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讲座题目:多尺度高周疲劳寿命预测模型研究及其在结构构件和材料设计中的应用


报告学者周红昌 助理教授大阪大学

报告人简介周红昌博士毕业于东京大学系统创新工程专业,荣获东京大学优秀博士毕业论文奖,毕业后在东京大学从事博士后研究工作,目前为日本大阪大学长聘助理教授,主要从事金属结构的多尺度疲劳断裂、焊接残余应力、异种合金接头力学性能等研究工作。报告人主持了日本学术振兴会(JSPS)青年项目1项,参与JSPS 面上项目一项,校企联合研究项目7项(JFE,Nippon steel,神户制钢所)。获得国家发明专利授权5项,其中2项实现了成果转化,获得实用新型专利授权2项,软件著作权7项,获得日本材料学会疲劳部门委员会优秀论文奖1项。2025年,担任第一届材料与断裂国际青年学者研讨会副主席。

报告内容:疲劳寿命与疲劳极限是钢结构长期服役安全性的关键指标,而钢材的微观组织特性对疲劳强度影响显著。目前针对微观组织特性与疲劳性能之间关系的系统性、定量化研究仍有待进一步探讨。为此,报告人提出了一种多尺度疲劳寿命预测方法,定义了相邻晶界距离与晶粒取向差为晶界效应的关键表征参量,采用 Monte carlo 方法重构了微观组织结构,实现了对一系列钢材疲劳性能的精准预测。针对大尺度结构中晶粒滑移模拟计算成本高的问题,研究提出了疲劳短裂纹和长裂纹的桥接策略,将计算效率提高了90%以上。随后,报告人将该多尺度、高效率疲劳寿命预测方法应用在了焊接接头的疲劳研究,并提出了多裂纹同时萌生、扩展与合并的建模方法。此外,多尺度疲劳寿命预测模型还用于奥氏体不锈钢的疲劳性能优化,结果表明40%的超细晶区域体积分数在寿命与成本间取得最优平衡。本报告系统地介绍了多尺度模型在疲劳寿命预测中的准确性和广泛适用性,充分阐明了多尺度疲劳分析具有良好的理论研究基础和工程应用前景。


报告时间:2025年9月26日(星期五),下午16:30-17:30

报告地点:腾讯线上会议,点击链接入会:https://meeting.tencent.com/dm/3lK4dgaWIn16

#腾讯会议:928-919-137