西安交通大学教师个人主页 尚 福林

 研究领域： 1. 塑性力学；2. 复合材料力学；3. 计算材料力学（第一原理计算、分子动力学模拟）；

                    4. 微纳米材料与结构强度；5.  结构强度与安全性评定；

1. 研究背景：

（1）薄膜力学（2005～ ）
   微电子器件和微纳机械电子系统（MEMS/NEMS）中使用的各类薄膜、管/线、岛/点状材料与结构的强度问题，包括界面强度、疲劳、蠕变、断裂等。这些微小材料与结构的特征尺寸处于微纳米量级，相关的实验测试与数值模拟研究极具挑战性。

（2）涂层力学（2007～）
    热障涂层材料（Thermal Barrier Coatings, 缩写TBC）表面防护技术广泛应用于制作重型燃气轮机叶片。涂层材料对于保障叶片材料及其结构的机械强度非常关键，也可提高其使用可靠性与服役寿命。在实际制造和使用中发现，热障涂层材料强度性能普遍较差，容易发生破坏，研究热障涂层的力学特性非常重要。通常TBC破坏形式表现为层裂（spallation）破坏和界面剥离/分层(delamination) 破坏。即限制涂层使用的主要制约因素为涂层结合强度。本课题组近年来侧重探讨了热障涂层材料强度特性的两个基础性科学问题：1）测试热障涂层结合强度的实验与表征方法；2）关键界面Ni/Al2O3在拉伸、剪切以及混合加载条件下的界面基础强度和断裂特征。

（3）微纳单晶金属材料的塑性特性测试、描述以及塑性本构模型化（2010～；2017～ ）
   微纳米尺寸的单晶金属柱体（Ni,Al,Cu等）的单轴压缩响应具有许多特异行为，诸如屈服强度升高、锯齿形塑性流动阶段、应变突变现象、随机性等，目前的连续塑性理论无法对其进行描述，亟待发展建立相应的理论模型和数学关系式。

（4）合金材料的塑性本构模型研究（2012～）
   基于材料变形的微观物理机制和实验结果，发展适用于大规模数值模拟的合金材料本构模型，对其变形行为给出高精度预测。

（5）复合材料力学特性和行为研究(2015～)

    航天器结构中大量使用复合材料，太空在轨服役条件下，这些复合材料结构可能经受力学性能变化。

关于微纳米材料与结构（包括薄膜/涂层/单晶)、金属、陶瓷、复合材料等强度特性和力学行为，主要开展以下工作:
2. 实验测试研究：试验测试方法、力学分析评价和数值模拟研究；
3. 力学模型和分析方法研究；
4. 本构模型研究；
5. 数值模拟研究：运用从有限元计算、分子动力学模拟 (molecular dynamics simulation)、离散位错动力学计算（discrete dislocation dynamics）到量子力学第一原理计算 (first-principle calculation) 等数值计算方法，来研究微纳米材料及其结构的力学特性、多物理特性等。

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应用研究部分：
 主要涉及复合材料与结构的力学分析；金属材料、电站与石油机械零部件的应力分析、强度特性、结合/连接特性、有关的材料力学问题和强度问题等，具体包括:

1. 航天器结构应力计算、力学性能测试、蠕变特性测试与分析、刚度与强度分析、失效分析（2009-）
2. 通信与电子设备中的力学问题（2012-）
3. 发电厂金属材料和部件的强度（1996-）
4. 石油机械强度与安全（1994-）
5. 结构安全性评定（1996-）

  1. 我的学生们：

 2. 毕业的研究生：