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断裂学科研究的新趋向第十届国际断裂大会(ICF10)的情况介绍

发布日期:2001年12月28日

四年一届的国际断裂大会(Int. Conference of Frature, ICF-10)于2001年12月3日~12月6日在美国夏威夷召开。与会的有来自44个国家的代表约610人。中国参加会议的代表并有论文在论文集上发表的计34人(含中国香港10人),其中部分代表因故未能到会。此次会议的举办是成功的,现将会议的简要情况与参加会议的体会及有关建议分别作简单汇报于下。
     一、ICF 10大会于2001年12月3日开幕,由ICF 10主席Ritchie教授主持,由ICF 名誉主席Yokobori教授(日)和Evans教授(美)作荣誉报告。他们的报告题目分别为:“用复杂系统科学与工程解决强度与断裂问思路的新尝试”,“力学和材料学的新技术挑战和研究的机遇”。Yokobori教授从复杂系统的角度,用系统学的观点阐释了断裂与强度问题的发展历史,从系统综合的新思路,展望断裂学科的发展。Evans教授回顾了以往由于航天与能源系统的需求,推进了断裂学科的进展。时至今日,生物医学、光电子、半导体等领域的产品对断裂学科的研究与发展提出了新的要求各种工程技术对材料和持久性与可靠性提出了新的课题,与破坏相关现象的研究必须从确定系统的临界状态推进到系统的生存状态,它要求人们研究新的破坏机制并集中注意力于维护系统的持久性。报告列举了两类例子来说明上述的趋向:其一是高承压的薄膜,在热学与力学的循环作用下,发生失稳导致破坏;另一是超轻的多功能结构,它在航天与汽车系统中有强列的需求,它除了应用通常的塑性屈曲分析外,还引入新颖的拓扑和优化的方法,体现了材料与结构设计的一体化及其与力学结合,反映了系统综合发展的新的趋向,迎来了力学与材料科学结合的新机遇。
  大会还组织了27个专题分组的邀请报告和29个重点邀请报告。这些报告涉及动态断裂;脆性材料疲劳与高温疲劳;压缩断裂;细观断裂;结构诊断和无损检测与断裂;裂尖区非常规畴变带;环境断裂;纳观尺度效应与断裂;压电材料和聚合物的变形与断裂等。
    大会组织的33个分组口头报告。涉及高温断裂、断裂物理、非线性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、断裂力学分析、计算断裂力学、损伤、环境疲劳与断裂、实验断裂力学、损伤力学;冲击与高应变率下的断裂、无损检测、各种材料(陶瓷、聚合物、岩石与混凝土、生物材料、复合材料…)的断裂、破坏(失效)分析、断裂与持久性、热喷涂材料与涂层、等等。与以往几届相比,纳米尺度断裂、分子动力学模拟、微电子机械系统(MEMS)、智能结构、微电子封装、薄膜与界面等相关的断裂问题有了专门的分组,反映了断裂学科适应新发展的需要,研究面更宽了。
  大会还组织了130篇论文进行壁报展览,出版了包括650篇论文的摘要文集和会议全部论文的光盘,并将于会后出版经过选择的大会论文集。
  会议期间还召开了ICF10的理事会与执行委员会。中国和中国香港分别是理事会成员。理事会通过表决,决定第十一届断裂大会(ICF11)将于2005年3月20日~25日在意大利都灵召开。通过提名委员会选举并由理事会批准,成立了ICF11(2001-2005)的新的一届执委会。我国清华大学余寿文教授当选为ICF11的副主席。新任主席为澳大利亚悉尼大学的Y.W Mai教授(澳科学院、工程院两院院士)。提名委员会选举并由理事会批准,增补了含我国黄克智院士等的五位国际断裂大会的名誉会员。
    二、通过这次四年一届的国际断裂大会,可以看到下列的一些发展趋向:
1.适应当前现代科学技术的发展,断裂学科已从原有断裂与工程密切结合的一些工程部门拓宽至信息材料、智能材料与结构、自然(岩石…)和生物材料。力学与材料科学的结合在拓宽的基础上更加深入。材料与结构设计一体化对断裂学科提出了新的要求。从工程应用的角度,充分推动关注系统的持久性和可靠性的研究。
2.随着信息技术渗入各传统工业部门,智能化与微型化要求人们深入研究智能材料与电子材料等在多场(力、热、电、磁、光)耦合作用下,其细、微观以至纳观尺度的断裂行为及其防断设计与断裂控制。计算机与计算技术的发展为断裂研究提供了强大的计算平台,原子、分子尺度的断裂过程的实验观察有了新的成果。我国的断裂研究在理论建模上见长,是我们的一个优点,但在大规模计算机模拟与高精度与微细尺度的断裂的实验研究方面,与国际上先进国家相比,存在相当大的差距。若不能提供强有力的支持,这一差距仍有扩大的趋势。
3. 近年来,断裂学科研究有了新的进展,此次会议报道的剪切型高速动态裂纹扩展、连续力学与原子尺度的断裂分析的连接、纳观以至原子尺度界面断裂过程的实验观察及电致失效力学等方面,都取得了令人瞩目的进展。其中也包含有中国学者们的贡献。说明我国的断裂研究,在国际上,已经占有了一席之地。
     三 关于争取2009年春在中国北京承办第十二届国际断裂大会(ICF12)的建议:
  2000年12月,在广州召开的第10届全国断裂与疲劳会议期间,与会的7个全国性学会(中国力学学会、中国航空与宇航学会、中国机械工程学会、中国复合材料学会、中国金属学会、中国腐蚀与防护学会、中国材料研究会)的代表及全体出席第9届全国断裂与疲劳会议的代表在会议纪要中吁请申请在中国召开国际断裂大会。在此次新选举产生的ICF11执委会上,中国执行委员提出在北京召开ICF12的设想,向全体执委作了简要的口头申请通报。基于以下原因,中国拟申请承办ICF12:
(1)中国有七个学会近2000人的专业科研与工程技术人员从事断裂与疲劳的研究,多年以来的研究工作,对断裂学科的发展已经作出了许多贡献;(2)近20年中国经济迅速发展,特别在2001年加入世界贸易组织(WTO)后,伴随着经济全球化的新趋势,给断裂的研究与应用提供了推动力,也将进一步促进国际的学术交流;(3)北京申办2008年奥运会成功,从软件和硬件两方面均为2009年春季承办ICF12提供了良好的条件;(4)按欧、美、亚太分区轮值的原则,ICF12应在亚太地区召开,中国是具有竞争力的承办者;(5)从上世纪70年代以来,上述各相关的全国性学会轮流主持每2至3年召开一次全国性的断裂与疲劳的全国性学术大会,至2001年已连续举行了10届。我国断裂与疲劳的研究,多年来已经形成了有组织的科学研究与开展学术交流的好的传统,国家自然科学基金委员会及相关的工业部门也提供了持续的经费与政策的支持;(6)北京是世界历史文化名城,集中了中国断裂研究的主要单位。上述的说明,得到了与会执委的赞赏与理解。ICF11执委会纪要中要求中国代表于2004年底向ICF11执委会和理事会提交申办正式报告,并由ICF11理事会的各国代表团于2005年3月21日表决。
  为此,七个学会有关代表将于2003年商讨申办意见,并将按手续上报审核。在预先商量之后,请香港(中国)的理事也参与商讨关于主办ICF12大会事宜。向国家有关部门作书面汇报并提出申办申请,在得到
批准后逐步付诸实施。 

      
余寿文(清华大学工程力学系)

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