实践，很多科学问题工程难题将会迎刃而解。譬如，根据该理论，地表岩石受压损伤比取值在1.7-2.2之间，表现为脆性，随着地壳深处重力增加，损伤比将逐渐递减至0.5左右，表现为高压塑性；这个理论超越了以往认知局限：重力下地壳岩石处于三向受压状态而不会破坏的弹性体，认为重力作用下不同深度的地壳岩石分别处于弹脆性、弹塑性和塑性流动等三个阶段状态，而弹塑性和塑性流动导致耗能使得岩石内部温度增加，这种新认知将促进地质科学中有关地表移动、地震和火山爆发的新解释。同时，损伤比强度理论也能实现“反破坏”，解决工程难题。
“思维是地球上最美丽的花朵”，而探索精神是其中最灿烂的一支。近十多年以来，丁发兴团队用孜孜不倦的探索精神不断扩展损伤比强度理论的应用领域，目前，该团队正在对石膏、玻璃、陶瓷等其他脆性材料的损伤比参数进行标定，并将损伤比强度理论推进至正交异性材料和横观各向同性材料中。（朱友芳）
来源：中国日报网
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