准晶材料非线性断裂理论研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11272053
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    范天佑
  • 依托单位：
    北京理工大学
  • 学科分类：
    A0802.固体强度、损伤、断裂与疲劳
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Developing generalized cohesive force model, generalized continuum dislocation model and generalized energy-momentum tensor/generalized path-independent integral principle, determine the sizes of plastic zone around crack tip of one-, two- and three-dimensional quasicrystals, respectively. Meantime, developing complex analysis, singular perturbation, singular integral equations and finite element methods, check the above calculation results, give estimation on their precise. Based on the parameter controlling nonlinear fracture of quasicrystalline materials mentioned above, suggest nonlinear fracture criterion of the materials, to develop and improve the nonlinear fracture theory of the new solid phase. This presents fundamental importance and engineering application for quasicrystal science and technology.
发展广义内聚力模型，广义连续位错模型和广义能量-动量张量/广义路径守恒积分原理，确定一维，二维，三维准晶裂纹顶端塑性区尺寸和一维，二维，三维准晶裂纹顶端张开位移，同时发展复分析，奇异摄动展开，奇异积分方程和有限元方法，对上述计算进行检验与核对，对计算结果的精度给出翔实的评估。以上面得到的准晶断裂控制参量作为出发点，建议准晶材料非线性断裂判据，发展和完善准晶材料非线性断裂理论，推进准晶基础研究和实际工程应用。

结项摘要

本课题原计划仅研究固体准晶非线性断裂。此非线性是由于本构关系引起的，即塑性和粘性导致不可逆的变形产生的。固体准晶塑性本构方程建立依赖于实验，由于实验的困难，我们与之合作的固体准晶塑性研究中心的德国尤里克实验室和马克斯-普朗克微结构物理所相继终止了该实验。这给我们研究准晶塑性本构关系带来极大的困难。在缺乏准晶塑性本构关系的条件下，我们继续采用，完善和推广3种不同唯象模型：准晶内聚力模型，连续位错模型和广义能量-动量张量模型和把它们用于研究裂纹解，并且把它们推广到塑性材料而尚无塑性理论的液晶和软物质准晶，取得较好成果。同时转向研究固体准晶粘性导致不可逆的变形产生的非线性（此本构方程是明确的），取得某些进展。通过实地计算，发现国际权威Lubensky的固体准晶粘性理论严重问题，经过我们分析批判，其广义流体动力学实际上可以化成我们十年前提出的声子－相位子动力学，问题大大简化。.上述工作的进展，同时推动了新发现的软物质准晶的非线性和非线性断裂的研究，这是项目原计划中所没有的内容。软物质准晶的非线性是由非线性惯性项和状态方程所引起的，比固体准晶的非线性更难于求解，只能发展数值方法。在这方面，我们有较大进展，成功地求解了非线性和非线性断裂问题。计算发现流体应力使裂纹张开，弹性应力使裂纹闭合，裂纹扩展与否，取决于流体应力与弹性应力竞争的结果。这在断裂理论中也许是首次提出。有关结果收入即将出版的Generalized Dynamics of Soft-Matter Quasicrystals---Mathematical Models and Solutions, Springer-Verlag, Heidelberg,2017．准晶，软物质准晶和液晶非线性断裂的成果，收在专著《固体与软物质缺陷与断裂理论基础》（科学出版社，2014）中。.在项目资助期间，我们还得到软物质准晶热力学的比热方程，状态方程,层状液晶位错的精确解,揭示了de Gennes (1991年物理诺贝尔奖获得者)学派流行了40年经典解的错误（即de Gennes-Kleman-Pershan 佯谬）（揭示了de Gennes 1992年出版的The Physics of Liquid Crystals, Landau（1962年物理诺贝尔奖获得者）的Theory of Elasticity 两部权威专著的错误。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Solutions for hydrodynamics of 5- and 10-fold symmetry quasicrystals
5 重和 10 重对称准晶体的流体动力学解决方案
  • DOI：
    10.1007/s10483-016-2133-9
  • 发表时间：
    2016-10
  • 期刊：
    Applied Mathematics and Mechanics (English Edition )
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    范天佑
  • 通讯作者：
    范天佑
汶川地震主震断层构造应力场数值分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    北京理工大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙竹凤;范天佑;SUN Zhu-feng1,FAN Tian-you2(1.School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijin;2.School of Science,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)
  • 通讯作者：
    2.School of Science,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)
Icosahedral quasicrystals solids with an elliptic hole under uniform heat flow
均匀热流下具有椭圆孔的二十面体准晶固体
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/23/5/056101
  • 发表时间：
    2014-04
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Li Lian-He;Liu Guan-Ting
  • 通讯作者：
    Liu Guan-Ting
Four-phonon model of soft-matter quasicrystals for studying thermodynamics
用于研究热力学的软物质准晶四声子模型
  • DOI：
    10.1080/09500839.2013.873551
  • 发表时间：
    2014-02
  • 期刊：
    Philosophical Magazine Letters
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Fan, Tian You;Sun, Jun Jun
  • 通讯作者：
    Sun, Jun Jun
Possible soft-matter quasicrystals of 5- and 10-fold symmetries and hydrodynamics
可能的 5 重和 10 重对称性软物质准晶体和流体动力学
  • DOI：
    10.1016/j.commatsci.2015.04.012
  • 发表时间：
    2015-07
  • 期刊：
    Computational Materials Science
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    范天佑
  • 通讯作者：
    范天佑

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    郭瑞平;黄宏燮;范天佑;GUO Rui-ping1,HUANG Hong-kui2,FAN Tian-you3 (The A;Unit 65053 of Shenyang Military Area2,Dalian 11603;Beijing Institute of Technology3,Beijing 100081,P.
  • 通讯作者：
    Beijing Institute of Technology3,Beijing 100081,P.
Boundary Value Problems of Potential Functions in Decagonal Quasicrystals
十方准晶势函数的边值问题
  • DOI：
    10.1155/2014/863047
  • 发表时间：
    2014-10
  • 期刊：
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    范天佑
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  • 作者：
    范天佑;郭丽辉
  • 通讯作者：
    郭丽辉

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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