2025年第六届全国热应力大会

飞行器高速飞行技术将大幅度提高人类“探索空间”、“进入空间”、“控制空间”和“利用空间”的能力，具有特殊的军事战略意义和重要的科学价值。新一代高超声速飞行器正在向高空、高速、长航时发展，舱内高能量密度应用更加普遍，加之气动加热严重、发动机燃烧废热大等，面临着更加严酷的内外热环境。同时，飞行器内部结构的热响应与外部流场的气动加热现象之间存在强烈的耦合作用，非定常、非线性、多尺度等特性明显，其耦合机理仍需不断探索。此外，我国铁路系统不断向高速化、重载化发展，带来的摩擦热问题，以及核电设备、汽轮机转子、管道的热疲劳问题等，亟待解决。面向国家重大需求，中国力学学会于2015年12月在南京举办了“第一届全国热应力大会”，随后在2017年杭州、2019年宁波、2023年重庆、2024年哈尔滨举办了第二至五届全国热应力大会，得到了力学及其他领域科技工作者的积极响应和高度评价。2025 年 4 月 18 日- 20 日，中国力学学会将于西安主办“第六届全国热应力大会”。现诚邀全国相关领域的专家、学者和研究生踊跃投稿并参会交流最新研究成果！

会议主席：张卫红

执行主席：

马玉娥、刘小川、张永励、贾亮、何宇廷

会议程序委员会：

高存法、王骥、陈伟球

会议主题

包括但不限于：

热弹性理论及广义热弹性理论

热塑性理论及其应用

考虑热效应的多场耦合力学

热传导与热辐射

热防护与热屏蔽

热冲击

热振动

热疲劳

气动加热与结构热响应

材料高温力学性能

极端环境下结构响应及控制

热电材料力学

微纳尺度下的热应力分析

多尺度热力学问题与跨学科解决方案探索

电子器件和设备的封装与热管理

其他热力学问题

以下内容为GPT视角对全国热应力大会相关领域的研究解读，仅供参考：

全国热应力研究现状

一、核心研究机构与布局

高校

清华大学：机械工程系、航天航空学院开展热防护涂层热应力、核反应堆结构热冲击研究。

上海交通大学：材料科学与工程学院聚焦高温合金热疲劳行为，开发热-力耦合仿真模型。

哈尔滨工业大学：复合材料与结构研究所研究航空发动机叶片热应力场，突破陶瓷基复合材料热震实验技术。

西北工业大学：超高温结构复合材料重点实验室主攻C/C复合材料热应力损伤机制。

中科院体系

金属研究所：研究镍基单晶高温合金热机械疲劳，支撑国产航空发动机涡轮叶片设计。

工程热物理研究所：开展热端部件（如燃气轮机透平）热应力仿真与寿命预测。

上海硅酸盐研究所：陶瓷基复合材料热应力缓释涂层技术研发。

行业研究院所

中国航发研究院：专项攻关航空发动机热端部件热应力优化，建立多场耦合分析平台。

中核核反应堆工程设计院：研究核燃料包壳管热应力腐蚀行为，支撑第四代反应堆设计。

中国电子科技集团：针对半导体封装材料（如SiC基板）开展热应力可靠性研究。

二、前沿研究方向与技术突破

极端环境热应力

超高温领域：针对高超音速飞行器热防护系统（如C/SiC复合材料），研究气动加热-结构响应耦合机制。

深低温领域：液化天然气（LNG）储运装备在超低温（-162℃）下的热应力开裂问题。

新兴技术驱动

电池热管理：动力电池（如固态电池）充放电循环中的热应力分布与热失控预警。

3D打印材料：增材制造钛合金零件在激光熔覆过程中的残余热应力控制。

柔性电子：可拉伸器件（如柔性显示屏）在热循环下的界面热应力失效机理。

计算方法创新

多物理场耦合：结合有限元分析（FEA）与计算流体力学（CFD），实现热-流-固全耦合仿真。

AI辅助设计：利用神经网络加速热应力场预测，优化散热结构拓扑设计。

三、政策与产业需求

国家政策支持

“十四五”重点研发计划：设立“航空发动机热端部件设计制造”“核能装备关键材料”等专项。

新能源政策：推动固态电池、氢燃料电池的热安全技术研发。

产业应用场景

高端装备：燃气轮机、重型燃气轮机热应力设计国产化替代。

半导体：先进制程芯片（如3nm以下）封装热应力解决方案。

新能源汽车：超充电池热管理系统的热应力仿真与实验验证。

四、挑战与未来趋势

技术瓶颈

跨尺度建模：从宏观结构到微观晶粒的热应力传递机制尚未清晰。

实验表征：缺乏原位观测极端温度下材料热应力演变的实验手段。

发展趋势

材料-工艺-设计协同：开发热应力“设计-制造”一体化数字孪生平台。

国际标准制定：参与热应力测试方法（如ISO标准）修订，提升国际话语权。

五、就业与合作机会

人才需求

技能方向：热应力仿真工程师（ANSYS/ABAQUS）、材料测试工程师（热机械分析TMA）、多物理场算法工程师。

重点单位：商飞、中国中车、宁德时代、华为海思等企业的研发部门。

合作网络

国际协作：参与ITER（国际热核聚变实验堆）计划中的热应力研究。

产学研平台：如国家增材制造创新中心、先进陶瓷产业技术创新战略联盟。

全国热应力研究可以应用在哪些行业或产业领域

一、航空航天与国防

航空发动机

涡轮叶片设计：研究高温合金在极端温度梯度下的热应力疲劳，优化叶片冷却结构。

热防护系统：分析高超音速飞行器表面涂层（如C/SiC复合材料）的热应力分布，防止剥落。

导弹与卫星

再入段热防护：模拟导弹弹头再入大气层时的气动加热效应，设计耐烧蚀材料。

卫星结构：预测在轨温度交变对太阳能帆板、天线支架的变形影响。

二、新能源与先进制造

电池技术

动力电池：研究锂电池充放电循环中的热应力积累，优化电池组散热结构。

固态电池：分析陶瓷电解质与电极界面的热膨胀失配问题。

核能工程

燃料包壳：评估锆合金包壳在反应堆内高温高压下的热应力腐蚀行为。

聚变装置：ITER项目中的第一壁材料热应力模拟，支撑氚增殖剂涂层设计。

3D打印与增材制造

残余应力控制：通过热应力仿真优化金属打印路径，减少零件变形与开裂。

梯度材料：设计功能梯度涂层，缓解热端部件的温度梯度。

三、电子与半导体

芯片封装

先进制程：3nm以下芯片中，硅通孔（TSV）与基板的热应力匹配问题。

功率器件：IGBT模块在高频开关下的热循环疲劳寿命预测。

柔性电子

可穿戴设备：可拉伸传感器在体温变化下的界面热应力失效机理研究。

折叠屏：聚合物盖板在反复弯折与温度变化下的热机械可靠性。

四、汽车与轨道交通

新能源汽车

电池热管理：超充场景下电池模组热应力分布与热失控预警。

电机控制器：IGBT模块散热器的热应力优化设计。

刹车系统

碳陶刹车盘：研究高温刹车过程中热应力导致的裂纹萌生与扩展。

热成型钢车身：分析焊接工艺中的残余热应力对碰撞安全性的影响。

五、化工与过程工业

压力容器

厚壁容器：评估高温反应釜在启停过程中的瞬态热应力，预防脆性断裂。

管道系统：模拟LNG低温输送管道的热应力变形与支撑设计。

热交换器

管板连接：研究管壳式换热器在热循环下的热应力腐蚀与泄漏风险。

翅片优化：通过拓扑设计降低翅片温度梯度，提升换热效率。

六、生物医药与医疗设备

精密仪器

内窥镜：分析高温蒸汽灭菌过程中的热应力对镜头密封性的影响。

植入器械：研究钛合金骨科器械在人体温度环境下的热膨胀适配性。

生物反应釜

温度控制：模拟发酵过程中釜体温度场变化，优化搅拌桨热应力分布。

七、建筑与环境工程

混凝土结构

大体积混凝土：预测水化热引起的温度裂缝风险，优化浇筑方案。

桥梁工程：分析日照温差对连续梁桥的热应力与变形影响。

光伏建筑一体化（BIPV）

幕墙系统：研究光伏组件与建筑结构的热膨胀差异，设计柔性连接件。

技术趋势与就业方向

跨学科融合：热应力研究正与AI、大数据结合，催生智能仿真与数字孪生岗位。

新兴产业需求：固态电池、氢能储运、量子计算散热等前沿领域急需热应力解决方案。

政策导向：国家“双碳”目标推动高温材料、热管理技术创新，相关岗位需求持续增长。

全国热应力领域有哪些知名研究机构或企业品牌

一、知名研究机构（学术驱动）

高校

清华大学：

机械系：热防护涂层热应力、核反应堆结构安全研究。

航天航空学院：航空发动机热端部件多场耦合仿真。

上海交通大学：

材料学院：高温合金热疲劳行为、热-力耦合本构模型。

机械与动力学院：热端部件拓扑优化与寿命预测。

哈尔滨工业大学：

复合材料研究所：陶瓷基复合材料热震损伤机制、C/C复合材料抗氧化涂层。

西北工业大学：

超高温结构复合材料实验室：航空发动机叶片热应力场实验与模拟。

北京科技大学：

新金属材料国家重点实验室：金属热加工残余应力演化规律。

华中科技大学：

材料成形与模具技术国家重点实验室：激光增材制造热应力控制。

中科院体系

金属研究所：

高温合金热机械疲劳、单晶涡轮叶片寿命评估。

上海硅酸盐研究所：

陶瓷基复合材料热应力缓释涂层、高温热密封材料。

工程热物理研究所：

燃气轮机透平叶片热应力仿真、冷却结构设计。

兰州化学物理研究所：

高温润滑材料热应力下的摩擦学性能。

行业研究院所

中国航空制造技术研究院：

航空结构件热成形工艺残余应力控制。

核工业西南物理研究院：

聚变堆第一壁材料热应力测试与模拟。

中国建筑材料科学研究总院：

玻璃、陶瓷制品热冲击性能评估。

二、领军企业品牌（产业应用）

高端装备与能源

中国航发集团：

航空发动机热端部件（涡轮盘、叶片）热应力设计与实验验证。

中核集团：

核燃料包壳管热应力腐蚀研究、反应堆结构安全分析。

国家电投中央研究院：

燃气轮机高温部件热疲劳评估与涂层技术。

上海电气：

汽轮机转子热应力监测与寿命管理系统。

新能源与汽车电子

宁德时代：

动力电池热管理仿真、超充场景热应力优化。

比亚迪：

刀片电池热失控模型、电池模组热应力测试。

华为海思：

芯片封装热应力分析、先进制程热设计。

中芯国际：

晶圆制造中的热应力控制、光刻机热稳定性研究。

材料与制造

宝武钢铁：

连铸坯凝固过程热应力模拟、热轧板形控制。

中国中车：

高速列车刹车盘热应力分析、轨道材料温度适应性研究。

铂力特（3D打印）：

金属增材制造热应力仿真软件、工艺参数优化。

圣泉集团：

酚醛树脂基复合材料热应力测试、高温耐烧蚀材料。

国际协作与标准制定

国际热核聚变实验堆（ITER）中国团队：

参与第一壁材料热应力测试方法制定，贡献中国数据。

华为、中兴：

5G基站散热设计、通信设备热应力可靠性研究。

三、技术特色与趋势

跨学科融合：

清华大学、上海交大等高校联合企业开发热-力-氧多场耦合仿真平台，支撑国产航空发动机设计。

新兴产业驱动：

宁德时代、比亚迪等企业的热应力团队聚焦固态电池界面热应力，推动下一代电池技术。

智能制造：

铂力特、华为等企业将AI算法与热应力仿真结合，实现工艺参数实时优化。

全国热应力领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、技术研发类岗位

热应力仿真工程师

职责：

使用ANSYS、ABAQUS等工具进行多物理场耦合仿真（热-力-氧耦合）。

优化航空发动机叶片、电池模组等关键部件的热应力分布。

典型企业：中国航发、宁德时代、华为海思、铂力特（3D打印）。

薪资范围：15-35万/年（资深工程师可达50万+）。

材料热性能测试工程师

职责：

操作DIL（热膨胀仪）、TMA（热机械分析仪）等设备，测试陶瓷、高温合金的热物理性能。

分析涂层/基体界面热应力失效机理。

典型企业：圣泉集团、中核集团、上海硅酸盐研究所。

就业趋势：新能源（固态电池）、核电领域需求激增。

二、工艺优化类岗位

热成形工艺工程师

职责：

设计金属热加工（铸造、锻造）工艺参数，控制残余应力。

优化汽车车身、核电管道的热处理流程。

典型企业：宝武钢铁、中国中车、上海电气。

地域集中：东北（一汽、哈电）、长三角（宝武、上汽）。

增材制造（3D打印）热应力控制工程师

职责：

调整金属打印路径与扫描策略，减少零件变形与开裂。

开发梯度材料缓解热应力。

代表企业：铂力特、华曙高科、GE航空（中国）。

三、产品设计类岗位

热设计工程师（电子/汽车）

职责：

芯片封装散热设计（IGBT、CPU）、动力电池热管理系统。

仿真超充/超算场景下的热应力疲劳。

典型企业：华为、中兴、比亚迪、特斯拉中国。

技能需求：FloTHERM、Icepak等工具，热-电耦合分析能力。

热防护系统设计师（航空航天）

职责：

设计高超音速飞行器热防护层（C/SiC复合材料）。

验证再入段气动加热下的结构完整性。

代表单位：中国航天科技集团、中科院工程热物理研究所。

四、学术科研类岗位

高校/研究院所研究员

方向：

多尺度热应力建模（分子动力学-连续介质耦合）。

极端环境材料（超高温陶瓷、核聚变第一壁材料）。

代表机构：清华、哈工大、中科院金属所、ITER中国团队。

职业路径：博士后→青年研究员→首席科学家（需海外经历或重大项目牵头经验）。

企业研发科学家

职责：

主导固态电池界面热应力、核电涂层寿命预测等前沿课题。

撰写专利与技术标准。

代表企业：宁德时代研究院、中核核反应堆工程设计公司。

五、新兴交叉领域岗位

数字孪生工程师（热应力方向）

职责：

构建电池工厂、燃气轮机热端部件的数字孪生体。

实时预测热应力演化，优化运维策略。

代表企业：西门子（中国研究院）、GE数字集团。

氢能储运热安全工程师

职责：

研究液氢容器在低温下的热应力与泄漏风险。

设计高压气态氢储运设备的热防护方案。

典型企业：国家能源集团、厚普股份。

六、就业趋势与地域分布

地域集中：

北京/上海：高校、央企研究院、芯片/汽车外企。

西安/成都：国防工业（航空发动机、核技术）。

深圳/广州：新能源（电池、光伏）、消费电子。

行业增长极：

新能源：固态电池热管理、氢能储运（5年岗位增速预计超30%）。

高端制造：3D打印热应力控制、半导体封装（受国产替代驱动）。

技能溢价：

熟练掌握多场耦合仿真、机器学习建模的复合型人才稀缺，薪资溢价超50%。

七、职业发展建议

学术型：深耕多尺度建模、实验力学，瞄准国家实验室岗位。

工程型：掌握ANSYS+Python自动化仿真，切入汽车/电子头部企业。

交叉型：融合数据科学（如热应力数字孪生），适配工业4.0需求。