工程结构中的力学与数学方法研究.doc

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1、2018年度广东省科学技术奖公示表（自然科学奖）项目名称工程结构中的力学与数学方法研究主要完成单位暨南大学主要完成人（职称、完成单位、工作单位）1.袁鸿（职称：教授；工作单位：暨南大学；完成单位：暨南大学；主要贡献：建立了FRP加固混凝土结构技术的理论公式及针对板壳结构的力学问题提出了新的数学分析方法。）2.薛江红（职称：教授；工作单位：暨南大学；完成单位：暨南大学；主要贡献：针对管道结构进行了非线性力学分析方法研究。）3.李善倾（职称：副教授；工作单位：暨南大学；完成单位：暨南大学；主要贡献：针对关键板壳结构力学问题提出了准Green函数方法。）4.赵卫（职称：副教授；工

2、作单位：暨南大学；完成单位：暨南大学；主要贡献：针对工程结构可靠性提出了移动Kriging插值响应面结构可靠性分析方法。）5.宁志华（职称：副教授；工作单位：暨南大学；完成单位：暨南大学；主要贡献：针对高耸结构的迭代法研究。）项目简介在各种工程结构中必须考虑力学与数学问题，而力学和数学是密切结合的，力学与数学方法是各种工程结构设计与结构优化的重要工具和手段，数学方法渗透到工程结构领域每一个细枝末节。本课题组运用板壳理论、稳定性理论、断裂力学、复合材料力学及摄动法、格林函数方法、有限元法等，开展工程结构领域的前沿问题研究。课题组从2006年以来开展了工程结构的力学与数学方法的

3、创新性研究。主要创新成果如下：1、针对混凝土结构，提出了基于三线性粘结-滑移模型的复合材料-混凝土界面剥离全过程行为研究，建立了复合材料承载力、荷载-位移关系和脱层传播之间的关系，提出了界面断裂力学破坏准则，阐述了复合材料增强结构开裂后的界面粘结破坏行为。讨论了剥落角（即所施加的力与粘贴基层之间的角度）对界面应力的影响。为FRP加固混凝土结构技术提供可靠的理论依据。2、针对板壳结构，研究了波纹板壳在各种荷载作用下的非线性力学问题。首次采用摄动法和幂级数方法，研究了波纹壳的弹性特征，成功地求解了带边缘大波纹膜片，以及具有光滑中心波纹膜片的非线性弯曲问题，研究了具有型面锥度的浅

4、波纹壳的非线性弯曲问题，研究了带光滑中心平台和带刚性硬中心的正弦波纹扁球壳的非线性自由振动及受振动现象，可供波纹板壳结构的设计参考。针对关键板壳结构力学问题，提出了准Green函数方法。3、针对管道结构，首次提出屈曲只在管道的局部产生，而非沿整个管道的创新思路，并运用非线性力学理论，建立了管道失效模态和后屈曲压力的解析解。率先运用非线性板壳力学理论分析屈曲传播现象，建立了包括薄膜影响效应、弯曲能和材料应变效应的全面的屈曲传播计算公式。提出了研究腐蚀管道受静水压力作用下亚稳态屈曲传播的非线性有限元分析法，创造性地用对称与反对称的变形模式来分析被腐蚀管道的弹性屈曲和弹塑性塌陷，

5、并运用来分析后屈曲的塑性塌陷问题。为管道工程结构及时更换管道提供理论依据。4、针对高耸结构，采用迭代法解焦炭塔的动态问题，获得了塔壁轴向及径向二维瞬态温度场的半解析解。针对工程结构可靠性，提出移动Kriging插值响应面方法和支持向量回归方法的可靠度与灵敏度分析方法。至2016年5月，本项目出版著作1本，发表学术论文130余篇，包括在工程结构(EngineeringStructures)、复合结构(CompositesStructures)、固体结构(Int.J.SolidsStruct.)、应用数学模拟(AppliedMathematicalModelling)等国际顶级

6、权威学报发表多篇论文。在国际期刊发表被SCI收录论文40篇，被EI收录论文97余篇，被CPCI-S收录论文33篇。累计SCI他人正面引用次数达378次，累计他引总次数达674次。本项目获授权发明专利3项。项目的研究成果已经成功地应用到广东省各种混凝土结构加固和焦炭塔的在线健康监测。具有广阔的实际应用前景。代表性论文专著目录论文1：StudiesonFRP-concreteinterfacewithhardeningandsofteningbond-sliplaw/CompositeStructures/YuanHong,LuXusheng,HuiDavid,FeoLucia

7、no.论文2：AnextensionofKarman-Donnell'stheoryfornon-shallow,longcylindricalshellsundergoinglargedeflection/EuropeanJournalofMechanicsA/Solids/XueJianghong,YuanDing,HanFeng,LiuRenhuai.论文3：Anon-linearfinite-elementanalysisofbucklepropagationinsubseacorrodedpipeline