报告一：
报告题目：Fundamental Research on Dielectric Elastomers for Applications in Transduction Technology
报告嘉宾： Liying Jiang 教授 （Western University）
主 持 人： 曾涛、许国栋
报告时间：2024年7月30日9:00-9:45 报告地点：土木系会议室（工东301）
报告摘要：Dielectric elastomers (DEs), a novel family of soft smart materials, are characterized by their high energy density, ease of use, low cost, fast response, and most importantly, large deformation capability. These unique features enable the development of soft material-based transduction technologies for sophisticated applications in energy harvesting, artificial muscles, soft robotics and biomimetics. Better exploitation of these materials requires improved understanding of the underlying mechanisms governing their delicate multi-physics coupling. Therefore, mathematical modeling is indispensable and will allow us to make novel and significant contributions to the science and technology of advanced smart materials by addressing the challenges of performance improvement for DE-based devices from the theoretical perspective.
This talk will start with the development of a theoretical framework to comprehensively evaluate the energy harvesting performance of DE generators DEGs with the consideration of finite-deformation viscoelasticity. The simulation results reveal possible avenues to improve the energy harvesting performance of DEGs. Based on configurational mechanics, both mechanical and electrical integrity of DEs will be investigated, including the fatigue life of DEs under cyclic loading and the electrical breakdown strength of DEs. This work is expected to provide helpful solutions to the long-standing issues of using soft dielectrics in order to facilitate their full potential applications.
报告人简介：Dr. Liying Jiang is currently a professor and associate chair for graduate research programs in the Mechanical and Materials Engineering Department at Western University, Canada. She received her Bachelor’s degree from the University of Science and Technology of China in 1994, Master of Engineering from Harbin Institute of Technology in 1999, and Ph.D. from University of Alberta, Canada in 2005. From January 2005 to August 2006, she was a Post-doctoral Fellow at the University of Illinois at Urbana-Champaign. Prof. Jiang’s research focuses on theoretical modeling and numerical simulation to develop mechanics and physics models for challenging problems related to materials behavior, ranging from traditional composites, to smart materials, and to nanostructured materials. Research topics include multiphysics modeling on smart materials and soft matters (dielectric elastomers, hydrogels and piezoelectric materials), computational mechanics modeling on composites, nanomechanics, and failure analysis of advanced materials. Prof. Jiang was the recipient of NSERC University Faculty Award and Petro-Canada Young Innovator Award. Prof. Jiang serves as on the Canadian National Committee for the International Union of Theoretical and Applied Mechanics (CNC-IUTAM) and is the Co-Vice Chair of the Tech Committee of Solid Mechanics in Canadian Society for Mechanical Engineering (CSME). To date, Prof. Jiang has published over 100 journal and conference papers.
报告二：
报告题目：多尺度结构计算与宏微观一体化设计方法
报告嘉宾： 刘辉 （武汉大学）
主 持 人： 曾涛、许国栋
报告时间：2024年7月30日9:45-10:30 报告地点：土木系会议室（工东301）
报告摘要：本报告主要从三个方面做简要介绍，（1）针对非均质材料与结构的高精度和高效率的计算问题，介绍一种扩展多尺度有限元方法，及其在静/动力学、材料/几何非线性、力电磁多场耦合等问题中的适用性；（2）针对大规模/高分辨率的复杂设计域的结构拓扑优化问题，介绍一种基于CPU并行的参数化水平集结构拓扑优化方法，实现了具有任意复杂设计域的亿级自由度以上的大规模连续体结构拓扑优化设计；（3）针对多尺度结构宏微观一体化问题，介绍一种新的数据驱动M-VCUT（multiple variable cutting）水平集方法，保证了相邻微结构之间的光滑连接性，实现了微观结构设计空间的可调控性和宏观结构的拓扑优化的有机统一，并解决了多尺度结构优化设计中计算量大和效率低的问题。
报告人简介：刘辉，武汉大学土木建筑工程学院工程力学系副教授、博士生导师，主要从事材料与结构多尺度计算方法、大规模结构拓扑优化方法、多尺度结构宏微观一体化设计等领域研究工作。2004年至2013年先后在武汉大学和大连理工大学工程力学专业获得学士和博士学位。2014年至2015年在加拿大西安大略大学从事博士后研究，2016年至2018年获得香江学者项目资助在香港科技大学从事多尺度结构优化设计方面的工作。主持3项国家自然科学基金项目和多项省部级项目，在计算力学和结构优化领域权威期刊上发表学术论文50余篇。
报告三：
报告题目：适用于人机交互界面的磁活性弹性体自供电传感器
报告嘉宾：周健友 （哈尔滨工业大学）
主 持 人： 曾涛、许国栋
报告时间：2024年7月30日10:30-11:15 报告地点：土木系会议室（工东301）
报告摘要：柔性触觉传感器作为一种安全和便捷的人机交互媒介，特别适用于机器控制、人机交互和医疗保健等领域。磁活性弹性体传感器将磁弹效应与电磁感应效应相结合，能够实现的机械能与电能之间的能量转化，为自供电传感提供了一种新的解决方案。本报告介绍了一种基于二维周期性结构的新型磁活性弹性体传感器的设计和制作方法，展示的传感器具备对速度、位移和力的多重感知能力，且兼具环境鲁棒性和可编程等特性，能够通过感应不同的压力实现控制功能。此外，该感应器还表现出优异的吸能缓冲能力，能够保护进行交互的物体，实现更安全的人机交互应用。本研究的磁活性弹性体感应器可以为自供电柔性传感器提供一种简单新颖的设计方法，促进新型柔性电子器件的开发和应用。
报告人简介：周健友，哈尔滨工业大学（深圳）理学院副教授，博士生导师。2016年在加拿大西安大略大学获博士学位，2016年至2019年在加拿大西安大略大学从事博士后工作，主要在智能软材料的多物理场耦合特性、大变形粘弹性、失效模式和仿生驱动器等方面开展研究。主持相关领域的国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等科研项目，先后在JMPS等国际期刊上发表论文20余篇。
报告四：
报告题目：复合材料结构渐进损伤分析方法及在航空航天飞行器上的应用
报告嘉宾： 刘丰睿 （北京航空航天大学）
主 持 人： 曾涛、许国栋
报告时间：2024年7月30日11:15-12:00 报告地点：土木系会议室（工东301）
报告摘要：复合材料在航空航天飞行器应用广泛，其应用可以大大提高飞行器的性能。随着其逐渐应用于主结构，其失效预测方法具有重要的研究意义。本报告介绍课题组对复合材料渐进损伤方法开展的系列研究，课题组在研究过程中发现，复合材料渐进损伤方法虽然包含应力分析、失效准则和退化模型三个主要部分，但其中退化模型对结构失效预测结果的影响最大。同时发现现有的材料退化模型中，关于退化系数的计算多采用经验法或者试算法，使得方法不具有通用性。课题组基于细观力学理论建立了退化系数计算的理论模型，并推导了退化系数的计算公式，实现了对于任何给定的材料体系，直接采用公式可以计算退化系数，促进了方法的应用。另外，考虑到理论模型简化较多，建立了单根纤维和树脂的代表性体积单元，采用有限元法得到复合材料的退化系数；还基于失效机理分析结果，建立了局部详细模型，用于计算复合材料的退化系数。基于课题组的工程应用算例，对三种方法进行了验证和比较研究。目前该方法已用于多个飞行器上复合材料结构的强度校核和失效分析。
报告人简介：刘丰睿，北京航空航天大学宇航学院副教授，北航青年拔尖人才。2014年7月于北京航空航天大学固体力学专业获得博士学位。此后曾赴加拿大西安大略大学进行博士后工作。2016年6月进入北京航空航天大学宇航学院工作。主要研究方向为飞行器设计、复合材料结构力学等。共发表SCI收录文章29篇。以第一作者、通讯作者身份发表SCI收录文章19篇，共发表EI收录文章5篇，其中第一作者2篇。授权发明专利5项，其中第一作者3项。参加国内和国际学术会议20余次，其中国外参会6次，共发表会议文章及摘要20余篇。主持国家自然科学基金青年项目，机械结构强度与振动国家重点实验室开放课题等。研究成果用于某重型运载火箭复合材料整流罩开口框设计，某型飞机复合材料结构的损伤容限评定和某靶机结构强度校核等，为C929远程宽体客机研制任务提供技术支持。
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2024年7月11日
