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工业装备结构分析国家重点实验室

工业装备结构分析国家重点实验室


工业装备结构分析国家重点实验室(大连理工大学),是世界银行贷款重点学科发展项目建设的第二批国家重点实验室。于1988年开始可行性论证,1989年得到国家计委确认,1991年启动建设,1995年5月通过国家教委验收并正式对外开放。2003年和2008年两次以良好成绩通过国家科技部组织的评估。

实验室面向重大工业装备结构中的关键力学问题及与力学相关联的多学科交叉耦合问题,开展计算力学和工程科学计算的基本理论、数值方法、软件实现与实验技术的创新性研究,解决工程科学前沿问题,获取原始创新成果和自主知识产权,为国家相关工业装备自主研发、设计、制造与安全运行提供技术保障。

实验室主要的研究方向与研究内容包括:

1)计算力学与工程科学计算的理论和方法:
针对现代工业装备结构分析的特点,深入开展具有原始创新的计算力学理论新体系与方法的研究。研究分析结构力学与应用力学辛对偶体系的理论与应用,具有随机性、不确定性、高度物理与几何非线性以及多相多场耦合特征的各类物理力学问题的高效与高精度计算方法,发展多尺度以及跨尺度计算理论与方法。

2)结构优化设计的现代理论和计算方法:
深入开展多学科优化理论和计算方法的研究,研究特殊环境下材料与结构的力学行为,以及先进材料与结构性能表征与设计,发展结构与材料并发设计的优化理论和方法、大型复杂工程结构与机构可靠性评估的理论与方法以及先进材料与结构优化设计方法,并在现代装备与结构的设计中发挥作用。

3)大规模计算工程软件系统研究开发和应用:
开展面向新一代工程科学计算软件平台的高效计算方法研究,研究面向现代软硬件环境的大规模计算工程软件系统的基础理论和实施技术,重点研究面向对象的新型工程科学计算数据库技术、算法库技术、专用CAE有限元分析与优化设计软件开发技术以及工程科学计算软件的集成化技术、基于分布式/并行及网格计算的数值计算先进技术。进行新一代计算力学软件平台研发,在解决装备结构的关键力学问题中发挥应用。

4)复杂环境下重大工程和工业装备结构的试验、分析与评价:
与航空航天、船舶与海洋工程、岩土与结构工程以及汽车与车辆工程等领域相结合,开展面向重大工程和工业装备结构的分析与评价的创新性理论与实验技术研究,研究复杂环境和载荷下的装备结构工程分析与设计、材料的损伤、破坏行为和本构关系、建造工艺过程、损伤检测和性能控制的先进分析理论和实验方法与技术,通过试验手段进行工业装备结构的性能验证和结构失效分析。在面向未来的先进材料和工业装备结构分析、设计与制造问题的研究方面取得开拓性进展。

实验室依托于大连理工大学运载工程与力学学部(学部由工程力学系、船舶工程学院、
汽车工程学院及航空航天学院组成),拥有一个一级国家重点学科——力学,三个二级国家重点学科——工程力学、固体力学、船舶与海洋结构物设计制造,以及两个博士后科研流动站——力学、船舶与海洋工程。目前有固定人员61人,其中博士生导师42人,教授42人,副教授16人。有中国科学院院士2人(钟万勰院士、程耿东院士),长江学者奖励计划特聘教授\讲座教授2人,国家杰出青年科学基金获得者4人。实验室第一任主任是中科院院士程耿东教授,第二任主任是国家有突出贡献中青年专家、首批长江学者奖励计划特聘教授顾元宪教授,中科院院士、东北大学闻邦椿教授担任了前两届实验室学术委员会主任。实验室现任主任是长江学者奖励计划特聘教授张洪武教授,学术委员会主任是中国工程院院士、哈尔滨工业大学杜善义教授。

实验室近年来取得的代表性研究成果有:1)分析结构力学的基本理论与方法;2)结构优化的基本理论、方法与应用;3)工程科学计算高效算法、CAE软件研发与应用;4)海洋工程装备结构分析与评价关键技术研究;5)微纳米与仿生制造中若干力学问题研究等。实验室与国内一批重要工业企业进行科研合作,为机械装备和国防工业等一系列重大工程应用和技术发展提供重要支撑,包括航空航天结构、深海石油开发装备、透平机械、重载与高速列车、超轻材料和结构以及巨型操作机的研发等。获得了一批具有自主知识产权的成果,为国家培养了一大批在重大装备结构分析领域的高层次专业技术人才。

在国家有关部门与依托单位的大力支持下,经过长期建设,实验室逐步建成了工业装备结构分析实验仪器系统,形成四大实验平台:高性能计算硬件和软件平台、工业装备与工程结构力学性能实验平台、材料与生物力学实验平台、流体与岩土环境力学实验平台。主要实验和计算设备包括深腾1800超级并行计算机和曙光3000大型计算机、EVS-3000-180/ST-6/SUPER电动式振动试验系统、MTS等材料和结构系列试验机、ALTAIR LI非接触式温度和应力场显示系统和B&K 8330 激光测振系统、FASTCAM-U多功能高速摄影机、冰力学测试系统、MultiMode原子力显微镜、FEI Quanta 200环境扫描电镜、GDS非饱和土试验系统、土力学三维应变数字测试系统、三维波壁管流动实验系统等。实验室还拥有自主开发的有限元分析与优化设计软件系统以及一批商业CAE软件。
 

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