奖种自然科学奖

1、奖种：自然科学奖1、项目名称：高温设备结构完整性的基础研究2、提名者：上海市3、提名等级：二等奖4、提名意见我单位认真审阅了该项推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关 栏LI均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。该项U围绕高温设备结构完整性基础理论难点问题开展了长期与系统的研 究，建立了高温设备“损伤机理、损伤发现和断裂评价”三位一体的学术思想和 方法体系，在高温损伤理论、高温损伤早期检测、高温断裂及安全评价理论方面 取得了原创性发现。项目组出版专著1部，文集13本，理论成果和衍生技术支持了 5项国家及 行业标准的制修订。8篇代表性论文他引520次；项LI组在蠕变损伤领域发表的 论

2、文数居于国际首位，在超声导波二次谐波领域发表的SCI论文数和被引用数均 列国际首位。先后被来自70多个国家的1600余位学者（包括50余位国际、国 内两院院士）肯定性评价或跟踪，产生了广泛学术影响。项LI组发起成立了中国 结构完整性联盟，作为大会主席或共同主席组织了高温结构完整性相关领域重要 国际学术会议16次，产生了重大的国内外学术影响。该项口在国家重大工程建 设和企业重大事故原因分析，保障安全生产和防灾减灾中发挥了重要作用，有力 推动了高温结构强度学科的发展。对照国家自然科学奖授奖条件，推荐该项LI申报2020年度国家自然科学奖 二等奖。5、项目简介该项LI属于机械丄程的设备安全服役领域。

3、高温损伤与断裂是长期困扰和影 响石化、电力、航空航天等领域高温装备结构完整性的“顽疾”，具有难预测、 难发现、强破坏的特点，相关基础研究一直是机械结构完整性领域的热点和前沿。该项LI围绕高温设备结构完整性的基础问题开展了深入系统的研究，建立了高温 设备的损伤预测、损伤早期发现和断裂评价的理论与方法体系，发展了高温设备 安全服役的理论框架。主要科学发现如下：(1) 发展了高温损伤理论。揭示了高温压力容器、汽轮机等构件/材料不同 控制模式下损伤行为差异的物理机制，建立了基于微孔洞演化机制的多轴蠕变损 伤新模型，发现高温焊接接头的损伤局部化效应；揭示了滞弹性效应是传统延性 耗竭模型误差的原因，建立了

4、纳入微结构时变效应的统一损伤本构方程。研究成 果成为相关规范修订的重要依据。(2) 创新了高温损伤早期检测方法。攻克了损伤结构中非线性波动方程数 学求解的难题，理论证明了其中非线性超声导波传播的积累特性，并被国际上 10余个研究组证实；揭示了位错结构演化和超声导波非线性效应的内在关联， 建立了非线性导波与微缺陷作用的理论模型，创制了高温损伤机制下剩余寿命- 超声非线性参量的关系曲线，奠定高温设备损伤早期检出的理论基础。(3) 拓展了高温断裂及安全评价理论。阐明了面内、面外拘束断裂机制差 异和规律，建立了统一蠕变拘束断裂新模型；发现了多裂纹蠕变干涉效应，建立 了合并准则；建立了基于损伤的失效评定

5、曲线和复朵结构的极限载荷解，构筑了 多损伤机制下的协同评价理论。出版高温结构完整性领域的第一部专著，文集13本，理论成果与衍生技术 支持制/修订国家及行业标准5项，8篇代表性论文他引520次。基于WoS检索 表明，项LI组在蠕变损伤领域发表的论文数居于国际首位(1986年以来)；在 超声导波二次谐波高温损伤检测领域发表的SCI论文数和被引用数均列国际首 位。先后被75个国家的1630个学者(包括50余位国际、国内两院院士)肯定 性评价或跟踪，产生了广泛学术影响。此外，项LI组主要成员发起成立了中国结构完整性联盟；作为大会主席或共 同主席，自2003年起，至今连续组织了 16届国际结构完整性学术

6、研讨会；作为 大会主席主办笫14届国际压力容器技术学术会议；执笔组织编写国家自然科学 基金委员会机械强度学领域“十一五十三五”规划；担任国际压力容器学会亚 大地区主席、中国压力容器学会理事长等，产生重大的国内外学术影响。所建立 的时间相关失效评定图被纳入行业标准JB/T12746,焊接接头损伤局部化模型被 美国焊接学会纳入公报高温服役容器设计方法推荐。在国家重大工程建设和 企业重大事故原因分析，保障安全主产和防灾减灾中发挥了重要作用，推动了高 温结构强度学科的发展。6、代表性论文专著目录序 号论文（专著） 名称/刊名/作者年卷页 码（XX年XX卷XX页）发表 时间（年月0）通讯 作者（含共同）

7、第一 作者（含共同）国内作者他 引 总 次 数检索 数据 库论文署 名触位 是否包 含国外单位1Limit load analysis for the piping branch junctions under in-plane moment/Mechanical Science/F. Z.Xuan*, P. N. Li. S. T. Tu2006.48:46(M67200512-22轩福贞轩福贞轩福 贞，李 培宁， 涂善东32Scopu s/CNKI否2高温结构完整性原理20032003-11-01涂东沐，-东涂善东261Scopu s/CN KI否3Experimental study o

8、f thermal degradation in ferritic Cr-Ni alloy steel plates using nonlinear Lamb waves/NDT&E Internalional/Y. Xiang. M. Deng. F.乙 Xuan*, C. J. Liu2011,44:768-7742011-08-22轩福贞项延训项延 训，邓 明晰.轩福 贞，刘 长军45Scopu s/CN KI否4Creep damage characterization using nonlinear ultrasonic guided wave method: A mesoscale

9、 model/ Journal of Applied Physics/ Y. Xiang. M.Deng. F.乙 Xuan*2014 JI5:044914201401-30轩福贞项延训项延 训，邓 明晰.轩福贞25Scopu s/CN KI否5Uniaxial mean stress relaxation of 9-12% Cr steel at high temperature: experiments and viscoplastic constitutive modeling constitutive modeling/ International Journal of Plastic

10、ity/D. L. Wu, F. Z. Xuan*, S. J. Gua. P. Zhao2016.77:156-1732015-10-20轩福贞龙吴德 龙，轩福贞 郭素 娟，赵 鹏25Scopu s/CNKI否6A multiaxial creep-damage model for2014J22014涂善温建温建锋,41Scopu否creep crack growth considering cavity growth and microcrack interaction/ Engineering Fracture Mechanics / J. F. Wen.S.T.Tu*3:197-210

11、03-14东锋涂善东s/CNKI7Effect of constraint induced by crack depth on creep crack-tip stress field in CT specimens/ International Joumal of Solids and Slructures/G乙 Wang*, X.L. Liu, EZ. Xuan. S.T.Tu201047:5157200609-15王国珍王国珍王国 珍,刘 晓莉.轩福 贞，涂，-勺、63Scopu s/CNKI否8Time-dependent deformation and fracture of mui

12、ti-material systems at high temperature/ International Journal of Pressure Vessels and Piping/ E Z. Xuan* J. J. Chen, Z. Waiig, S.T.Tu2009.86(9):6046152OO806-06轩福贞轩福贞轩福 贞，陈 建钧.王正 东，涂 善东28Scopu s/CN KI否合计5207、主要完成人（完成单位）（1）姓名：轩福贞排名：1技术职称：教授完成单位：华东理工大学对本项LI重要科学发现的贡献：项目负责人，对发现点1、2、3均做出主要 贡献（代表性论著1、3、4、

13、5、7、8）。揭示了高温构件/材料不同控制模式下损 伤行为差异的物理机制，建立了纳入微结构时变效应的统一损伤本构方程；提出 了微缺陷与非线性超声导波作用的介观模型与映射关系；发现了多裂纹蠕变干涉 效应，建立了机械结构安全评价的协同评价原理。（2）姓名：涂善东排名：2技术职称：教授完成单位：华东理工大学对本项LI重要科学发现的贡献：对发现点1、3做出主要贡献（代表性论著 1、2、6、7、8）o发现高温焊接接头的损伤局部化效应；多轴蠕变损伤模型的共 同提出者；建立了基于损伤的失效评定曲线：奠定了高温损伤和安全评价的理论 基础。（3）姓名：项延训排名：3技术职称：教授完成单位：华东理工大学对本项LI重要科学发现的贡献：对发现点2做出主要贡献（代表性论著3、4）。建立了复朵介质中非线性超声导波激发理论，构建了微组织演化与非线性超 声导波相互作用的理论模型，开展了材料高温蠕变损伤的非线性超声导