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工業裝備結構分析國家重點實驗室

鎖定

工業裝備結構分析國家重點實驗室依託大連理工大學計算力學學科建設，是世界銀行貸款重點學科發展項目建設的第二批國家重點實驗室，於1988年開始可行性論證，1989年得到原國家計委確認。^[1]

實驗室主要的研究方向包括：計算力學與工程科學計算的理論和方法；結構優化設計的現代理論和計算方法；大規模計算工程軟件系統研究開發和應用；複雜環境下重大工程和工業裝備結構的試驗、分析與評價。^[1]

截至2022年2月，實驗室有固定人員92人，有21名成員擔任37本國際期刊副主編/編委；擁有2個博士後科研流動站，1個一級重點學科、3個二級重點學科。^[1]

中文名: 工業裝備結構分析國家重點實驗室
外文名: The State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment
創辦時間: 1988年
主管部門: 中華人民共和國教育部
現任領導: 實驗室主任：李剛

現任領導: 學術委員會主任：方岱寧
專職院士數: 中國科學院院士3人
博士後: 科研流動站2個
國家重點學科: 一級學科1個
二級學科3個
地址: 遼寧省大連市甘井子區凌工路2號
屬性: 國家重點實驗室（1989年）

工業裝備結構分析國家重點實驗室歷史沿革

1988年，實驗室開始可行性論證。

1989年，得到國家計委確認。

1991年，啓動建設。

1995年5月，通過國家教委驗收並正式對外開放。^[2]

2003年，以良好成績通過科技部的評估。

2008年，以良好成績通過科技部的評估。

2013年，以良好成績通過科技部的評估；11月15日，實驗室分室在盤錦校區揭牌^[3] 。

2018年，以良好成績通過科技部的評估。^[1]

工業裝備結構分析國家重點實驗室科研條件

工業裝備結構分析國家重點實驗室人員編制

截至2022年2月，實驗室有固定人員92人，其中中國科學院院士3人、韓國工程院院士1人、國家傑出青年科學基金獲得者11人、“萬人計劃”科技創新領軍人才2人、國家優秀青年科學基金獲得者4人、“萬人計劃”青年拔尖人才1人、科技部中青年科技創新領軍人才2人。^[1]

中國科學院院士：程耿東、鍾萬勰、申長雨（均為專職）

“新世紀百千萬人才工程”國家級人選：胡平、張洪武

國家傑出青年科學基金獲得者：郭旭、胡平、亢戰、申長雨、王博、張洪武

國家優秀青年科學基金獲得者：彭海軍、張維聲、鄒麗

“973”首席科學家：李剛、申長雨、張洪武

青年“973”首席科學家：王博

中青年科技創新領軍人才：郭旭、亢戰

教育部“新世紀優秀人才支持計劃”入選者：陳飆松、高強、郭旭、季順迎、亢戰、李剛、劉書田、沙建軍、武湛君、鄭勇剛、張亞輝、張昭、趙國忠

（部分傑出人才^[4] ）

工業裝備結構分析國家重點實驗室研究平台

截至2022年2月，實驗室建有2個國家自然科學基金委創新研究羣體；1個教育部創新團隊；2個國防科工局國防科技創新團隊；4個實驗平台。^[1-2]

國家自然科學基金委創新研究羣體：“計算力學與工程科學計算”、“結構優化”

教育部創新團隊：“結構優化的理論、方法及應用”

國防科工局國防科技創新團隊：“結構強度與輕量化設計”、“結構耦合分析與設計”^[1]

實驗平台：高性能計算硬件和軟件平台、工業裝備與工程結構力學性能實驗平台、材料與生物力學實驗平台、流體與岩土環境力學實驗平台^[2]

工業裝備結構分析國家重點實驗室儀器設備

2023年8月大連理工大學運載工程與力學學部官網顯示，實驗室主要實驗和計算設備包括深騰1800超級並行計算機和曙光3000大型計算機、EVS-3000-180/ST-6/SUPER電動式振動試驗系統、MTS等材料和結構系列試驗機、ALTAIR LI非接觸式温度和應力場顯示系統和B&K 8330激光測振系統、FASTCAM-U多功能高速攝影機、冰力學測試系統、MultiMode原子力顯微鏡、FEI Quanta 200環境掃描電鏡、GDS非飽和土試驗系統、土力學三維應變數字測試系統、三維波壁管流動實驗系統等。實驗室還擁有自主開發的有限元分析與優化設計軟件系統以及一批商業CAE軟件。^[2]

工業裝備結構分析國家重點實驗室科研成就

工業裝備結構分析國家重點實驗室研究方向

計算力學與工程科學計算的理論和方法：針對現代工業裝備結構分析的特點，深入開展具有原始創新的計算力學理論新體系與方法的研究。研究分析結構力學與應用力學辛對偶體系的理論與應用，具有隨機性、不確定性、高度物理與幾何非線性以及多相多場耦合特徵的各類物理力學問題的高效與高精度計算方法，發展多尺度以及跨尺度計算理論與方法。^[5]
結構優化設計的現代理論和計算方法：深入開展多學科優化理論和計算方法的研究，研究特殊環境下材料與結構的力學行為，以及先進材料與結構性能表徵與設計，發展結構與材料併發設計的優化理論和方法、大型複雜工程結構與機構可靠性評估的理論與方法以及先進材料與結構優化設計方法，並在現代裝備與結構的設計中發揮作用。^[6]
大規模計算工程軟件系統研究開發和應用：開展面向新一代工程科學計算軟件平台的高效計算方法研究，研究面向現代軟硬件環境的大規模計算工程軟件系統的基礎理論和實施技術，重點研究面向對象的新型工程科學計算數據庫技術、算法庫技術、專用CAE有限元分析與優化設計軟件開發技術以及工程科學計算軟件的集成化技術、基於分佈式/並行及網格計算的數值計算先進技術。進行新一代計算力學軟件平台研發，在解決裝備結構的關鍵力學問題中發揮應用。^[7]
複雜環境下重大工程和工業裝備結構的試驗、分析與評價：與航空航天、船舶與海洋工程、岩土與結構工程以及汽車與車輛工程等領域相結合，開展面向重大工程和工業裝備結構的分析與評價的創新性理論與實驗技術研究，研究複雜環境和載荷下的裝備結構工程分析與設計、材料的損傷、破壞行為和本構關係、建造工藝過程、損傷檢測和性能控制的先進分析理論和實驗方法與技術，通過試驗手段進行工業裝備結構的性能驗證和結構失效分析。在面向未來的先進材料和工業裝備結構分析、設計與製造問題的研究方面取得開拓性進展。^[8]

工業裝備結構分析國家重點實驗室研究成果

基礎研究

截至2022年2月，實驗室科研成果曾先後4次獲得國家自然科學獎二等獎。其中基於辛幾何的彈性力學新體系開創了計算力學研究的全新方向；結構優化多項基礎研究工作被權威學者評價為“引發了整個拓撲優化領域（研究）”以及對相關領域的“里程碑式”貢獻。近年來，實驗室有關基於移動可變形組件的結構拓撲優化新框架等方面的成果開闢了全新的研究方向，被評價為“可以極大減少計算困難”“開創性貢獻”，相關工作2019年獲得國家自然科學獎二等獎。近年來，實驗室還獲得了國家科技進步獎（特等獎、二等獎各1項）、高等學校科學研究優秀成果獎（一等獎3項）等多項重要科技獎勵。實驗室研發的自主可控數值仿真與優化軟件平台SiPESC性能全面提升並加強了與裝備製造業的深度融合。^[1]

成果應用

截至2022年2月，近年來，實驗室基於理論成果開展源頭創新，發明了一批新型結構併成功應用於新一代大型運載火箭長征5號、新一代載人飛船、“天問一號”火星探測器等輕量化設計，實現了中國航天裝備承載效率跨越式提升，從源頭上提高了中國航天裝備結構強度設計精細化水平，受到型號研製單位高度評價，取得了較為顯著社會效益和軍事效益，相關工作2020年獲得國家技術發明獎二等獎。實驗室還主動服務“海洋強國”戰略和“一帶一路”倡議，系統研究了深水/寒區海洋工程裝備抗冰設計理論與方法，發展了海洋工程結構海冰風險預警技術，併成功應用於中國冰區海洋工程結構抗冰設計與安全保障。其中動冰載荷模型寫入ISO19906國際標準，相關成果先後3次獲得海洋工程科學技術獎。實驗室研發了具有世界領先水平的海洋工程裝備腐蝕防護與監測軟硬件系統，填補了中國國內空白並在“海洋石油981”鑽井平台上成功應用，該成果獲得2014年度國家科技進步獎特等獎。實驗室還參與了C919大型客機、大型變壓器、國產核主泵等重大裝備研製中的關鍵力學問題研究，相關成果發揮了重要支撐作用。^[1]

科研獎勵

項目名稱	主要完成人	獎勵
複雜約束下結構優化設計理論與方法研究	郭旭、程耿東、閻軍、張維聲	2019年度國家自然科學獎二等獎^[9]
航天新型輕質高承載結構及其高效優化設計技術與應用	王博、郝鵬、李剛	2020年度國家技術發明獎二等獎^[10]