韩啸

个人信息Personal Information

副教授

硕士生导师

性别:男

毕业院校:大连理工大学

学位:博士

所在单位:工程力学系

学科:工程力学. 车辆工程. 生物与纳米力学. 应用与实验力学. 制造工艺力学. 航空航天力学与工程

联系方式:Email: hanxiao@dlut.edu.cn

电子邮箱:hanxiao@dlut.edu.cn

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个人简介Personal Profile

韩啸,博士,副教授,山东济南人

长期致力于结构力学性能分析和模型预测方法研究,主要研究方向:

a) 复杂环境多场耦合建模和力学性能表征

b) 磁性纳米颗粒改性胶粘剂及多物理场耦合仿真

c) 复合材料轻量化连接技术及服役性能评价

围绕轻质材料的胶接、胶-铆、栓-胶等复合连接结构设计、制备工艺、试验表征、力学建模和湿热环境服役耐久性评价等方面开展了研究工作,特别是在极端工况环境老化试验、复合材料损伤和裂纹扩展、基于有限元二次开发的多场耦合老化行为建模预测等领域取得了丰富成果。在国内外该研究领域首次提出胶层在湿--力场联合工况下老化行为的全耦合分析方法,从而为胶接结构实际服役过程中残余强度评价和服役寿命预测提供了有效方法。研究成果得到了中国工程物理研究院、中国商飞、奥新新能源汽车、日本神户制钢所等科研院所和企业的关注,其中关键部件的制备、连接和建模预测技术则直接应用到了航空航天、汽车、微电子等领域实际部件生产和服役寿命预测中。

入选大连市青年科技之星大连理工大学星海人才培育计划(星海骨干)大连市高层次人才(青年才俊)获钱令希力学奖(青年教师奖)、《机械工程学报》优秀审稿专家、大连理工大学优秀班主任主讲课程《理论力学A》获教育部国家级精品线上课程、首批辽宁省一流本科课程、大连理工大学优秀课程。先后在英国萨里大学Andrew Crocombe教授胶接环境耐久性研究团队和澳大利亚昆士兰科技大学Yuantong Gu教授工程科学先进建模仿真实验室进行访学交流担任Journal of Adhesion Science & Technology编委(SCI期刊)、国家自然科学基金 通讯评审专家、英国Society for Adhesion & Adhesives会员、中国力学学会会员、中国机械工程学会高级会员、北京粘接学会会员、5th and 6th ICAB分会场主席、第27届北京粘接学会学术年会大会邀请报告。担任Composites Part BComposite StructuresMechanical Systems and Signal ProcessingPolymer TestingThin-Walled Structures机械工程学报等20余个学术期刊审稿人

2011年以来共发表相关领域学术论文50余篇,其中SCI收录30余篇,EI收录中文期刊(机械工程学报)4,包括国内外复合材料和结构胶接领域权威期刊Journal of Power Sources (IF: 9.127)Composites Part B: Engineering (IF: 9.078)Composite Structures (IF: 5.407)Journal of Sandwich Structures and Materials (IF: 5.497)Thin-walled Structures (IF: 4.442)International Journal of Adhesion and Adhesives (IF: 3.189)机械工程学报等。所发表论文Google Scholar总引用400余次,Web of Science单篇最高他引45,获《机械工程学报》官方微信公众号推送。主持和参加国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金、辽宁省教育厅科学研究项目等基金项目10项,校企合作横向课题9项。

工作经历

2019.12 - 至今

大连理工大学

工程力学系

副教授

2016.12 - 2017.12

昆士兰科技大学, 澳大利亚

机械工程系

访问学者

2015.01 - 2019.12

大连理工大学

工程力学系

讲师

教育经历

2011.09 - 2014.10

大连理工大学

车辆工程

博士

2012.09 - 2013.09

萨里大学, 英国

机械工程

联合培养博士

2005.09 - 2009.07

大连理工大学

工程力学

学士

招收硕士研究生专业

l  力学

l  机械(专业硕士)

l  车辆工程(专业硕士)

课题组入选大连理工大学科研创新团队,试验仪器和计算设备完善,研究经费充足。团队现有教授2人,副教授4人,高级工程师1人,在读硕/博士生50余人,可以为后续深造(硕博连读、出国留学、国内外学术交流)和就业选择提供指导和帮助!

毕业生就业去向包括:航天科技集团、航天科工集团、一汽集团、上汽大众、泛亚汽车研究院、广汽研、中国工程物理研究院、中国核动力院、中冶焦耐(大连)、重庆长安、中国重汽、江淮汽车等。

欢迎力学、车辆、机械、材料、船舶和航空航天等专业方向同学加入!

学术与社会兼职

l  国家自然科学基金 通讯评审专家

l  Journal of Adhesion Science & Technology编委(SCI期刊)

l  英国Society for Adhesion & Adhesives 会员

l  5th and 6th International Conference on Adhesive Bonding 分会场主席

l  1st Conference on Mechanical, Aeronautical and Structural Engineering 学术委员会委员

l  北京粘接学会第27届学术年会 大会邀请报告

l  中国力学学会 会员

l  北京粘接学会 会员

l  Composites Part B, Composite Structures, Mechanical Systems & Signal Processing, Polymer Testing, Thin-Walled Structures, International Journal of Adhesion & Adhesives, Journal of Adhesion, Journal of Adhesion Science & Technology, Journal of Materials Design & Applications, Journal of Automobile Engineering, Journal of Mechanical Science & Technology, Advances in Manufacturing, SN Applied SciencesChinese Journal of Mechanical Engineering和机械工程学报、交通运输工程学报、吉林大学学报(工学版)等十余个 学术期刊审稿人

荣誉与奖励

l  2021 大连市青年科技之星

l  2021 大连理工大学星海人才培育计划(星海骨干)

l  2020 大连市高层次人才(青年才俊)

l  2020 《机械工程学报》编辑部 优秀审稿专家

l  2020 大连理工大学 优秀班主任

l  2019 大连理工大学 教学质量优良奖

l  2019 《机械工程学报》编辑部 优秀审稿专家

l  2019 钱令希力学奖 青年教师奖

l  2018 大连理工大学 教学质量优良奖

l  2018 《机械工程学报》编辑部 优秀审稿专家

l  2015 运载工程与力学学部 青年教师讲课竞赛一等奖

l  2014 钱令希力学奖 博士生奖

l  2013 博士研究生 国家奖学金

科研项目

l  国家自然科学基金项目, 湿--交变载荷耦合作用下胶接结构强度退化预测模型研究, 主持.

l  中国博士后科学基金面上项目, 异种材料胶铆接头多场耦合环境耐久性试验和建模研究, 主持.

l  辽宁省教育厅科学研究一般项目, 异质材料结构胶接接头基本力学性能及其环境耐久性研究, 主持.

l  大连理工大学基本科研业务费专项项目-交叉探索科研专题(医工交叉联合基金), 主持.

l  大连理工大学基本科研业务费交叉探索科研专题, -胶复合连接力学性能创成与退化机理, 主持.

l  水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金, 水电装备胶接部件湿热环境服役性能建模评价, 主持.

l  中国工程物理研究院, 典型结构工艺及湿环境数值建模评价研究, 主持.

l  山东工业陶瓷研究院, 胶黏剂对接接头拉离强度和I型断裂韧性测定, 主持.

l  中国工程物理研究院, 环氧树脂粘接剂力学性能试验和建模评价, 主持.

l  江苏奥新新能源汽车, 奥新2+2车型材料力学性能的试验测定, 主持.

l  国家重点研发计划, 自控温高产热纳米材料与肿瘤磁热疗技术, 参加.

l  国家自然科学基金项目, 纤维增强复合材料板壳结构的准周期分析模型与优化设计方法, 参加.

l  国家自然科学基金项目, 基于概念设计的车身装配结构拓扑优化理论和方法的研究, 参加.

l  大连理工大学基本科研业务费重大项目科研专题, 碳纤维复合材料车身关键连接结构服役性能研究, 参加.

l  中国商用飞机有限责任公司, 典型帽形加筋平板轴压试验, 参加.

l  日本神户制钢所, DUT KOBELCO Research and Development Agreement, 参加.

l  江苏奥新新能源汽车, 基于碳纤维复合材料整车轻量化技术研究, 参加.

l  江苏奥新新能源汽车, 奥新2+2车型碰撞安全性能分析与优化技术, 参加.

发表学术论文

l  Zhang Y, Ma J, Wu C, Han X*, Zhang W. Effects of moisture ingress on the mesoscale mechanical properties of epoxy adhesives under elevated temperature. Polymer Testing, 2021:107049.

l  Chao Y, Ma J, Chen Z, Zhang Y, Yang P, Wang S, Wang L, Han X*, Liu Y, Wu C. Modelling prediction on the degradation in mode II fracture energy of structural adhesive subjected to hygrothermal ageing. The Journal of Adhesion, 2020:1-23.

l  Ying L, Gao T, Hou W, Dai M, Han X, Jiang D. On crashing behaviors of bio-inspired hybrid multi-cell Al/CFRP hierarchical tube under quasi-static loading: An experimental study. Composite Structures. 2021, 257:113103.

l  Chao Y, Ma J, Chen Z, Zhang Y, Yang P, Wang S, Wang L, Han X, Liu Y, Wu C. Modelling prediction on the degradation in mode II fracture energy of structural adhesive subjected to hygrothermal ageing. The Journal of Adhesion. 2020.

l  Wu CW, Zhang W, Han X, Zhang YX, Ma GJ. A systematic review for structure optimization and clamping load design of large proton exchange membrane fuel cell stack. Journal of Power Sources, 2020, 476:228724.

l  Yan CC, Ma JL, Zhang YX, Wu CW, Yang P, Wang P, Zhang W, Han X. The fracture performance of adhesively bonded orthodontic brackets: an experimental-FE modelling study. The Journal of Adhesion. 2020.

l  Akhmet G, Yu Y, Hu P, Hou W, Han X. Analysis of the performance of adhesively bonded corrugated core sandwich structures using cohesive zone method. Journal of Sandwich Structures and Materials, 2020, 22(1):104-124.

l  Han X, Akhmet G, Hu P, Hou W, Baubekov Y, Akhmetov M. Numerical prediction on the mechanical degradation of adhesively bonded corrugated sandwich beam after hygrothermal ageing. Composite Structures, 2020, 241:112131.

l  Han X, Akhmet G, Zhang W, Chao YX, Jin Y, Yu Y, Hu P, Ibraimov A. The effect of adhesive fillet on mechanical performance of adhesively bonded corrugated sandwich structures: an experimental–numerical study. Journal of Adhesion, 2020, 96(5):515-537.

l  Han X, Chao Y, Yang P, Li X, Zhang W, Jin Y, Wu C. Strength prediction of adhesively bonded ferrite pillar–tin bronze plate under axial shear loading. Journal of Adhesion Science and Technology, 2020, 34(6):616-634.

l  Han X, Jin Y, Silva LFMD, Costa M, Wu C. On the effect of adhesive thickness on mode I fracture energy - an experimental and modelling study using a trapezoidal cohesive zone model. Journal of Adhesion, 2020, 96(5):490-514.

l  Han X, Pickering E, Bo A, Gu Y. Characterisation on the hygrothermal degradation in the mechanical property of structural adhesive: A novel meso-scale approach. Composites Part B-engineering, 2020, 182:107609.

l  Wang C, Han X, Yang C, Zhang X, Hou W. Assumed stress quasi-conforming formulation for static and free vibration analysis of symmetric laminated plates. Engineering Computations, 2020.

l  Zhang W, Bai X, Hou B, Sun Y, Han X. Mechanical properties of the three-dimensional compression-twist cellular structure. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2020, 39:260-277.

l  Zheng G, Liu C, Han X, Li W. Effect of spew fillet on adhesively bonded single lap joints with CFRP and aluminum-alloy immersed in distilled water. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2020, 99:102590.

l  Liu Y, Zhou S, Han X, Yan C, Lei Z, Wang X. Analysis of the influence of a new type of buccal tube base mesh design on the adhesive layer stress distribution and bond strength. Journal of Adhesion Science and Technology, 2020, 34(18):2011-2030.

l  Zheng G, Wang H, Han X, Li W. Mechanical behavior of AL/CFRP single-lap joint subjected to combined thermal and constant loading. The Journal of Adhesion, 2019:1-19.

l  侯文彬, 刘璟琳, 陈广义, 韩啸, 徐翔, 郑文献. 胶层缺陷对胶接-拉铆搭接剪切接头力学性能影响研究. 机械工程学报, 2019, 55(24):37-44.

l  Gao T, Ying L, Hu P, Han X, Rong H, Wu Y, Sun J. Investigation on mechanical behavior and plastic damage of AA7075 aluminum alloy by thermal small punch test: Experimental trials, numerical analysis. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 50:1-16.

l  Ying L, Gao T, Rong H, Han X, Hu P, Hou W. On the thermal forming limit diagram (TFLD) with GTN mesoscopic damage model for AA7075 aluminum alloy: Numerical and experimental investigation. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 802:675-693.

l  Wang L, Xu L, Xie Y, Du Y, Han X. A new hybrid conjugate gradient method for dynamic force reconstruction. Advances in Mechanical Engineering, 2019, 11(1):168781401882236.

l  Han X, Hou S, Ying L, Hou W, Aliyev H. On the fracture behaviour of adhesively bonded CFRP hat-shaped thin-walled beam under axial crushing load: An experimental and modelling study. Composite Structures, 2019, 215:258-265.

l  Han X, Chao Y, Zhang W, Chao Y, Wu C. Study on the effect of post curing on the mode II fracture energy of structural adhesive using a parameter identification approach. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2019, 95:102398.

l  Hu P, Akhmet G, Wu C, Han X, Chao YX, Yu Y, Orazbayeva A. Characterisation on the influence of curing history on the mechanical performance of adhesively bonded corrugated sandwich structures. Thin-walled Structures, 2019, 142:37-51.

l  Hou W, Xu X, Han X, Wang H, Tong L. Multi-objective and multi-constraint design optimization for hat-shaped composite T-joints in automobiles. Thin-walled Structures, 2019, 143:106232.

l  韩啸, 金勇, 杨鹏, 李小阳, 侯文彬. 胶层厚度对胶粘剂型断裂韧性影响试验和仿真研究. 机械工程学报, 2018, 54(10):43-52.

l  Han X, Jin Y, Zhang W, Hou W, Yu Y. Characterisation of moisture diffusion and strength degradation in an epoxy-based structural adhesive considering a post-curing process. Journal of Adhesion Science and Technology, 2018, 32(15):1643-1657.

l  韩啸, 晁岳星, 金勇. 后固化工艺对结构胶粘剂吸水特性和力学性能退化行为影响研究. 京津冀粘接技术研讨会暨北京粘接学会学术年会; 2018.

l  Bai R, Bao S, Lei Z, Yan C, Han X. Finite element inversion method for interfacial stress analysis of composite single-lap adhesively bonded joint based on full-field deformation. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2018, 81:48-55.

l  Li W, Tang LP, Han X, Gao EP. The effect of constant loading on the mechanical behavior of bulk adhesive. Journal of Adhesion, 2017, 93(12):1-15.

l  韩啸, 金勇, 杨鹏. 结构胶接接头湿热环境耐久性研究概述. 河北科技大学学报, 2017, 38(3):209-217.

l  史昱, 韩啸. 汽车复合材料层合板准静态力学性能的试验测定. 工程塑料应用, 2016, (9):92-95.

l  Li W, Pang B, Han X, Tang L, Zhao K, Hu P. Predicting the Strength of Adhesively Bonded T-joints Under Cyclic Temperature using a Cohesive Zone Model. Journal of Adhesion, 2016, 92(11):892-907.

l  Li W, Ma M, Han X, Tang LP, Zhao JN, Gao EP. Strength Prediction of Adhesively Bonded Single Lap Joints Under Salt Spray Environment Using a Cohesive Zone Model. Journal of Adhesion, 2016, 92(11):916-937.

l  Hu P, Shi ZW, Wang XX, Li W, Zhou SG, Han X. Strength Degradation of Adhesively Bonded Single-Lap Joints in a Cyclic-Temperature Environment Using a Cohesive Zone Model. Journal of Adhesion, 2015, 91(8):587-603.

l  Han X, Crocombe AD, Anwar SNR, Hu P, Li W. The Effect of a Hot–Wet Environment on Adhesively Bonded Joints Under a Sustained Load. Journal of Adhesion, 2014, 90:420-436.

l  Han X, Crocombe AD, Anwar SNR, Hu P. The strength prediction of adhesive single lap joints exposed to long term loading in a hostile environment. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2014, 55:1-11.

l  Hu P, Han X, Li W, Li L, Shao Q. Research on the static strength performance of adhesive single lap joints subjected to extreme temperature environment for automotive industry. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2013, 41:119-126.

l  Hu P, Han X, Silva LFMD, Li W. Strength prediction of adhesively bonded joints under cyclic thermal loading using a cohesive zone model. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2013, 41:6-15.

l  韩啸, 李伟东, 胡平. 非平衡胶接接头循环温度场强度退化研究. 机械工程学报, 2012, 48(18):97-103.

l  胡平, 韩啸, 李伟东, 施志伟, 周申光. 考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度. 机械工程学报, 2012, 48(20):93-102.

l  Hu P, Shao Q, Li W, Han X. Experimental and numerical analysis on load capacity and failure process of T-joint: Effect produced by the bond-line length. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2012, 38:17-24.

l  韩啸, 侯文彬, 胡平. 车身薄壁梁结构刚度特性的仿真研究. 汽车技术, 2011, (12):8-13.

部分研究工作

1) 结构胶粘剂性能表征和环境耐久性试验方法

针对结构胶粘剂拉伸、剪切、I/II型断裂以及胶接结构三点弯曲等典型载荷工况,设计制作了相应定位固化模具和加载夹具(图1a-1d),结合数字图像相关法(图1e)和扫描电镜观测胶层内裂纹扩展过程和微观失效模式(图1f),可以对胶层内聚力建模所需关键参数进行测定,对胶接结构力学性能和整体变形样貌进行分析;结合数控温湿度环境试验箱,实现对胶接接头可控温度和湿度的复杂环境实验室模拟,可以为胶接接头制备工艺、环境参数控制和性能评价提供可靠和高效试验手段

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1 试验测试相关: a) 胶粘剂拉伸固化模具; b) I型加载夹具; c) 胶接波纹板固化模具; d) 剪切固化模具; e) 数字图像监测技术; f) 微观样貌扫描电镜观测

2) 胶层裂纹扩展和湿热老化数值建模技术

采用内聚力模型对胶接接头和胶接波纹板内部胶层裂纹萌生和扩展过程进行模拟(图2a),提出了基于Abaqus-Isight-Matlab联合仿真优化方法(图2b),通过多岛遗传算法和响应面法构造近似模型来提高优化计算效率,采用优化策略迭代实现了对内聚力参数的准确识别;基于有限元用户子程序(图2c),将湿热环境因素对接头力学性能退化效应引入到宏观失效模型中(图2d),并与湿热环境耐久性试验结果进行了对比验证(图2e)。成果应用于某校企合作研究课题,分析胶层厚度对某磁芯-铜柱粘接结构内部应力和损伤演化影响(图2f),为微电子器件长期贮存和服役性能可靠性评价提供有效手段。相关研究成果获《机械工程学报》官方微信公众号推送

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2 数值建模相关: a)胶层裂纹萌生和扩展; b) 多软件联合仿真优化; c) 有限元自定义场变量; d) 水分吸收过程; e) 数值仿真结果验证; f) 内部应力和损伤演化

3) 碳纤维增强复合材料(CFRP)连接结构制备工艺、性能测试和数值仿真

设计制作帽形梁模压成型模具(图3a),采用CFRP预浸料制备复合材料胶接薄壁梁结构;基于ASTM测试标准开展复合材料基本力学性能试验,获得所需建模材料参数;结合在胶接界面性能表征方向工作基础,实现了对CFRP帽形梁轴向压溃失效过程中纤维断裂、分层和裂纹扩展的模拟(图3b),并对试验和数值仿真所得到的帽形梁失效样貌(图3c)、峰值载荷和吸能等主要力学性能(图3d)进行对比验证。

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3 复合材料连接相关: a) 模压成型模具; b) 帽形梁轴向压溃建模; c) 试验与仿真失效样貌对比验证; d) 压溃失效力学性能分析

  • 教育经历Education Background
  • 工作经历Work Experience
    2015.1 至今
    • 大连理工大学
    • 高校教师