机械表界面科学与智能器件团队现有教师8人，其中博导5人。2012年至今，获国防科技进步二等奖、河北省自然科学三等奖、中国机械工业科学技术奖二等奖各1项，其它科研论文奖励等4项。主持国家自然科学基金项目、教育部博士点基金项目、航空科学基金项目等省部级项目及企业合作项目共30余项，发表学术论文150余篇，出版学术著作1部，授权国家发明专利20余项，培养硕士研究生80余名。

机械表界面科学与智能器件研究团队聚焦于航空航天关键基础件、清洁能源及绿色钢铁领域中的多场耦合理论、表界面基础问题，开展了大量的基础理论研究与应用技术研究。团队有电磁集成驱动系统多场耦合理论及应用研究、特种工业电源、材料连接及过程控制、先进涂层技术、机械表界面性能调控技术和机器人高性能关键基础件研发等6个主要研究方向。

针对工业领域不同负载特性和应用场景，从负载特性分析入手，采用不同主电路拓扑和控制算法，搭建了特种工业电源开发平台，先后研发了涵盖AC/DC、DC-DC、高频脉冲等二十余大类功率电源，功率范围为2kW-300kW。主要应用领域包括超低压等离子喷涂、微弧氧化、精密电阻点焊、电弧焊、磁控溅射、无人机、燃料电池发电储能系统等。该方向累计发表学术论文60余篇，申请专利20余件，部分技术已实施成果转化和产业化，取得较好的经济效益。

图1 大功率等离子喷涂斩波电源

围绕永磁及电磁集成驱动传动系统，研究了多场耦合拓扑结构优化、多场耦合非线性动力学及基于物理信息神经网络的多场耦合理论模拟与实现等基础问题；围绕磁场调制型磁传动产业化研究了其结构优化、涡流损耗及磁热耦合等问题。该方向已发表学术论文40余篇，其中SCI、EI收录20余篇，出版著作2部。团队研发的永磁变速机正应用于国家电投集团中央研究院，处于产业化快速进展期。

图2 永磁变速机

围绕钛、铝、镁、铁、碳等材料涂层强度、硬度与韧性难以兼具的瓶颈问题，提出材料—工艺—应用一体化设计思路，通过颗粒增强、界面优化、应力诱导等方法，利用真空等离子溅射、电弧增材沉积、微弧氧化、热喷涂等手段提高涂层服役性能。目前，该方向已在国内外知名期刊发表SCI收录学术论文70余篇，获美国焊接学会戴维斯银牌奖。

图3 自润滑高耐磨涂层

围绕自润滑关节轴承衬垫材料，基于分子模拟、第一性原理方法构建了材料的摩擦模型，揭示了复合材料的摩擦磨损机理。研究成果为探究自润滑关节轴承衬垫的摩擦磨损机理研究提供了借鉴。目前，该方向已在国内外知名期刊发表SCI/EI收录学术论文70余篇。

图4 PTFE基复合材料摩擦磨损机理研究

图5 电弧增材“形—性”一体化工艺研究及其在支撑辊延寿上的应用

面向工业机器人高性能关键基础件研发需求，开展螺栓、轴承及磨耗材料的结构设计、性能优化与使役评价。以高强度螺栓设计为例，传统螺纹紧固件服役中应力多集中于旋合第一圈位置，螺栓在此处断裂的概率极高，即使提高材料强度也无法避免该问题。为满足紧固件高可靠性、长寿命的需求，采用调控“微螺距差”精准重构应力，获得均匀分布的螺旋线应力，减小应力集中。该方法不但使紧固件保持了传统的加工流程，还可通过合理分配应力提升耐疲劳性能，该方法对开发新型耐疲劳紧固件有积极的推动作用。该方向已发表SCI、EI收录学术论文10余篇。

图6 基于应力重构的紧固件耐疲劳性能优化

1、招生方向

①招生专业：080201机械设计及理论、0855机械。

②欢迎本科为材料加工工程、材料学、计算机科学、力学及数学等相近学科学生跨专业报考。

2、招生名额

①每年招收博士3-4名，学术型硕士研究生10-20名，专业型研究生10-20；

1、专业方向

①多场耦合理论与实现研究；

②机械表界面科学、柔性器件与智能传感技术研究；

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：郝秀红 13513354925/ hxhong@ysu.edu.cn

团队秘书： 周野飞 15930039708 / yfzhou@ysu.edu.cn