团队主要研究方向:装备智能设计及孪生系统、机械系统动态仿真与运行优化；整机有限元仿真与结构优化；智慧柔性变频调压采油装备与超声振动钻进；齿轮传动/蜗杆传动啮合原理与关键技术、复杂环境感知重建与视觉引导、复合材料结构振动特性与结构动力行为数值计算方法、高端光学元件超精密加工技术与装备。

承担国家级与省部级项目20余项；完成企业技术开发项目数十项，累计科研到款近千万；发表学术论文100余篇，授权专利数十项；培养研究生200余人。在机械采油系统仿真优化、整机有限元仿真与结构优化、智能装备研制等领域取得了多项创新性成果。通过与企业技术合作，实现了多项科技成果转化。

近年来，该方向参与国家数控机床专项及重点研发计划多项，该方向以产品方案智能设计为切入点，研究基于机器学习和知识推理的方案设计系统。同时针对智能装备需求，将工艺与装备相结合，开发基于工艺分析的滚弯工艺控制软件、滚弯在线尺寸检测系统和数控滚弯装备；开发拉弯工艺控制软件和钛合金热拉成形工艺技术及装备；开发掘进机稳定性分析软件、掘进机截割路径规划软件。同时，基于企业需求，近年来研制了多台套自动化设备。解决了进口替代和人工替代问题。

针对石油开采领域抽油机井能与作业维护费用高的实际问题，研究了抽油机井机电液耦合系统动力学仿真技术与系统高效可靠运行优化技术，研究成果处于国内领先、达到国际先进水平。主持国家重点科技攻关项目、国家自然科学基金项目共4项，省部级科研项目2项；完成企业技术开发项目60余项，累计科研到款近2000万元；发表学术论文60余篇，其中SCI、EI收录30余篇，授权发明专利6项；获省部级科技进步一、二等奖各1项。研究成果广泛应用于中石油大庆油田、华北油田、长庆油田、吉林油田和中石化胜利油田等企业，直接和间接经济效益上亿元。

以复杂机械系统为对象，考虑内部多场耦合与环境特性，通过搭建全尺度实验平台与构建动力模型，分析系统参数时变规律，掌握环境负载与动力系统作用机制，指导优化机械系统设计。具体研究对象包括：超声牙齿洁治系统、机械采油系统、地月钻探系统等。主持国家自然科学基金、国家高端外国专家引进计划、河北省外专百人计划、河北省自然科学基金、河北省引进留学人员资助课题等项目，并通过与英国爱丁堡皇家学会院士、International Journal of Mechanical Sciences(中科院1区Top)主编Marian Wiercigroch教授，波兰科学院主席团委员、波兰科学院院士、欧洲科学院院士Tomasz Kapitaniak教授合作，共建河北省外国院士工作站，旨在培养具有高水平国际化视野科研人员。

以能量有限元法为基本思想，结合了能量和有限元的理念，建立一种新兴的数值分析技术，具有一定的发展前景。如何准确建立其分析体系，形成一套完整的理论体系，其具体的应用同样存在局限性，尚需很大程度地改进和完善。由此可见，数值方法均存在一定的局限性，而且无法获取到结构响应和声场分析的全面信息，不利于深刻地研究结构响应、声场及其耦合特性的形成机理，揭示其物理上的本质，极大地制约了此类问题的进一步研究和实际应用，并最终限制了实现振动和噪声的有效控制。

针对机械传动系统及核心零部件开展了基础理论与关键技术研究，涉及了机电复合传动系统、齿轮传动系统、圆柱齿轮传动、锥蜗杆传动、圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及超越离合器等。相关研究成果，共计发表了20余篇SCI/EI 检索的高水平文章，申请与授权发明专利多项。

丰富和发展了线共轭及点共轭齿轮啮合理论，基于求解多元非线性超越方程组计算出了多种类型齿轮及蜗杆传动的啮合区、瞬时接触线、润滑角、接触迹线、运动误差、传动比误差、角加速度等结果。解决了在确定点共轭传动副瞬时接触点时出现的九元非线性超越方程组的数值求解问题。基于解析-有限元方法开发了用于计算传动副时变啮合刚度及承载运动误差的程序。

近年来，该方向以煤矿智能化为研究目标，以采煤机、掘进机等采掘装备为研究对象，聚焦采掘环境空间感知原理，重点研究煤矿粉尘水汽复杂环境下的三维场景重构方法、GPS拒止环境下的采掘装备位置感知方法等两个内容，提出了超宽带雷达成像和图像处理方法、异类多源信息融合的采煤机定位方法等，开发了超宽带雷达成像装置、采煤机定位装置等。两个研究内容均为传统机械、信号与图像处理等学科的交叉融合，具有较强的科研理论性与可应用价值。主持国家自然基金青年基金、江苏政荣企业横向课题等，参与国家自然基金重点项目、联合基金项目、面上项目等，参与太重煤机、上海天地等企业委托项目。

面向尖端科学技术领域特别是国防工业对高端光学零件的超精密加工需求，开展“多场耦合条件下的磁流变抛光”和“离子束抛光”研究，重点突破全频谱纳米 / 亚纳米级精度创成、近无缺陷高表面完整性加工、超精密机床正向设计与数据资源建构、超精密智能机床制造等共性关键技术。在多场耦合条件下磁流变抛光材料去除机理研究方面，建立了永磁体Halbach阵列的动态磁场模型，研制了Halbach 阵列的平面磁流变抛光装置，建立了动态磁场下磁流变抛光材料去除力学模型，提出了                                    改性磁敏颗粒核壳结构的制备方法，建立了改性磁流变抛光液对加工质量影响的内在作用机制。主持河北省科技计划项目2项、秦皇岛科学研究与发展计划项目2项，参与国家自然基金项目3项、河北省自然科学基金项目2项、企业横向项目4项。

1、招生方向

①招生专业080203机械设计及理论、085500机械（机械工程方向）。硕士研究生要求本科为机械设计制造及其自动化等机械类专业，博士研究生要求本科和硕士均为机械设计制造及其自动化等机械类专业。

2、招生名额

①每年招收学术型硕士研究生10-20名，专业型研究生10-20；

1、专业方向

① 机械系统动态仿真与优化；

② 智能设计与智能装备；

③ CAE、CAD底层算法研究；

2、本团队拟招聘教师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：黄世军 13603366819 / shijun.huang@ysu.edu.cn

团队秘书：  解明利  13223345908 / xiemingli080201@163.com