2010年至今，获省部级科技进步二等奖2项、三等奖1项，主持参与国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等国家课题15项，省部级课题14项，企业及其他课题90余项，发表学术论文240余篇，其中SCI收录160余篇，一区及top期刊50余篇，授权国际发明专利3项，国家发明专利70余项。

团队主要研究方向：超大件全流程形性一体化调控、金属凝固成形过程中传热与形变控制、金属基复合材料制备与表征、轴承摩擦学与自润滑复合材料、金属增材制造工艺-结构-性能数值模拟与实验研究、先进高性能铝合金开发及应用、多场耦合动力学、切削理论与高效加工、工业软件研发、智能感知与数字孪生技术等。团队与国内知名企业建立了长期而密切的联系，在科学研究、人才培养、成果转化、资源共享等方面开展了深度合作。

针对大型锻件、大型航空模锻件等超大件在新产品开发、质量控制中存在的诸多问题，围绕超大件全流程生产工序中的共性关键技术，团队与国内知名企业形成紧密合作、共同攻关，研究热加工工艺对典型超大锻件组织演化与性能控制的影响，为超大件工艺优化、提质增效提供了有力支撑。该方向发表论文55篇，SCI收录25篇，获国家自然科学基金项目2项，企业研发项目10项，获河北省科技进步三等奖1项。

图1 动态原位分析与高通量全域表征

围绕切削加工过程多源数据感知和基于数字孪生技术的设备虚拟调试及预测性维护，研究了具备铣削力实时感知及切削状态监测功能的智能测力刀柄系统；开发了调门油动机数字孪生系统平台，可实现实时数据驱动的油动机虚拟调试、剩余寿命预测及关键件拉毛、磨损等异常状态监测；开发了客机舱门机构动力学仿真软件，初步实现了客机舱门机构的数字孪生。该方向已发表学术论文20篇，其中SCI、EI收录10篇，授权发明专利7项，软件著作权3项。与上海电气电站设备有限公司合作研发的调门油动机数字孪生系统，可实现油动机虚拟调试、故障诊断及预警、关键件寿命预测等功能；与中国航天802所合作研制的舱门机构功能试验平台，应用于中国商飞上海飞机设计研究院，可开展舱门机构的数字孪生试验，助力我国大飞机事业。

图2 智能感知与数字孪生技术

围绕增材制造和连续铸造等，研究了金属凝固成形过程中的传热与形变多物理场协同控制。该方向承担国家科技支撑计划1项，河北省自然科学基金2项，其他课题5项，已发表学术论文14篇，其中SCI收录5篇，EI收录6篇，授权国际发明专利2项（美国、日本），中国发明专利8项。

图3 传热与形变控制

围绕轻量化材料以及热冲压成形模具材料的设计与制备，研究了纤维增强铝基复合材料以及陶瓷增强铁基复合材料的制备工艺及组织和性能的表征。重点研究复合材料的界面设计与控制，组织与性能之间的定性定量关系。该方向承担河北省自然科学基金1项，已发表学术论文22篇，其中SCI收录21篇，授权日本发明专利1项。

图4 VGCF增强Al基复合材料以及TiB2增强Fe基复合材料的界面表征

面向航空自润滑关节轴承、轴套等关键活动件，开展轴承摩擦学、自润滑复合材料制备与摩擦学等研究。该方向获国防科技进步二等奖1项，承担国家自然科学基金1项，国家科技支撑计划1项，河北省自然科学基金2项，其他课题6项，已发表学术论文30篇，其中SCI收录20篇，授权发明专利9项，实用新型专利10项，软件著作权3项。

图5 复合材料制备与摩擦学

围绕航空材料Ti-6Al-4V、15-5PH钢、In718合金3D打印件的服役性能，研究了打印过程中制造工艺-微观组织-力学性能之间的定量关系，分析了不确定性问题对打印件微观组织和力学性能的影响。该方向承担国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅等项目4项，已发表学术论文30余篇，高被引论文2篇。

图6 3D打印Ti-6Al-4V合金微观组织演化预测及不确定问题的量化分析

图7 激光定向能量沉积成形15-5PH钢的工艺-组织-性能关系

面向舰船、航空等领域高端装备，以性能提升为目标，以材料加工制备、工艺开发和显微组织调控为手段，致力于开发新型高性能铝合金材料。该方向承担国家自然科学基金、河北省自然科学基金等纵向项目两项，发表SCI论文25篇，其中Top期刊论文18篇。

图8 先进高性能铝合金开发

开展电-磁-热-力多物理场耦合仿真研究，在ANSYS、COMSOL等通用多物理场有限元分析平台上建立包含电路、电磁场、温度场和结构场四个功能模块的发射系统瞬态多物理场耦合模型。

图9 电-磁-热-力多场耦合模型

为中国达能饮料项目升级前处理防错系统，开发配套的小料防错系统，设计中控小料防错系统和称量间电子秤终端系统，解决各系统间通讯问题。

图10 小料防错系统拓扑结构

1、招生方向

①080503材料加工工程（招收博士、硕士研究生）

②080201机械制造及其自动化（招收博士、硕士研究生）

③080203机械设计及理论 （招收博士、硕士研究生）

④0856材料与化工（材料加工方向） （招收硕士研究生）

⑤0855机械（机械工程方向） （招收硕士研究生）

2、招生名额

①每年招收080503材料加工工程 博士研究生1-2名；

②每年招收080201机械制造及其自动化博士研究生1-2名；

③每年招收080203机械设计及理论博士研究生1-2名；

④每年招收080503材料加工工程硕士研究生5-10名；

⑤每年招收080203机械设计及理论硕士研究生5-10名；

⑥每年招收080201机械制造及其自动化硕士研究生5-10名；

⑦每年招收0856材料与化工(材料加工方向)硕士研究生5-10名；

每年招收0855机械(机械工程方向)硕士研究生5-10名。

1、专业方向

①钢铁材料热加工中的组织演化与性能控制

②有色金属塑性加工与组织性能控制

③难加工材料的高效切削与切削过程智能化

2、本团队拟招聘青年教师1-2人。

3、基本条件详见燕山大学及机械工程学院人才招聘要求。

团队负责人：刘鑫刚 0335-8387503 / lxg@ysu.edu.cn

团队秘书： 谷大鹏 jsgudapeng@ysu.edu.cn