石门博士风采 第二编第63辑 袁福平博导

石门县人文科学研究会

袁福平简介

袁福平，男，1976年9月出生，汉族，石门县夹山镇青玄社区人，博士，现为中国科学院力学研究所研究员、博导、中国科学院大学岗位教授、中国科学院大学工程科学学院多尺度力学教研室主任。1982-1991年在青玄学校就读小学和初中，1991年保送进石门一中，分科前就读于高179班，分科后就读于高178班，1994年考入中国科学技术大学。1999年和2002年从中国科学技术大学(力学和机械工程系)分别获学士和硕士学位，2008年1月在美国Case Western Reserve University (凯斯西储大学, Cleveland, Ohio, USA)的机械和航空系获博士学位，随后在该校进行了两年的博士后研究。2009年12月作为特聘副研引进到中国科学院力学研究所工作，2014年评为博导，2016年7月评为研究员。

求学科研简史

求学之路

我出生在石门县夹山镇青玄社区一个普通的农民家庭，家境贫寒，我的母亲没读过书不识字，但她却最崇拜读书人，所以对我要求极其严厉。榜样的力量是无穷的，我叔叔袁超伟刻苦努力的学习态度对我的影响很大，寒暑假督促我和表哥几个人一起学习，我的英语成绩比较差，我叔叔问我为什么英语学不好，我当时回答说我记忆力太差，他说不是，是我的学习方法不对，经过我叔叔的指点改进学习方法，后来果然英语成绩有进步。初中的时候，在青玄学校读初三时成绩一直是第一名，中考前提前1个多月保送进了石门一中。但临到中考的前几天，青玄学校当时的校长觉得我在班上成绩最好，不去考中专可惜了(那个时候农村里面普遍认为中专的出路比高中好，成绩最好的都去考中专)，但有时候人的命运就是这么奇怪，由于提前保送进了石门一中，完全放松玩了1个多月，中考考得非常差，不仅中专没考上，最后连石门一中的分数线都差1分，幸亏得益于提前拿到了保送通知书，要不然石门一中都上不了了。这次经历对我触动很大，知道茫茫学海，不努力和不经历风吹雨打是很难获得成功的。

进了石门一中以后第一次期中考试就深深地打击了我，全年级300多人我考了120多名，我的父亲来给我送生活费，在红榜上找了半天才在靠后的地方找到我的名字，极其失望的表情至今还印在我的脑海中。自那以后，我开始变得认真起来，有了简单而明确的目标，就是不想再干农活了(现在想起来好笑，最怕的就是捡绿豆，弄得手痒受不了)，要走出农村。通过努力我的成绩慢慢提高，分班前后两位班主任彭俊忠和贾珍欣老师给了我悉心的指导，到了高三的时候基本上每次月考都能在年级前10名，1994年考上了中国科学技术大学。我还清晰地记得高考分数放榜后我和父亲一起来到石门县教育局察看分数，我父亲看到我分数后高兴得像个孩子，连说我的名字取得好，这个时候我充满了自豪和幸福感。在高考前的那个寒假，我叔叔当时就给过我建议，建议我填志愿的时候最好填计算机、通信或者电子专业，到了高考完估完分填志愿的时候，我填写的中国科学技术大学的第一专业就是计算机，第二专业是力学(那个时候视野太窄、经历太少，总担心考不上，需要填个保底的专业)。由于分数在中国科学技术大学录取的学生中不算突出，最终被力学专业录取，也许我和力学有缘吧，:-)。考上大学以后，面临的现实问题就是没钱交学费和生活费，2000元在当时看来是很大一笔数字，最后无奈办了喜酒，几个舅舅、姨和姑妈每家凑了200元才得以踏上去合肥的火车，这种经历让我学会了感恩。

来到大学以后，由于天分在精英辈出的中国科学技术大学实在算不上突出，再加上上了大学以后思想有所松懈，成绩在班上大概只能算中游。中国科学技术大学那个时候出国留学成风，本科成绩好的学生基本上都出国了，由于我的本科成绩一般，只能先思图考研，再图出国留学。现在看来，我人生中最努力刻苦的就是这两个阶段了，一个就是准备考研期间，另一个就是为了出国准备考托福和GRE期间，除了上课几乎一直泡在图书馆看书。2002年，我虽然拿到了美国凯斯西储大学攻读博士学位的录取通知书和全额奖学金，但当时出国需要给学校交培养费、需要买机票和生活必需品、还要准备现金应急，总共近5万元，对我这个贫困家庭的学生可以说是天文数字，在我不知所措之时，是我的叔叔袁超伟、我的大姨杨清香以及已经在美国留学我的本科同学朱勇雪中送炭，帮助我解决了燃眉之急。求学之路一路走来，经历过风吹雨打，也得到过亲戚和朋友的帮助；品尝过失败的辛酸，也感受过成功的喜悦。岁月带走了年华，改变了稚嫩的容颜，但矢志不渝的决心和奋进拼搏的勇气未曾褪色，坚定前行的脚步未曾停歇，对于学业的追求未曾改变。对于求学之路，我的体会是：高人指点+贵人相助+自己努力→成功。

科研追梦

科研追梦的道路启蒙于在科大读硕士阶段，我的硕士导师李永池教授是全国知名的冲击动力学专家，曾经当过全国冲击动力学专业组的组长，是一位治学严谨、学风正派的科研工作者，一丝不苟的科学态度给我树立了很好的榜样。我清楚地记得硕士期间，他亲自教导我们做实验，逐条逐句的帮我推敲有限元计算的代码，引导我在科研的道路上入门。2002年，获得了全额奖学金，我踏上在异国他乡求学的道路，当时刚去美国的时候最困难的是语言问题，几乎听不懂也不敢说，这种状况在半年后有所缓解。然而读博的日子还是紧张、枯燥、煎熬……五味杂陈尽在其中。无数个日日夜夜，实验的每个设备，每个零件都要自己购买，自己搭建，那个时候最怕的不是辛苦，反而是用蹩脚的英语给别人打电话反复解释买实验设备和零件。但是实验一次次的失败、一次次的重来，不仅我自己折磨得心态疲惫，更雪上加霜的是我的博士导师也对我失去了耐心(我印象深刻的是一次他对我说：你知道我每年在你身上要花多少钱吗？你给不了我实验结果和成果，就给我滚蛋！)，可能这也是印度或者中国导师在美国大学的通常做法(我导师Prof. Vikas Prakash是印度人)，因为他们在美国申请经费本就困难，容不得任何一个学生“浪费”他们的科研经费。一方面，我给我妈打长途电话诉苦，让我妈去拜拜老家的土地公寻求心理上的安慰，另一方面查阅大量文献资料提高自己的理论水平，不断地打磨自己的实验技术，提高实验的成功率，周末也几乎很少休息，在当时最难的平板撞击实验上，最后几乎做到每次实验都成功，不仅帮导师完成了多项课题，读博期间在国际顶级期刊上发表9篇SCI论文，这在当时看来是几乎不可能完成的任务，以至于我博士毕业以后我导师评价我说可能是他带过的最优秀的学生。

几乎每个在美国求学的博士们都会面临留下来发展还是回国发展的选择问题，在这个问题上我叔叔袁超伟也对我产生了重要的影响。2007年我叔叔当时已经是北京邮电大学的知名教授，公派到美国高级访问学者交流1年，2007年圣诞假期我们俩相约在纽约和华盛顿游玩，期间他给我详细讲解了当时国内的经济和科研形势，认为我回国做科研是很好的机会。2018年1月，我顺利拿到了美国凯斯西储大学博士学位，并被我的博士导师恳切的要求我留下来做博士后，博士后期间其实我也拿到了一个美国大学的教职职位，但一方面这个大学的机械工程系没有博士点，选择美国这个学校可能以后在科研开展方面会没有好的学术环境，另一方面受我叔叔袁超伟影响，我已经有了回国做科研报效祖国的想法。因此我开始积极联系北京的高校和科研院所，很快北京理工大学和中国科学院力学研究所都同意给我副教授/副研究员的职位，最后我选择了力学的“国家队”-中国科学院力学研究所。

2009年底来到力学所工作，选择什么样的科研方向是我最开始思考最多的问题。我在美国读博期间的专业是冲击动力学，这是我的老本行也是我的优势方向，但纯粹做冲击动力学面临着传统方向的共同问题：缺乏活力和新的科研增长点。因此我选择了把力学和材料两个学科交叉结合的思路，主要研究先进金属结构材料的强韧化和动态变形行为。追求金属结构材料的高强度、高塑性/韧性是一个永恒的主题，但金属材料的强度和塑性通常存在此消彼长的关系，也就是通常所说的“鱼和熊掌不可兼得”，在不改变化学成份的前提下，通过调整材料内部的微结构(包含纳米尺度)实现金属材料的强韧化无论对于国民经济(比如高铁)和国防事业(比如航空发动机轮轴)都具有重要的意义。我比较幸运的是，在力学所刚开始工作的第一年，不仅申请到了基金委的青年基金，让我有了第一笔自己的经费可以做基础研究，瞄准世界科技前沿进行原始创新， 还有幸参加了中航工业621所赵振业院士主持的国防973项目，在国防的重大的科研任务和重大工程中贡献了自己的力量：为提高新一代******接触疲劳寿命做出重要贡献，提出了梯度结构接触载荷下新的裂纹萌生控制参数，能够准确预测疲劳裂纹源、进行寿命评估，指导工艺设计，并提出该构件的表面完整性评价体系。

由于在基础研究方面的成绩，我在2012年有幸获得了第一届国家自然科学基金委的优秀青年基金资助。在基础研究方面取得了一定成就以后，我的研究工作也开始向国家需求方面倾斜，高速列车是中国的一张名牌，也是中国经济高速发展的象征。近年来我国陆续研发了天河系列和“太湖之光”等高性能硬件环境，处于国际领先水平，但与之相适应的国产高性能计算工程应用软件还相对欠缺。在高速列车领域，由于系统分析方法不足及计算规模效率的限制，目前国内外关于高速列车的寿命与可靠性设计还处在起步阶段，无法解释并预测高速列车寿命与可靠性方面出现的一些整体性问题，如构件之间的相互影响规律等，也迫切需要多学科交叉的整车级寿命评估与优化设计新方法及软件的支持。2017年开始我作为课题负责人承担的科技部重点研发计划高性能计算专项(高速列车延寿优化高性能数值模拟软件及应用)开始启动，我们带领的团队牵头攻关，克服困难，现在已经初步形成了集成的高性能数值模拟软件，并和青岛四方合作开始尝试应用于高铁关键构件的设计和改造，以期提高疲劳寿命。基础研究和重大项目的成功也给我带来了更多的机会，宝钢研究院的首席研究员焦四海教授找到我们课题组寻求合作。核电小型化/轻量化结构件用材料除需要满要强度、韧性等常规力学性能要求外，还需满足严格的耐腐蚀、耐高温、抗辐照、抗冲击破坏等使役性能要求。然而，壳体奥氏体钢的高活度与高耐蚀性矛盾，及其低屈服强度与大厚度板材工程造价过高的矛盾，逐渐成为限制核安注箱小型化 (如，应用于核电宝、核潜艇等)、长寿期 (核电站核岛安全硬性要求) 发展的主要制约因素。和宝钢合作，我们利用多级异构设计的思路，可以同时实现高强度和大塑性，并同时满足服役要求，现在我们已经就相关技术取得了初步成果，已获授权发明专利一项，同时申请发明专利一项，研究结果初步推动了在核电安注箱等极端环境下的结构材料上的应用，正拟就相关技术实现工业化和产业化，并为传统金属复合材料领域中若干共性基础研究和潜在关键技术应用打开新的视野。

在科研的道路上，有过艰苦的时刻，也有过成功的欢欣，但那都是成长中宝贵的财富。虽然我个人也获得了一些科研奖励和荣誉，但对于我而言，再大的成绩和荣誉只属于过去，将来使命在前，重任在肩，唯有奋力前行，不辱使命，继续与力学的难舍之缘，追逐凌云的梦想。

研究成果

2011年获中国科学院卢嘉锡青年人才奖，2012年入选中国科学院青年创新促进会，2012年获国家自然科学基金委优秀青年基金，2016年获爆炸力学优秀青年学者，2016年获中国科学院青年创新促进会优秀会员，2019年获中国科学院优秀导师奖。指导的博士生获中国科学院“院长特别奖”、中国科学院力学研究所“郭永怀奖学金”一等奖、北京市普通高等学校“优秀毕业生”奖、中国科学院大学“优秀毕业生”奖和第十四届国际纳米结构材料大会最佳海报奖。担任科技部重点研发计划高性能计算专项(高速列车延寿优化高性能数值模拟软件及应用)课题负责人和中国科学院B类先导专项子课题负责人。负责多项国家自然科学基金项目和国防项目。培养了硕士、博士毕业生10余人。现教授中国科学院大学本科生《材料力学》课程和研究生《材料物理基础》课程。

研究方向主要为金属材料的强韧化和冲击动力学，在Proceeding of the National Academy of Sciences (PNAS，美国科学院院刊)发表论文3篇，在固体力学国际顶级期刊JMPS和Int J Plast发表论文3篇，在冶金国际顶级期刊Acta Mater发表论文3篇。总共发表SCI论文70余篇，被他人SCI引用近2000次。研究成果在中航工业621所赵振业院士主持的国防973项目中发挥重要作用，为提高新一代******接触疲劳寿命做出重要贡献；和宝钢研究院的首席研究员焦四海教授合作，初步推动了高性能层片异构金属材料在核电安注箱等极端环境下的结构材料上的应用。

和叔叔、堂哥合影