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教师简介
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 基本信息:

姓名

王炳雷

系所

工程力学系

学术

博士生导师

学位

博士

职称

副教授

职务

工程力学系副主任

学科

固体力学

电话

0531-88392812

邮箱

bwang@sdu.edu.cn

地址

千佛山校区图东楼102D

网页:http://faculty.sdu.edu.cn/wangbinglei/zh_CN/index/587653/list/index.htm

个人简介:

王炳雷,男,19801月生,山东泰安人,中美联合培养博士,副教授,博士生导师。美国哥伦比亚大学土木工程系、休斯顿大学机械工程系访问学者。

主要研究方向为微纳米尺度下介电材料的宏细观表征,包括微/纳机电系统(MEMS/NEMS)的多场耦合理论、压电/介电材料结构的力电热耦合理论和挠曲电理论以及应变梯度理论在微纳米结构中的应用等研究。针对微纳米结构中的尺寸效应现象,提出了“全应变梯度理论”,解决了微尺度下独立尺度参数不清晰的难题。应用“全应变梯度理论”研究了MEMS/NEMS中的力电热耦合问题,揭示了其尺寸依赖性的演化规律,为MEMS/NEMS的理论表征和优化设计提供了理论基础。近几年开展建筑垃圾的再生循环利用研究,与泰安市合作共建“山东大学-泰安固废综合利用研究院”,任科研副院长。

相关研究成果发表在Physical Review B(PRB), International Journal of Solids and Structures(IJSS)European Journal of Mechanics-A/Solids(EJMSOL)等期刊并被广泛引用,SCI他引超800次,ESI高被引论文一篇(单篇他引292次),EJMSOL期刊最高被引一篇。2018年获山东大学优秀硕士学位论文指导奖,杜庆华力学与工程奖章。

研究方向:

(1)      微纳米结构的力学行为。具体研究方向为:介电材料的力电耦合及其挠曲电特性;微纳米结构的多尺度理论方法;微纳米机电系统的建模及其力电耦合非线性行为研究;高阶弹性理论的数学方法;智能材料与结构的力学行为研究。

(2)      工程力学仿真与优化。大型机械或工程结构的有限元分析、评估与优化设计。曾任ANSYS山东分公司技术顾问,精通有限元(ANSYS, ABAQUS)软件,有多年工程仿真分析和评估实践经验。

(3)      固废再生利用。主要针对建筑垃圾、生活垃圾等城乡固废开展绿色再生循环利用研究。研究涉及固废智能分选、固废再生产品、固废再生设备等。

教育经历:

1998.92002.7,西安交通大学,工程力学,本科      

2002.92005.7,西安交通大学, 固体力学,硕士,导师:陈常青 教授

2008.92011.7,山东大学/Columbia University, 工程力学,博士,导师:周慎杰 / Xi Chen

工作经历:

2005.072008.08 中国兵器工业集团第五三研究所仿真中心 工程师

2009.092011.06 哥伦比亚大学工程力学系 联合培养博士(导师:Xi Chen)

2017.012018.01 休斯顿大学机械系 访问(合作教授:Pradeep Sharma)

2011.072016.08 山东大学工程力学系 讲师

2016.09-至今        山东大学工程力学系 副教授

基本教学:

本科生:理论力学,材料力学,分析力学,C语言程序设计

研究生:非线性连续介质力学

 

 

科学研究:

序号

项目名称及编号

项目来源

起止时间

经费

(万元)

备注

1

材料基因工程关键技术与支撑平台专项项目:高通量材料光谱表征新理论新技术和新方法(2018YFB0703500

国家重点研发计划

2018.07-2022.06

80

参与

2

基于多尺度理论的废旧混凝土高效循环利用的应用研究(2019GSF109022

山东省重点研发计划(公益类科技攻关)

2019.01-2020.12

20

主持

3

高温压电晶体与传感器研发及产业化(2019JZZY010313

山东省重点研发计划

2019.01-2021.12

185

参与

4

纳尺度铁电材料中挠曲电效应的理论和数值方法研究(ZR2017MA037)

山东省自然基金-面上项目

2017.08-2020.06

12

主持

5

静电驱动MEMS微结构非线性吸合特性研究--理论和数值方法 (11202117)

国家自然科学基金-青年项目

2013.1-2015.12

25

主持

6

微纳米结构多尺度非线性理论模型及其在MEMS/NEMS中的应用(BS2012ZZ006)

山东省优秀中青年科学家科研奖励基金

2012.9-2015.12

6

主持

7

微结构多尺度非线性理论模型及其在MEMS中的应用(2012M521326

中国博士后基金面上项目

2013.1-2014.12

5

主持

8

微纳米机电系统吸合特性的非线性行为研究

西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室开放课题

2013.1-2014.12

10

主持

9

微机械构件动态力学性能尺寸效应研究(20120131110045

教育部博士点基金项目

2013.1-2015.12

12

参与

10

微机械结构动态性能尺寸效应研究(ZR2012AM014

山东省自然科学基金面上项目

2012.9- 2015.12

7

参与

 

学术论文(*为通讯作者)

(1)   ESI 高被引论文

Binglei Wang, Junfeng Zhao, Shenjie Zhou. A micro scale Timoshenko beam model based on strain gradient elasticity theory. European Journal of Mechanics - A/Solids, 29: 591-599 (2010). 

(2)   期刊论文

[1].   Binglei Wang, Shengyou Yang, Pradeep Sharma. Flexoelectricity as a universal mechanism for energy harvesting from crumpling of thin sheets. Physical Review B 100(3): 035438. (2019).

[2].   Xu Yang, Yarong Zhou, Binglei Wang*, Bo Zhang*. A Finite-Element Method of Flexoelectriceffects on Nanoscale Beam. International Journal for Multiscale Computational Engineering, 17(1): 29-43(2019).

[3].   杨旭,周亚荣,陈玲玲,王炳雷*。基于广义应变梯度理论的纳米梁挠曲电效应研究。固体力学学报40(1): 52-60 (2019)

[4].   Yarong Zhou, Xu Yang, Dongmei Pan, Binglei Wang*, Improved incorporation of strain gradient elasticity in the flexoelectricity based energy harvesting from nanobeams. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 98:148-158(2018).

[5].   Long Zhang, Binglei Wang*, Shenjie Zhou, Yiguo Xue. Modeling the Size-Dependent Nanostructures: Incorporating the Bulk and Surface Effects. Journal of Nanomechanics and Micromechanics, 7(2): 04016012 (2017).

[6].   Long Zhang, Binbin Liang, Shenjie Zhou, Binglei Wang*, Yiguo Xue. An application of a size-dependent model on microplate with elastic medium based on strain gradient elasticity theory. Meccanica. 52(1): 251-262 (2017).

[7].   Tenghao Yin, Binglei Wang*, Shenjie Zhou, Moli Zhao. A size-dependent model for beam-like MEMS driven by electrostatic and piezoelectric forces: A variational approach. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 84:46-54.(2016) 

[8].   Binglei Wang*, Shenghua Huang, Junfeng Zhao, Shenjie Zhou. Reconsiderations on boundary conditions of Kirchhoff micro-plate model based on a strain gradient elasticity theory. Applied Mathematical Modelling. 40: 7303-7317 (2016).

[9].   Shenjie Zhou, Anqing Li, and Binglei Wang. A reformulation of constitutive relations in the strain gradient elasticity theory for isotropic materials. International Journal of Solids and Structures, 80:28-37 (2016).

[10].         梁斌斌,张龙,王炳雷*,周慎杰。考虑卡西米尔力的静电激励NEMS吸合特性及其尺寸效应研究。固体力学学报37(3): 247-253 (2016)

[11].         梁斌斌,张龙,王炳雷*,周慎杰。拟弧长延拓法在静电激励MEMS吸合特性研究中的应用。应用数学和力学36(4): 386-392 (2015)

[12].         Long ZhangBinglei Wang*Binbin Liang, Shenjie ZhouYiguo Xue. A Size-Dependent Finite element Model for a Micro/Nanoscale Timoshenko Beam. International Journal for Multiscale Computational Engineering, 13 (6): 491–506 (2015)

[13].         Binbin Liang, Long Zhang, Binglei Wang*, Shenjie Zhou. A variational size-dependent model for electrostatically actuated NEMS incorporating nonlinearities and Casimir force. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 71: 21-30 (2015)

[14].         Yue Xiao, Binglei Wang*, Shenjie Zhou. Pull-in voltage analysis of electrostatically actuated MEMS with piezoelectric layers: A size-dependent model. Mechanics Research Communications. 66: 7-14 (2015)

[15].         Binglei Wang*, Mingchao Liu, Junfeng Zhao, Shenjie Zhou. A size-dependent Reddy–Levinson beam model based on a strain gradient elasticity theory. Meccanica, 49(6): 1427-1441(2014)

[16].         Anqing Li, Shenjie Zhou, Shasha Zhou, Binglei Wang. A size-dependent bilayered microbeam model based on strain gradient elasticity theory. Composite Structures, 108: 259-266 (2014)

[17].         Anqing Li, Shenjie Zhou, Shasha Zhou, Binglei Wang A size-dependent model for bi-layered Kirchhoff micro-plate based on strain gradient elasticity theory Composite Structures 113: 272–280 (2014)

[18].         Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. Pull-in Instability of Circular Plate MEMS: A New Model Based on Strain Gradient Elasticity Theory. International Journal of Applied Mechanics, 4(1). 1250003 (12pages) (2012)  

[19].         Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. Analysis of wave propagation in micro/nanobeam-like structures: A size-dependent model. Acta Mechanica Sinica. 28(6): 1659-1667, (2012).

[20].         Yuan Yan, Binglei Wang, Jie Yin, Xi Chen. Spontaneous Buckling Pattern of a Constrained Membrane Thin Film.  Applied Physics A: Materials Science & Processing, 107(4): 761-767 (2012).

[21].         Baoxing Xu, Binglei Wang, Xi Chen. Temperature dependence of fluid transport in nanopores. The Journal of chemical physics, 136(18): 184701. (2012)

[22].         Junfeng Zhao, Shenjie Zhou, Binglei Wang, Xiping Wang. Nonlinear MicroBeam Model based on Strain Gradient Theory. Applied Mathematical Modelling, 36(6): 2674-2686 (2012).

[23].         Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. A Size-Dependent Kirchhoff Micro-Plate Model based on Strain Gradient Elasticity Theory. European Journal of Mechanics - A/Solids, 30: 517-524 (2011).

[24].         Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. Size-dependent pull-in instability of electrostatically actuated microbeam-based MEMS. Journal of Micromechanics and Microengineering, 21: 027001 (6pp) (2011).  

[25].         Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao, Xi Chen. Pull-in instability analysis of electrostatically actuated microplate with rectangular shape. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 12(6): 1085-1094 (2011). 

[26].         Binglei Wang, Junfeng Zhao, Shenjie Zhou. A micro scale Timoshenko beam model based on strain gradient elasticity theory. European Journal of Mechanics - A/Solids, 29: 591-599 (2010).  

[27].         王炳雷,周慎杰,赵俊峰,陈曦.静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究.固体力学学报, 32(6) 541-548. (2011).

[28].         王炳雷,田晓耕,沈亚鹏.磁场对铁磁结构动态特性的影响.实验力学,20(3): 257-264 (2005).

[29].         赵俊峰,周慎杰,王炳雷,王锡平.应变梯度对静电力驱动微梁吸合电压的影响. 机械强度,34:510-515. (2012)

[30].         王威, 王炳雷.应力对Q235钢磁滞回线影响的试验研究.工业建筑,2005 S1.

[31].         王炳雷,李树虎,陈以蔚.树脂基复合材料在大型风力发电机叶片中的应用.《工程塑料应用》36(4): 76-79 (2008).

(3)   学术会议论文

[32].         2016821-26日,加拿大,蒙特利尔,会议:24th International Congress of Theoretical and Applied MechanicsICATAM2016)。 邀请报告题目:Size-dependent nonlinear behavior for electrostatic actuated NEMS with casimir force

[33].         2017724-28日,美国波士顿,会议:54th Annual Meeting of the Society of Engineering Science and ASME-AMD Joint Conference (SES 2017) 邀请主题报告题目:Nanobeam-based elastomer with Flexoelectricity: Nonlinearity and Size-dependency

[34].         Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao. Size-dependent models for Electrostatically Actuated MEMS. The 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM), Beijing, P.R. China, 2012.08.19-08.24.

[35].         王炳雷,赵俊峰,周慎杰.考虑应变梯度影响的Kirchhoff微板的尺寸效应研究. 力学与工程应用(第十四卷);中国力学学会北方七省市区力学与工程应用学术大会(山东威海),2012.

[36].         王炳雷,周慎杰,赵俊峰,陈曦.考虑应变梯度影响的静电驱动MEMS微结构尺寸效应研究.2011 中国力学大会.

社会兼职:

  中国力学学会会员

  教育部学位与研究生教育评估 评审专家

  波兰自然科学基金 国际评审专家

  领域内权威期刊IJSS, IJES, IJMS, European Journal of Mechanics-A/Solids (EJMSOL)Physica EComposite Structure,固体力学学报,力学学报等40+期刊审稿人

招生信息:

课题组招收博士和硕士研究生!

欢迎力学专业毕业生报考,也欢迎有力学、数学、土木和机械等相关专业背景的毕业生报考。

个人网页:

http://faculty.sdu.edu.cn/wangbinglei/zh_CN/index/587653/list/index.htm

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