王炯
time： 2023-04-28

▎基本信息

n 职称：教授

n 职务：工程力学系主任

n 人才称号：广东特支计划科技创新青年拔尖人才；广东省杰出青年基金获得者

n 联系电话：13926459861

n 电子邮箱：ctjwang@scut.edu.cn

n 办公地址：交通大楼613室

▎研究方向

非线性弹塑性力学、软物质力学、智能材料与结构力学      

▎学术兼职

广东省力学学会常务理事、中国力学学会软物质力学工作组成员

▎招生专业  

博士生：固体力学

硕士生：固体力学

专业学位硕士： 无

▎教育与工作经历  

教育经历                            

2006年9月～2009年8月，香港城市大学，数学专业（非线性弹性力学方向），博士                      

2003年9月～2006年6月，复旦大学，数学专业，硕士                         

1999年9月～2003年7月，复旦大学，信息与计算科学专业，学士

工作经历                            

2018年9月至今，华南理工大学，土木与交通学院，教授 

2014年7月～2018年8月，华南理工大学，土木与交通学院，副教授   

2010年11月～2014年6月，德国爱尔兰根-纽伦堡大学，应用力学研究所，博士后研究员（洪堡学者），合作教授：Paul Steinmann 教授     

2009年9月～2010年9月，香港城市大学，数学系，博士后研究员，合作教授：戴晖辉教授                            

▎教学与科研情况  

                            

² 教学              

本科生教学：                            

1. 《工程力学I》(48学时)，《工程力学II》(64学时)，全英课程。      

2. 《数学物理方程》（32学时）。

3. 《英语科技论文写作》（16学时）。            

研究生教学：                           

讲授《论文写作与学术规范》课程，年均招收硕士生1-2名，博士生1名。                           

 

² 科研             

科研兴趣：非线性弹塑性力学、软物质力学、智能材料与结构力学

科研项目：

(1) 国家自然科学基金委员会, 面上项目, 12172133, 基于哈密顿原理的单晶Ni-Mn-Ga合金多场耦合动态力学行为研究, 2022-01-01 至 2025-12-31；主持

(2) 国家自然科学基金委员会, 面上项目, 11872184, 基于新型有限应变板壳理论的软材料生长变形研究, 2019-01-01 至 2022-12-31；主持

(3)国家自然科学基金委员会，青年科学基金项目，11602086，基于变分原理的单晶NiMnGa合金磁力学行为研究，2017-01至2019-12；主持

(4) 广东省基础与应用基础研究基金委员会, 面上项目, 2022A1515010653, 磁性板壳状软材料样品多场耦合力学行为的解析研究与实验验证, 2022-01 至 2024-12；主持

(5) 广东省科学技术厅, 广东特支计划科技创新青年拔尖人才项目, 2016TQ03X532, 广东特支计划科技创新青年拔尖人才项目, 2017-06 至 2020-05 ；主持

(6) 广东省基础与应用基础研究基金委员会, 广东省自然科学基金杰出青年基金项目, 2015A030306009,超临界环境中新型抗蠕变合金材料多机制损伤的理论分析与实验研究, 2015-08 至 2019-08；主持

代表性成果：

代表性论文：

(1) Jiong Wang; David Steigmann; Fan-Fan Wang; Hui-Hui Dai*; On a consistent finite-strain plate theory of growth, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2018, 111(1): 184-214.

(2) Xiaodan Cai; Paul Steinmann; Xiaohu Yao; Jiong Wang*; Thermodynamic formulation of a unified multi-mechanism continuum viscoplastic damage model with application to high-Cr steels, International Journal of Plasticity, 2019, 114, 15-39.

(3) Jiong Wang; Qiongyu Wang; Hui-Hui Dai*; Ping Du; Danxian Chen; Shape-programming of hyperelastic plates through differential growth: an analytical approach, Soft Matter, 2019, 15, 2391-2399.

(4) Jiong Wang*; Chengkai Fan; Paul Steinmann; Modeling the dynamic magneto-mechanical response of magnetic shape memory alloys based on Hamilton’s principle: The governing equation system, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2022, 160: 104761.

(5) Ping Du; Jiong Wang*; Zhanfeng Li; Weicheng Cai; On a finite-strain plate theory for growth-induced plane-strain deformations and instabilities of multi-layered hyperelastic plates, International Journal of Solids and Structures, 2022, 236-237, 111348.

(6) Zhanfeng Li; Qiongyu Wang; Ping Du; Chennakesava Kadapa; Mokarram Hossain; Jiong Wang*; Analytical study on growth-induced axisymmetric deformations and shape-control of circular hyperelastic plates, International Journal of Engineering Science, 2022, 170: 103594.

(7) Jiong Wang*; Zhanfeng Li; Zili Jin; A theoretical scheme for shape-programming of thin hyperelastic plates through differential growth, Mathematics and Mechanics of Solids, 2022, 27, 1412-1428.

(8) Zhanfeng Li; Jiong Wang*; Mokarram Hossain; Chennakesava Kadapa; A general theoretical scheme for shape-programming of incompressible hyperelastic shells through differential growth, International Journal of Solids and Structures, 2023, 265-266(4): 112128.

(9) Ping Du; Zhanfeng Li; Xiaoyi Chen; Jiong Wang*; A general multi-layered hyperelastic plate theory for growth-induced deformations in soft material samples, Applied Mathematical Modelling, 2023, 115: 300-336. 

(10) Ping Du; Fan-Fan Wang; Jiong Wang*; A uniformly-valid asymptotic plate theory of growth with numerical implementation, International Journal of Mechanical Sciences, 2023, 239: 107909. 

 

发明专利：

(1) 王炯; 蔡晓丹 ; 一种高铬钢材料热力学响应及疲劳-蠕变损伤的预测方法, 2021-08-10, 中国, CN201810424909.8

(2) 杜平; 王炯; 陈淡贤; 李展锋; 一种用于磁致变形材料实验测试的磁场动态加载控制装置, 2022-12-16, 中国, CN202010744187.1

专著：

王炯，纪冬梅，蔡晓丹，高铬钢材料高温复杂力学行为研究，华南理工大学出版社，广州，2020.

                            

▎其他

近年来，本课题组取得的代表性研究成果及其科学价值如下：

1. 新型有限应变板壳理论的建立与软材料样品非均匀生长变形研究

      板壳状软材料样品的生长（溶胀）变形不仅在自然界随处可见，而且已广泛应用于工业领域中各类柔性功能器件的研发。为了研究板壳状软材料样品的生长变形，需要建立适用于有限（大）变形且考虑材料生长的新型板壳理论。在这一领域，本课题组取得的主要研究成果包括：1) 基于非线性弹性理论框架建立了包含生长函数的新型有限应变板壳理论，对现有的经典板壳理论进行了拓展，也为描述板壳状软材料样品在生长过程中的复杂形貌演化奠定了基础；2) 针对板状软材料样品的平面应变和轴对称应变问题，推导得到了有限应变板方程系统的解析解，揭示了样品内部的生长函数与其构型演化的关系，在此基础上建立了板状软材料样品的生长变形公式，可应用于新型软材料功能器件的设计和研发；3) 通过解析方法研究了具有梯度生长场分布和多层结构的软材料板所发生的弯曲变形并进行了实验验证，揭示了材料参数、几何参数和生长参数对于样品构型的影响。

2. 基于变分原理（Hamilton 原理）的磁性形状记忆合金磁-力学行为研究

       磁性形状记忆合金（MSMA）是一类新型智能金属材料，兼具可恢复磁致变形与热弹性形状记忆效应，被视为制造新一代驱动器和传感器的理想材料，在航空、医学等领域具有广阔的应用前景。在这一领域，申请人取得的主要研究成果包括：1) 在非线性弹性力学和经典电磁学的理论框架下，基于变分原理（Hamilton 原理）推导得到了描述MSMA 样品拟静态和高频动态响应的控制方程组，特别是首次建立了样品中孪晶界面的成核和迁移准则，为系统研究MSMA 样品的磁-力学行为奠定了基础；2) 设计了新型数值迭代算法并完成了有限元程序开发，实现了控制方程组的精确求解，所得数值结果可以精确模拟MSMA 样品在不同加载条件下的整体磁力学行为，此外还在数值计算中引入了界面单元法和耦合有限元-边界元法，显著提高了数值计算的效率；3) 基于理论模型的计算结果深入分析了MSMA 样品磁力学行为特征的内在机理，揭示了孪晶界面的成核、迁移等特征行为与其所受构型力和阻滞力的关系。

3. 超临界环境中高铬钢材料的复杂热力学行为和多机制损伤研究

        高铬钢（9-12%Cr）是一类新型抗蠕变合金材料，具有蠕变强度高、耐腐蚀、易焊接等优良性能，故已被应用于新一代超临界发电机组的建设中。但是，在超临界环境和复杂加载条件下，高铬钢构件也面临着蠕变、疲劳、氧化腐蚀等不同机制的损伤。这些损伤及其交互作用对高铬钢构件的安全运行构成了严重威胁。在这一领域，申请人取得的主要研究成果包括：1) 建立了统一的多机制连续损伤理论模型，其中引入了蠕变、疲劳、延展等损伤类型，并考虑了损伤各向异性和裂纹压缩闭合效应，为研究高铬钢材料及其构件的高温复杂热力学行为奠定了基础；2) 开发了材料参数的确定和优化程序，实现了对高铬钢材料在不同加载条件下的热力学响应的精确预测，并对高铬钢构件的损伤演化和剩余寿命进行了评估；3) 建立了一个扩散-反应连续损伤模型，用于预测高铬钢材料在超临界蒸汽环境中的氧化腐蚀损伤，并完成了有限元软件的二次开发，实现了对高铬钢构件整体氧化行为的数值模拟；4) 系统开展了高铬钢材料的蠕变-疲劳交互加载实验，并对试样断口的微观形貌特征进行了观测和分析，揭示了高铬钢材料蠕变-疲劳交互损伤的微观机理。