庄茁——著名计算力学专家庄茁——清华大学教授

科学研究：

 

研究方向：

断裂力学与本构理论，智能材料与结构的力学，计算力学与计算工程，重大工程中的力学问题，生物力学与仿生力学

承担的科研项目情况：

完成和正在进行20多项国家重点应用基础研究（含863和973）和重点工程建设项目课题，获得3项国家自然科学基金，从事与美国和日本公司的5项国际合作课题。

1. 断裂动力学理论和数值分析方法的研究。

2. 如曲面裂纹路径预测和移动有限元的研究。

3. 流体/结构/断裂耦合作用结构的动态裂纹研究。

4. 人工心脏起搏器的数值和实验研究。

5. 航空、航天和深海探测的材料和结构性能研究。

6. 土木和机械工程的材料性能研究和结构静动力学模拟分析。

科研成果：　　

提出了应用模拟计算和实验相结合确定聚乙烯管道材料动态断裂韧性的理论和方法，建立了防止压力管道裂纹扩展止裂构件的数值模型，分析和评估了非线性土壤本构对开裂管道的影响。针对我国西气东输工程的大口径高压天然气管道，结合材料实验，提出了动态裂纹韧性减速机制。建立了纤维增强复合材料断裂动力学的分析方法，建立了纤维从基体中脱胶、拔出和断裂的动力学细观桥联模型。完成和正在进行20多项国家重点应用基础研究（含863和973）和重点工程建设项目课题，获得3项国家自然科学基金，从事与美国和日本公司的3项国际合作课题。发表了80多篇科研文章；编著（译）8本科技书和教材。获清华大学教学工作优秀成果一等奖两次，中国高校科学技术奖自然科学二等奖一次。

发明专利：

 

90 天然气水合物深水浅孔保压保温取心管 许红; 胡敬东; 庄茁; 李春 青岛海洋地质研究所; 中国船舶重工集团公司第七一九研究所; 清华大学; 清华大学 2003-11-05

资料更新中…………

论文专著：

 

出版著作：

1. ABAQUS/Standard 有限元软件入门指南。

2. 工程力学教程(II)。

3. ABAQUS/Explicit有限元软件入门指南。

4. 虚拟工程与科学。

5. 连续体与结构的非线性有限元。

6. 线性与非线性有限元及其应用。

7. ABAQUS有限元软件6.4版入门指南。

8. 工程断裂与损伤。

9. ABAQUS非线性有限元分析与实例。

10. 复合材料与粘弹性力学。

发表论文：

1 富气输送管道裂纹动态扩展的数值模拟 杨小彬; 庄茁; 庄传晶; 清华大学学报(自然科学版)网络.预览 2008-06-20

2 心肌3种应力的并联桥本构模型 方红荣; 庄茁; 清华大学学报(自然科学版)网络.预览 2009-03-15

3 附加质量法在大型储液罐地震响应有限元分析中的应用 胡盈辉; 庄茁; 刘博; 程伟; 由小川; 2009海峡两岸机械科技论坛论文集 2009-09-20

4 细观尺度下应变率对单晶铜动态力学行为的影响 柳占立; 由小川; 庄茁; 庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下） 2007-08-20

5 功能梯度材料动态断裂的有限元研究 杨小彬; 由小川; 庄茁; 庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下） 2007-08-20

6 心肌细胞力学性质研究及模型细胞的建立 唐陶; 庄茁; 庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下） 2007-08-20

7 附加质量法在大型储液罐地震响应有限元分析中的应用 胡盈辉; 庄茁; 刘博; 程伟; 由小川; 十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集 2009-11-01

8 带有纳米孔洞薄膜变形中的分子动力学模拟 刘小明; 由小川; 庄茁; 庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下） 2007-08-20

9 定向生长镍基超合金的晶体塑性模型 聂君锋; 由小川; 庄茁; 李旭东; 庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下） 2007-08-20

10 心脏心肌被动力非线性黏弹性本构模型的研究 方红荣; 章湘明; 庄茁; 庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下） 2007-08-20

11 亚微米尺度晶体塑性反常规本构模型研究 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

12 基于扩展有限元的混合型裂纹扩展问题的数值研究 成斌斌; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

13 建立基于损伤塑性本构模型的三维钢筋混凝土梁单元 李从辉; 尚兵; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

14 基于晶体塑性理论的镍基合金力学行为研究 聂君锋; 由小川; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

15 亚微米尺度单晶柱体压缩的尺度效应研究 高原; 柳占立; 赵雪川; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

16 非均匀原子系统位错形核研究 赵雪川; 刘小明; 庄茁; 柳占立; 高原; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

17 物质点无网格方法及其在生物力学问题中的应用 裘钧; 廖剑晖; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

18 非均匀材料的多尺度微观形态理论 张朝晖; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

19 平面编织纤维增强复合材料膜的力学性能试验研究 周丽娜; 由小川; Pierre Vialettes; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

20 水下飞行器出水过程的附加质量法 廖剑晖; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

21 单向拉伸作用下Cu(100)扭转晶界塑性行为研究 刘小明; 由小川; 柳占立; 聂君峰; 庄茁; 物理学报 2009-03-15

22 纳米Ni薄膜在摩擦过程中塑性行为的分子动力学模拟 刘小明; 由小川; 柳占立; 聂君锋; 庄茁; 金属学报 2009-02-11

23 心肌3种应力的并联桥本构模型 方红荣; 庄茁; 清华大学学报(自然科学版) 2009-05-15

24 大型储液罐在地震作用下的附加质量法研究 胡盈辉; 庄茁; 由小川; 压力容器 2009-08-30

25 考虑运动硬化的DD3镍基合金力学行为研究 聂君锋; 由小川; 庄茁; 李旭东; 力学学报 2009-09-18

26 心肌细胞大变形黏弹性模型及在实验中的应用 唐陶; 王世骐; 裘钧; 庄茁; 力学学报 2009-11-18

27 深海系泊系统模态分析 唐友刚; 张若瑜; 庄茁; 工程力学 2010-01-25

28 适应全球化的基于仿真的工程与科学 庄茁; 中国制造业信息化 2009-12-15

29 发展附加质量模型分析储液罐的动力响应 庄茁; 刘焕忠; 李青; 现代制造工程 2006-01-30

30 FCC金属塑性屈服的尺度效应和应变率响应 郭宇; 庄茁; 李晓雁; 力学学报 2006-05-30

31 树脂比热容对复合材料固化过程数值模拟的影响 阎勇; 庄茁; 周正刚; 张宝艳; 陈祥宝; 邢丽英; 航空材料学报 2006-04-01

32 天然气管道动态断裂参数与裂纹速度关系的研究 杨小彬; 庄茁; 居来提•买买提肉孜; 工程力学 2006-12-30

33 z-pin增韧复合材料层合板低速冲击损伤过程研究 滕锦; 李斌太; 庄茁; 工程力学 2006-12-30

34 新型碳纤维格栅夹层结构模拟研究 傅强; 庄茁; 强度与环境 2006-09-15

35 新型碳纤维点阵复合材料技术研究 范华林; 杨卫; 方岱宁; 庄茁; 陈祥宝; 邢丽英; 李斌太; 蒋诗才; 航空材料学报 2007-02-01

36 飞机起落架落震试验数值模拟 赵志明; 庄茁; 王成波; 飞机设计 2007-08-15

37 火箭级间段连接螺栓失效数值模拟 张朝晖; 由小川; 吕海波; 尹云玉; 辛万青; 庄茁; 强度与环境 2007-08-15

38 力学在飞机结构设计中的应用与发展 庄茁; 王向东; 张朝晖; 林勇文; 赵志明; 滕锦; 王璞; 工程力学 2007-12-25

39 用三维重建和有限元方法对人体心脏进行力学分析 方红荣; 庄茁; 医用生物力学 2008-02-15

40 基于实验的心肌被动力本构模型 方红荣; 唐陶; 章湘明; 庄茁; 力学学报 2008-05-18

41 富气输送管道裂纹动态扩展的数值模拟 杨小彬; 庄茁; 庄传晶; 清华大学学报(自然科学版) 2008-08-15

42 纳米尺度摩擦过程的分子动力学模拟 刘小明; 由小川; 柳占立; 庄茁; 金属学报 2008-09-11

43 超弹性材料过盈配合的解析解和数值解 范成业; 庄茁; 黄克智 工程力学 2003-08-30

44 高韧性管道动态断裂的气体减压模式和材料韧性研究 由小川; 庄茁 力学学报 2003-09-19

45 裂纹尖端张开角及在输气管线止裂预测中的应用 冯耀荣; 庄茁; 庄传晶; 由小川; 霍春勇 石油学报 2003-07-25

46 着底式深海天然气水合物钻采工具的科学问题与开发战略 许红; 吴琳; 胡敬东; 庄茁; 张训华; 蔡乾煌; 罗友高; 熊军; 闫桂京; 孙和清; 胡三华; 李春; 张毅; 龚建明; 邢洁本; 崔汝勇; 李刚 中国科学基金 2003-04-23

47 发展附加质量模型应用于储液罐的动力分析 刘焕忠; 李青; 庄茁; S.Yamaguchi; M.Toyoda 工程力学 2005-12-30

48 高压高韧性管道裂纹减速扩展研究 庄茁; 由小川; 霍春勇; 冯耀荣; 庄传晶; 现代制造工程 2005-12-18

49 区别于DSDP—ODP的深海保压保温天然气水合物钻探取心技术 许红; 吴河勇; 徐禄俊; 庄茁; 熊军; 闫桂京; 孙和清 海洋地质动态 2003-06-30

50 西气东输管道裂纹的韧性减速机理研究 由小川; 庄茁; 冯耀荣; 霍春勇; 庄传晶 工程力学 2004-08-30

51 铝合金铸件疲劳寿命预测和累积损伤评估 董树勇; 庄茁; 熊守美; 柳百成 机械强度 2004-10-30

52 一种新的裂纹尖端临界张开角的计算方法 冯耀荣; 由小川; 庄传晶; 庄茁; 马秋荣; 霍春勇 焊管 2004-11-28

53 全国非线性有限元讲习班简介 庄茁; 岑松 力学进展 2004-11-25

54 超弹性材料过盈配合的轴对称平面应力解答 邹雨; 庄茁; 黄克智 工程力学 2004-12-30

55 固体力学研究生课程建设和质量管理的研讨 庄茁; 郑泉水 ; 冯西桥 ; 李喜德 学位与研究生教育 2005-02-10

56 电力电缆皱纹铝护套的强度-变形分析 刘广松; 庄茁; 李良玉; 赵晖; 王汝莹 电线电缆 1999-06-25

57 钢制气体管道动态裂纹扩展的温度效应 郭永进; 庄茁 辽宁工程技术大学学报(自然科学版) 1999-10-30

58 断裂动力学有限元程序的开发及在天然气管道裂纹扩展问题上的应用 庄茁 工程力学 1999-02-28

59 高压天然气管线在地质灾害下的失效分析 由小川; 庄茁; 张效羽; 范钦珊 天然气工业 1999-07-28

60 荆州长江大桥南汊通航孔主桥非线性仿真分析——成桥状态静力分析 汪正兴; 陈开利; 庄茁; 黄东平; 钟继卫 桥梁建设 2002-12-30

61 60AT钢轨实物弯曲疲劳试验和模拟分析 李常靖; 王卫东; 孙东超; 庄茁 铁道技术监督 1999-09-30

62 纤维增强PE材料增韧效果的研究 庄茁; 郭永进; 曲绍兴; 董亚民 工程力学 2000-10-30

63 第四届国际固体断裂与强度会议简介 庄茁; 白树林 力学进展 2000-11-25

64 海洋平台桶形基础的设计和变形分析 王梅; 楼志刚; 赵慧娟; 庄茁 中国海洋平台 2001-04-30

65 非对称齿形下的压痕问题分析 刘广松; 庄茁; 朱万旭; 唐小萍 机械强度 2002-09-30

66 大变形扭转塑性硬化的实验和仿真研究 赵慧娟; 庄茁; 郑泉水 力学学报 2002-09-19

67 板带钢热连轧及微观组织演变非线性三维仿真 李 平; 庄 茁; 李殿中; 黄成江 力学与实践 2002-06-15

68 能量平衡结合有限元数值计算分析天然气管道裂纹稳定扩展问题 庄茁 工程力学 1997-05-30

69 天然气管道裂纹稳定扩展问题的分析模型和最小二乘法解答 庄茁; O＇DonoghueP．E 固体力学学报 1997-09-30

70 异型孔口焊接组合工字钢梁屋面的优化设计 涂令康; 庄茁 建筑技术开发 1997-06-20

71 天然气管道止裂构件的分析和设计 庄茁 固体力学学报 1998-09-25

72 大型钢筋混凝土沉井结构分析和优化设计 庄茁; 郭永进; 曲绍兴; 张荣钢; 尹子峰; 王笑菊; 第七届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ卷） 1998-10-01

73 高压天然气管线的断裂性能评估 由小川; 庄茁; 张效羽; 范钦珊; 第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ卷） 1999-10-01

74 西部开发的东进序曲——西气东输管道工程的力学论证 庄茁; 由小川; 冯耀荣; 霍春勇; 庄传晶; 西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集 2000-06-30

75 青藏高原地壳应力和位移场演变的数值模拟 黄东平; 庄茁; 毕思文; “力学2000”学术大会论文集 2000-08-01

76 后断裂过程区的研究 庄茁; 曲绍兴; 疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集 2000-12-01

77 青藏高原地壳应力与位移场的数值模拟 毕思文; 黄东平; 庄茁; 西部开发与系统工程——中国系统工程学会第12届年会论文集 2002-10-01

78 虚拟工程结构及其应用 庄茁; 第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷 2002-10-01

79 直接固定在深海海底的天然气水合物钻采工具科学问题与开发战略 许红; 吴能友; 胡敬东; 庄茁; 张训华; 蔡乾煌; 罗友高; 熊军; 闫桂京; 孙和清; 胡三华; 李春; 张毅; 龚建明; 崔汝勇; 李刚; 海洋地质环境与资源学术研讨会论文摘要汇编 2003-12-01

80 复合材料点阵结构 杨卫; 范华林; 王斌; 阎勇; 傅强; 方岱宁; 庄茁; 祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集 2004-09-01

81 多维自仿射分形插值模型 张彤; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下） 2005-08-01

82 格栅梁板结构的力学性能分析 傅强; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下） 2005-08-01

83 低速冲击下纤维增韧复合材料分层的数值模拟 滕锦; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下） 2005-08-01

84 人工心脏起搏器侵彻心室的仿真研究 方红荣; 唐陶; 庄茁; 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下） 2005-08-01

85 储液罐动力响应中的能量分析 庄茁; 刘焕忠; 李青; 第六届全国压力容器学术会议压力容器先进技术精选集 2005-09-01

86 高压高韧性管道裂纹减速扩展研究 庄茁; 由小川; 霍春勇; 冯耀荣; 庄传晶; 首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集 2005-09-01

87 发展附加质量模型分析储液罐的动力响应 庄茁; 刘焕忠; 李青; 首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集 2005-09-01

88 力学在飞机结构设计中的应用与发展 第16届全国结构工程学术会议特邀报告 庄茁; 王向东; 张朝晖; 林勇文; 赵志明; 滕锦; 王璞; 第16届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册） 2007-10-01

89 SPAR平台系泊系统模态分析 唐友刚; 张若瑜; 庄茁; 2008年度海洋工程学术会议论文集 2008-11-01

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荣誉奖励：

1. 获清华大学教学工作优秀成果一等奖两次，二等奖一次。

2. 中国高校科学技术奖自然科学二等奖一次。

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