金属材料的计算机模拟与辅助设计

主要研究方向：

合金设计与模拟研究方向内容涵盖无序合金（非晶合金、高熵合金）的原子结构及结构-性能关联、形变与相变行为及机理、高性能钢铁材料的强韧化、多孔金属的制备与功能性应用、材料组织结构与性能的多尺度模拟与高通量计算。

主要研究成果：

1 . 非晶合金原子结构特征与玻璃转变的关联

·建立了非晶合金内部局域平移对称性与玻璃转变的关联，揭示了非晶合金玻璃转变的结构起源。量表征了非晶合金的结构不均匀性，揭示了结构不均匀性与玻璃形成能力之间的关联。

2. 非晶合金结构特征与力学性能的关联

·采用第一性原理分子动力学结合同步辐射扩展X射线吸收精细结构谱，揭示了钴基非晶合金超高强度的结构起源

·证实了非晶合金的形变不均匀性，揭示了形变不均匀性与结构不均匀性之间的关联，为理解非晶合金的形变机理奠定了基础。

3. 大规格铝合金铸锭半连铸及钢连铸过程数值模拟研究

开发了大规格铝合金铸锭半连铸过程温度、流动、应力、变形多场耦合的数值模拟模型，在Suyitno的SKK判据基础上发展出新的改进型热裂判据，并基于实验和有限元模拟提出了适用于7×××系铝合金半连续铸造的冷裂指数。

构建了应力模拟本构模型和铝合金半连铸数值模拟数据库，可为不同系列铝合金制造工艺提供优化解决方案。

设计了自有知识产权的热裂敏感性及糊状区力学性能测量装置并系统研究了合金元素对7×××系铝合金组织及热裂缺陷的影响规律，这对高性能7×××系铝合金的开发和大规格无缺陷优质铸锭的工业化生产意义重大。