王亮 副研究员
宏观有限元模拟及实验表征
工作电话：021-69163615
电子邮件： L.Wang@mail.sic.ac.cn
教育经历：
2002-2006哈尔滨工程大学，材料物理，学士学位
2006-2008哈尔滨工业大学，材料学，硕士学位
2008-2011哈尔滨工业大学，材料学，博士学位
工作经历：
2011.12—2012.9，中科院上海硅酸盐所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，助研
2012.10—2015.9，中科院上海硅酸盐所，特种无机涂层重点实验室，助研
2015.9-2018.8，中科院上海硅酸盐所，特种无机涂层重点实验室，副研究员
2016.12-2018.8，中科院上海硅酸盐所，特种无机涂层重点实验室，硕士生导师
2018.8--至今， 中科院上海硅酸盐所，集成计算材料研究中心/高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，副研究员/硕导
曾获得奖励、荣誉称号：
中国科学院青年创新促进会会员
第五届材料与结构强度青年论坛优秀论文奖
中国产学研合作创新成果奖(排名第4)
上海硅酸盐所第三届“撷英”青年学术报告三等奖
中国材料大会青年优秀论文奖
第6届多尺度模拟计算国际研讨会优秀海报奖
黑龙江省高校科技奖一等奖 (排名第2)
国家自然科学基金通讯评审专家（2017年-至今）
首批入选中国科学院上海硅酸盐研究所 “优秀青年支持计划”
上海硅酸盐所保密征文竞赛一等奖
哈尔滨市自然科学技术成果奖优秀奖
哈尔滨工业大学“天龙博士奖学金”资助
哈尔滨工业大学中国电科十四所 “国睿奖学金”
中国机械工程学会优秀论文奖
第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛优秀论文奖
科研工作简介：
(1)考虑热障涂层内部不规则的随机分布的微观缺陷(孔隙和微裂纹)与致密涂层之间的界面热阻，以及热障涂层各层之间（基体/打底层/陶瓷层）界面热阻效应，采用计算微观力学 (Computational-Micro Mechanic, CMM) 方法，计算了涂层的整体温度场分布及涂层有效热导率，与实验结果吻合较好。
图1涂层的理论有效热导率与实测结果比较
(2)通过扩展有限元法(Extended Finite Element Method，XFEM)的基本思想，模拟计算了热障涂层陶瓷隔热层内部纵向裂纹在高温热震过程中的扩展的动态行为。
图2表面含有一个纵向裂纹的热障涂层隔热层在热震过程中的裂纹扩展的模拟结果图a) 部分模型图 b) step=10 c) step=29 d) step=61 e) step=100 f) step=144时的裂纹扩展结果
(3) 采用原位声发射技术研究了等离子体喷涂YSZ热障涂层在单轴向拉伸(uni-axial tension, UAT)过程中其内部裂纹扩展行为。研究发现在UAT过程中，涂层的应力-应变关系曲线分为典型的3个阶段，与裂纹扩展产生的声发射信号（声发射计数, 声发射撞击数,幅值）的3个阶段完全对应。
图3结合强度测试(单轴向拉伸)过程中拉应力-拉应变与声发射信号历程图之间的对应关系
a)拉应力-拉应变与声发射计数-时间 b) 拉应力-拉应变与声发射撞击数-时间 c)拉应力-拉应变与声发射幅值-时间
(4) 开展了自修复热障涂层成分与结构设计的有限元模拟计算方面的研究，运用仿真计算技术设计了自修涂层各层厚度的配比，对自修复涂层的自修复效果进行了初步的模拟计算，采用热力学计算揭示了涂层自修复机理的动力学过程。采用有限元揭示了涂层的高温自修复机制。
图4涂层自修复机制3D模型示意图
a)具有原始形态裂纹的喷涂态热障涂层 b) a)的部分放大显示了裂纹周围压应力的存在及裂纹内部TiO2颗粒的填充 c) 涂层发生膨胀，自修复效应发生
以上工作得到了国家自然科学基金NSAF联合基金(No.U1730139)，国家自然学基金面上基金(No.51671208)，国家自然科学基金青年基金(No.51202277)，上海市自然科学基金面上项目(No.16ZR1440700)，上海市自然科学基金青年项目(No.12ZR1452000)，中国科学院青年创新促进会(No.2017295)等的资助。
科研成果：
1.L. Wang*, X.H. Zhong, F. Shao, J.X. Ni, J.S. Yang, S.Y. Tao, Y. Wang. What is the suitable segmentation crack density for atmospheric plasma sprayed thick thermal barrier coatings with the improved thermal shock resistance. Applied Surface Science, 431 (2018) 101-111.
2. L. Wang*, F. Shao, X.H. Zhong, J.X. Ni, K.Yang, S.Y. Tao, Y. Wang. Tailoring of self-healing thermal barrier coatings via finite element method. Applied Surface Science, 431 (2018) 60-74
3. L.Wang*, J.X. Ni, F. Shao, J.S. Yang, X.H. Zhong, H.Y. Zhao, C.G. Liu, S.Y. Tao，Y. Wang, D.Y. Li. Failure behaviour of plasma-sprayed yttria stabilized zirconia thermal barrier coatings under three points bending test via acoustic emission technique. Journal of Thermal Spray Technology. 2017,26: l116-131
4. L.Wang*, J.S. Yang, J.X. Ni, C.G. Liu, X.H. Zhong, F.Shao, H.Y. Zhao, S.Y. Tao, Y. Wang. Influence of cracks in APS-TBCs on stress around TGO during thermal cycling: A numerical simulation study. Surface and Coatings Technology, 285(2016)98-112
5. L. Wang*, D.C. Li, J.S. Yang, F. Shao, X.H. Zhong, H.Y. Zhao, K. Yang, S.Y. Tao, Y. Wang. Modeling of thermal properties and failure of thermal barrier coatings with the use of finite element methods: A review. Journal of the European Ceramic Society. 2016, 36(6): 1313-1331
6.L. Wang*, X.H. Zhong, Y.X. Zhao, J.S. Yang, S.Y. Tao, W. Zhang, Y. Wang, X.G. Sun. Effect of interface on the thermal conductivity of thermal barrier coatings: a numerical simulation study. International Journal of Heat and Mass Transfer, 79 (2014) 954-967.
7. L. Wang*, X.H. Zhong, S.Y. Tao, W. Zhang, Y. Wang. Finite element simulation of surface micro-indentation behavior of yttria stabilized zirconia thermal barrier coatings with the microstructural characteristic of columnar grains and sub-grains based on a nonlinear contact model. Computational Materials Science. 82(2014) 244-256
8.L. Wang, Z. Wang, S.M. Dong*, W. Q. Zhang*, Y. Wang. Finite element simulation of stress distribution and development of Cf/SiC ceramic-matrix composite coated with single layer SiC coating during thermal shock. Composites Part B-Engineering.51 (2013) 204-214
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