蔡力勋,西南交通大学力学与工程学院教授、博士生导师、教授委员会委员,四川省学术与技术带头人,曾长期担任西南交通大学工程力学实验室主任、结构分析与工程系主任。主要研究方向:疲劳、损伤与断裂力学、材料毫微测试的理论与技术。 现任中国力学学会MTS材料试验专业委员会副主委,中国材料研究学会疲劳分会理事,全国专业标准化技术委员会委员,中航工业力学性能检测资格鉴委会委员,中国材料与试验团体标准CSTM委员会委员,《中国测试》、《机械强度》、《物理测试》、《工程与试验》杂志编委;负责纵横向课题100余项,近6年负责自然基金面上项目3项,负责修订国家标准《GB21143-2014统一断裂韧性测试方法》,负责制定《GB/T37782-2019金属材料 压入试验 强度、硬度与应力-应变关系测定》国家标准(中、英文);在固体材料本构关系、强度理论、断裂力学、材料测试方法的理论与应用研究方面,在Acta Mater 、Appl Math Modle、I J Solids Struct、I J Fat、Mater Sci Eng A、I J Mech Sci 、Mater Des、Mech Mater、Metall Mater Trans A、Results phys、Eng Frac Mech、IJ PVP、力学学报、金属学报、航空学报(中英)、固体力学学报(中英)、机械工程学报(中英)等国内外刊物发表论文200余篇, SCI、EI收录论文100余篇;获发明专利授权、受理20项,软件知识产权1项;获省部级科研、教学成果奖6项。培养固体力学专业硕士研究生23名、博士研究生12名(其中14名硕士生学位论文、1名博士生学位论文获校级优秀)。固体构元的弹塑性解析求解用于材料力学性能测试可以实现大小试样之间、异型试样之间的等效,然而百年来弹塑性力学仍然面对着制约弹塑性解析求解的历史难题。针对单向加载条件下、幂律弹塑性材料的多种构元,作者团队于2015年创立并陆续成熟的能量密度等效理论(C-C理论),给出了一系列解析解,并应用于锥、球、平面(圆柱)压头的压入试验方法,小圆片试样的小冲杆试验方法,薄片小试样的低周疲劳试验方法以及小试样断裂韧性试验方法。比如,得到迅速发展和逐步完善的压入试验方法已制定、发布了国家标准GB/T 37782-2019:《金属材料 压入试验 强度、硬度及应力-应变曲线的测定》。与仅侧重于测量弹性模量和硬度的纳米压痕方法不同,新标准依据:弹塑性压入问题半解析模型、试验技术和研发的便携压入仪,通过压头对材料表面连续施加到几百牛顿力载荷和几十微米深度的单调压入精密测量可以获得材料的弹性模量、抗拉强度和应力应变关系,并通过幂律材料应力应变关系可以实现抗拉强度与硬度之间、硬度与硬度之间的半解析式转换,结束了硬度转换ISO国际标准认为“硬度、强度转换不存在函数关系”的历史,如同便利的抽血可获得多项人体健康指标,对材料表面进行简单的压入则可获得关乎结构安全的“健康”指标,新标准发布有利于促进特种安全检测技术、科学试验仪器发展,对推动小尺寸材料与新材料的力学性能检测,推动服役结构材料、焊接接头材料的老化、残余应力的评价技术发展,对CAE应用、增材制造和材料基因大数据库建立有重要价值。 本文系统介绍能量密度等效理论在压入、小冲杆、低周疲劳、断裂韧性等试验方面的应用。