王炳雷 Wang Binglei
  • 博士,硕士生导师
  • 土建与水利学院工程力学系
  • 联系方式:bwang@sdu.edu.cn
  • 研究方向:
      微纳米结构力学,结构优化设计和仿真计算。

个人简介:

 

  王炳雷,男,1980年1月生,山东泰安人,中美联合培养博士。2002年本科毕业于西安交通大学工程力学专业;又于2005年7月获得西安交通大学固体力学硕士学位,师从陈常青教授和沈亚鹏教授。2005年-2008年在中国兵器工业集团第五三研究所仿真中心工作;2008年9月开始攻读山东大学工程力学博士学位,并于2011年7月获得中美联合培养博士学位。其中2009年9月—2011年6月获得国家留学基金委联合培养博士项目资助到著名力学学者、美国哥伦比亚大学陈曦(Xi Chen)教授课题组进行两年的科学研究。2011年7月至今在山东大学力学系从事教学和科研工作。

研究方向:

 

(1)微纳米结构的多尺度理论方法;
(2)微纳米机电系统的建模及其力电耦合非线性行为研究;
(3)高阶弹性理论的数学方法;
(4)智能材料与结构的力学行为研究;
(5)挠曲电理论的研究和应用;
(6)大型机械或工程结构的有限元分析、评估与优化设计。

科研成果及学术贡献:

 

   提出了基于应变梯度理论的微纳米尺度结构(一维梁和二维板)的微观弹性力学模型体系。所提出的理论模型可以用于研究微纳米尺度的结构中,弥补了微纳米尺度下用传统连续介质力学理论计算不准确的不足。其中一篇文章为ESI高引论文。  建立了微纳米尺度下MEMS/NEMS结构的力电耦合理论模型,并研究了其力学和电学的尺寸效应问题,为MEMS/NEMS结构的结构优化设计提供了理论计算依据。  根据介电材料中挠曲电特性的产生机理,发展了纳米尺度梁的挠曲电理论,可用于纳米结构的力电耦合分析。 近几年来承担了纵向课题5项。在《Physica E》、《International Journal of Solids and Structures》、《European Journal of Mechanics - A/Solids》、《Composite Structures》、《Acta Mechanica Sinica》、《固体力学学报》、《应用数学和力学》等著名国内外期刊上发表论文30余篇,其中SCI收录28篇,一篇ESI高被引论文。

近年来发表的学术论文如下:

 

(一)、期刊论文(*为通讯作者)

[1]. 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). (SCI) (ESI高被引论文)
[2]. 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. doi:10.1016/j.physe.2016.05.035. (In press). (SCI)
[3]. 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. doi:10.1016/j.apm.2016.03.014. (In press). (SCI)
[4]. Long Zhang, Binbin Liang, Shenjie Zhou, Binglei Wang*. An application of a size-dependent model on microplate with elastic medium based on strain gradient elasticity theory. Meccanica. (In press). (SCI)
[5]. 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 (2015). (In press) (SCI)
[6]. Long Zhang,Binglei Wang*, Binbin Liang, Shenjie Zhou, Yiguo Xue. A Size-Dependent Finite element Model for a Micro/Nanoscale Timoshenko Beam. International Journal for Multiscale Computational Engineering, 13 (6): 491–506 (2015) (SCI)
[7]. 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) (SCI)
[8]. 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) (SCI)
[9]. 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) (SCI)
[10]. 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) (SCI)
[11]. 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) (SCI)
[12]. Anqing Li, Shenjie Zhou, Shasha Zhou, Binglei Wang. Size-dependent analysis of a three-layer microbeam including electromechanical coupling. Composite Structures, 116(0): 120-127. (2014).
[13]. 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) (SCI)
[14]. 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). (SCI)
[15]. 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). (SCI)
[16]. Baoxing Xu, Binglei Wang, Xi Chen. Temperature dependence of fluid transport in nanopores. The Journal of chemical physics, 136(18): 184701. (2012) (SCI)
[17]. Junfeng Zhao, Shenjie Zhou, Binglei Wang, Xiping Wang. Nonlinear MicroBeam Model based on Strain Gradient Theory. Applied Mathematical Modelling, 36(6): 2674-2686 (2012). (SCI)
[18]. 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). (SCI)
[19]. 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). (SCI)
[20]. 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). (SCI)
[21]. 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). (SCI) (ESI高被引论文)
[22]. Binglei Wang, ChangQing Chen, YaPeng Shen. A micromechanics-based finite element model for the constitutive behavior of polycrystalline ferromagnets. Acta Mechanica Sinica, 22 (3): 257-264 (2006). (SCI)
[23]. 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).
[24]. 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).(EI)
[25]. 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).
[26]. 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)
[27]. 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年 S1期.
[28]. 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).

(二)、学术会议论文

[29]. Binglei Wang, Long Zhang, Yue Xiao. Effect of piezoelectric layers on the size-dependent pull-in instability analysis of electrostatically actuated MEMS. Symposium on Piezoelectricity, Acoustic Waves and Device Applications, SPAWDA 2015. Jinan, China. pp 519-522. (EI)
[30]. Binbin Liang, Long Zhang, BingleiL Wang*. A size-dependent model for wave propagation in timoshenko nanobeam. Symposium on Piezoelectricity, Acoustic Waves and Device Applications, SPAWDA 2014. Beijing, China. Pp.210-213. (EI)
[31]. Binglei Wang, Shenjie Zhou, Junfeng Zhao. Size-dependent models for Electrostatically Actuated MEMS. The 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM), 2012.
[32]. 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.
[33]. 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.
[34]. 赵俊峰,周慎杰,王炳雷.基于增量谐波平衡法的静电驱动微梁主共振分析.2011 中国力学大会.
[35]. 赵俊峰,周慎杰,王炳雷,王锡平.应变梯度微梁的有限元法.中国力学学会北方七省市区力学与工程应用学术大会第十三次大会,2010


学术兼职和学术荣誉:

 

  中国力学学会会员,教育部学位论文网上评议专家, 国际国内20+力学期刊审稿人。

承担科研项目情况:

 

  近5年主持或参研的科研项目共10项,研究成果紧密结合当今力学发展最前沿,取得了良好的经济和社会效益。

 

序号

项目名称及编号

项目来源

起止时间

研究经费(万元)

1

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

2

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

3

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

4

多场耦合环境下微结构非线性模型研究(2011GN055)

山东大学自主创新基金

2011.11-2013.12

3

5

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

6

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

7

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


招生信息:

 

课题组招收硕士研究生!欢迎力学、数学、机械、材料等相关专业毕业生报考。

联系方式:

 

  通讯地址:山东省济南市经十路17922号图东楼102D。
       (山东大学土建与水利学院工程力学系)
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