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性别

女

邮箱

liuxia@bjut.edu.cn

学位

博士

职称

教授

学术兼职

北京力学学会青年委员会委员

留学经历

2011年9月-2012年9月 美国特拉华大学 博士联合培养

2017年2月-2019年2月 香港城市大学 助理研究员

教学课程

工程力学   智能与多尺度力学

主要研究方向

Ø 微纳米复合材料的力学行为

主要内容 轻质、高强、高韧复合材料的微观结构特征、变形机制以及增强增韧机理；宏观力学行为与微观结构的关联性。采用分子动力学模拟技术，针对微纳米复合材料的微观结构特征，构建分子动力学模型，选用适当力场，模拟材料在力、位移、温度、电场等环境下的变形与破坏行为。基于实验观测、理论分析与模拟结果等已有知识，设计高性能微观结构，并预测其力学性能。

主要成果 研究了高强碳纳米管纤维的变形与破坏行为，揭示其微观结构演变机理，并设计功能性复合纤维与螺旋状纤维，探讨复合纤维的应用。

Ø 多尺度复合材料力学

主要内容 多尺度复合材料力学方法是指运用多尺度分析思想研究空间分布非均匀材料力学性能的学科，研究对象包括多组分、多层级先进复合材料。根据复合材料成分及结构特征，建立力学模型，综合运用多种方法构建多尺度计算模拟方法框架，对复杂的复合材料系统进行多尺度分析。

主要成果 提出了扩展的分子结构力学方法，研究了碳纳米结构及其组装结构的力学性能与破坏特征；针对石墨烯这种单层碳原子构成的二维结构，为了提高分子动力学模拟的效率，提出了粗粒化多体势，该方法扩大了石墨烯组装结构的分子动力学模拟规模。采用该方法，研究了超弹性石墨烯气凝胶的压缩-反弹行为及其机理。此外，针对石墨烯/金属复合材料，提出了多尺度动力学方法，即分子动力学-近场动力学方法，对复合材料的力学行为进行了研究。

Ø 智能材料与结构

主要内容 具有传感性、驱动性等功能性的纤维材料与薄膜材料，具有独特力学性能的超材料，具有形状记忆效应的特殊结构。

主要成果 测试了碳纳米管纤维的传感特性，设计了碳纳米管纤维/聚合物薄膜材料，并测试了其传感特性；研究了具有超弹性和超高压缩回弹性的石墨烯多孔结构；设计并制备了各种具有形状记忆特性的结构。

主要科研项目

1. 国家自然科学基金面上项目：石墨烯/铝复合材料多尺度模型及其MD-PD耦合分析方法 (11872079)，主持，2019.1-2022.12

2. 国家自然科学青年基金：碳纳米管束/聚合物复合纤维的力学行为及增强机理(11502007)，主持，2016.1-2018.12

3. 北京市教委一般项目: 全碳气凝胶弹性与导热机理的多尺度模拟与实验研究(KM201810005002)，主持，2018.1-2020.12

4. 非线性力学国家重点实验室2017年开放课题资助, 主持，2017.1-2017.12

5. 中国博士后科学基金：碳纳米管纤维/聚合物复合材料力学行为的多尺度分析(2015M580944)，主持，2016.1-2017.12

6. 北京市博士后工作经费资助项目：电子辐射与聚合物浸润碳纳米管纤维的机理研究(2015ZZ-14)，主持，2015.3-2016.6

7. 国家自然科学基金面上项目：形状记忆凝胶相变-扩散-应力耦合大变形本构关系及其实验验证与数值实现 (11472020)，参与，2015.1-2018.12

主要学术成果（论文、专利、专著、译著等）

Ø 代表性论文

1. Liu Xia, Sun W. K., Liew K.M., Multiscale modeling of crystal plastic deformation of polycrystalline titanium at high temperatures, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2018, 340: 932-955. (工程技术1区, IF: 4.441)

2. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, Molecular dynamic simulation of mechanical behavior of reduced graphene oxide produced by thermal reduction method, Micro & Nano Letters, 2017, 4(20):1-5.

3. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, Liew Kim-Meow, He Xiao-Qiao. Superstretchability and stability of helical structures of carbon nanotube/polymer composite fibers: coarse-grained molecular dynamics modeling and simulation, Carbon, 2017, 115: 220-228. (工程技术1区, IF: 6.196)

4. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, He Xiao-Qiao, Liew Kim-Meow. Self-densified microstructure and enhanced properties of carbon nanotube fiber by infiltrating polymer, Carbon, 2016， 106: 188-194. (工程技术1区, IF: 6.196)

5. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, He Xiao-Qiao, Liew Kim-Meow. Cohesive laws for van der Waals interactions of super carbon nanotube polymer composites, Mechanics Research Communications, 2016, 72: 33-40. (IF:1.502) 

6. Liu Xia, Yang Qing-Sheng. Plastic deformation and failure mechanisms of collapsed-carbon nanotube fibers by coarse-grained molecular dynamic simulations. International Journal of Plasticity, 2015, 64: 104-112. (工程技术1区，IF:5.982)

7. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, Su Luo-Dan. Interface analysis and design in carbon nanotube array composite based on cohesive finite element approach. Materials Science and Engineering: A, 2014, 592(13): 83-87. (IF:2.108)

8. Liu Xia, Lu Wei-Bang, Ayala O M, Wang Lian-Ping, Karlsson A M, Yang Qing-Sheng, Chou Tsu-Wei. Microstructural evolution of carbon nanotube fibers: deformation and strength mechanism, Nanoscale, 2013, 5(5): 2002-2008. (工程技术1区，IF:6.233)

9. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, He Xiao-Qiao, Liew Kim -Meow. Size- and shape-dependent effective properties of single-walled super carbon nanotubes via a generalized molecular structure mechanics method, Computational Material Science, 2012, 61: 27-33. (IF:1.965)

10. Liu Xia, Yang Qing-Sheng, He Xiao-Qiao, Mai Yiu-Wing. Molecular mechanics modeling of deformation and failure of super carbon nanotube networks. Nanotechnology, 2011, 22(47): 475701. (工程技术1区，IF:3.842)

Ø 学术专著

1. 杨庆生, 刘夏, 郭士军. 碳纳米管集合体及其复合材料力学, 2015, 北京, 科学出版社.

2. Yang Qing-Sheng, Liu Xia. Toughening Mechanisms in Composite Materials, Chapter 13: Mechanical behavior of extra-strong CNT fibers and their composites, 2015, Woodhead Publishing.

个人自述（个人经历、获奖情况等）

刘夏，北京工业大学副研究员，2014年6月获得北京工业大学工程力学专业博士学位，读博期间曾获中国留学基金委资助赴美国特拉华大学博士联合培养1年。2014年6月至2016年7月，于北京工业大学机械工程流动站从事博士后研究，2016年7月进入北京工业大学力学系，从事科研教学工作。曾获得北京市优秀博士毕业生等荣誉，入选“香江学者计划”、“北京工业大学日新人才”、“北京工业大学高端人才(优秀人才)”等人才计划。研究方向主要包括微纳米复合材料的多尺度模拟和多尺度复合材料力学方法，已经在该方向发表了学术论文20余篇，其中SCI检索15篇，总引用超过200次，主持国家自然科学基金2项、北京市一般项目1项、中国博士后基金1项以及北京市博士后资助1项，并参与过多项国家级及省部级项目。

个人风采照