近日，王彪教授团队在固体力学领域权威期刊 Journal of the Mechanics and Physics of Solids在线发表题为“Geometrically characteristic kinetic thermodynamic deformation theory and intrinsic indices of the plasticity and damage of crystalline solid” 的研究论文。论文由中心校客座教授朱一超与交叉科学中心主任王彪教授担任共同通讯作者，并联合大连理工大学的研究人员完成。

在工程设计与安全评估中，材料全寿命强度与损伤的准确预报至关重要。然而，现有的经验模型难以同时描述塑性、损伤及各向异性等复杂行为，且往往依赖大量多轴加载实验数据，限制了工程应用范围。

仅需单轴拉伸数据，基于变形几何视角的热力学变形理论可准确预报等厚度和带狭缝的“十字形”试件变形全过程

论文基于变形的几何特征发展了王彪教授提出的热力学变形理论，非弹性变形分解具有清晰的几何物理含义的畸变模型和膨胀模式。理论将微观结构演化受到局部能垒阻碍的动力学机制纳入了考虑，提出了两类材料非弹性变形阻力的内禀指标。论文给出了标准化的反演流程：只需一条单轴拉伸曲线，便可预测循环加载、双轴十字试样应力集中以及带狭缝试样应力集中等复杂工况下的全寿命响应，模拟结果与实验观测一致。相较传统延性损伤模型必须依赖三轴度试验，该理论具有坚实的物理基础及工程应用的便捷性。

理论可以进一步地扩展至有限变形与多场耦合场景，有望为高温、高辐照等极端环境下金属结构的全寿命可靠性设计提供统一的热力学框架。

原文信息：Liu J, Ma C, Zhu Y, Wang B. Geometrically characteristic kinetic thermodynamic deformation theory and intrinsic indices of the plasticity and damage of crystalline solid[J]. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2025, 200: 106139.