先进航空材料与成形智造
2010年至今,获省部级科技进步二等奖1项、三等奖1项,主持国家自然科学基金4项、主持省级自然科学基金5项,主要完成国家科技支撑计划2项,其他纵向课题及企业课题19项,发表学术论文130余篇,其中SCI收录50余篇,授权发明专利20余项,国际发明专利1项,培养博士和硕士研究生50余人。
团队主要研究方向:超大件制造全流程形性控制、动态原位分析与高通量显微表征、复合材料制备与性能优化等。团队已在大型锻件工艺及优化、材料组织分析与控制、复合材料制备与表征、金属凝固成形过程中传热与形变控制、非圆齿轮机构学与数字制造等方面做出了创新性成果,与中国二重、钢铁研究总院等多家单位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。
负责人简介
刘鑫刚 教授/博导
先进制造成形技术及装备国家地方联合工程研究中心 主任
中国机械工程学会塑性工程分会第十届、十一届委员会青年工作委员会委员
中国机械工程学会塑性工程分会大锻件委员会委员
主要研究方向:大型锻件工艺及优化,航空材料与工艺,复合材料制备与控性
成员简介
郭宝峰 教授/博导
主要研究方向:液压机结构分析和优化、模锻成形工艺
谷大鹏副教授/硕导
团队秘书
中国机械工程学会摩擦学分会工业摩擦学专业委员会 委员
中国机械工程学会摩擦学分会青年工作委员会 委员
中国机械工程学会 高级会员
中国微米纳米技术学会 高级会员
主要研究方向:机械摩擦学与表面技术、复合材料制备与表征、金属塑性成形控形控性
金昕副教授/硕导
主要研究方向:金属凝固成形过程中传热与形变控制、连铸过程传热传质研究;冶金机械智能化。
刘大伟副教授/硕导
(工学部副主任)
主要研究方向:非圆齿轮机构学与数字制造、可控振动利用与智能激振器、多关节脊柱机构与仿生机器人。
刘鹏伟 讲师
世界最大的体育平台优秀人才
主要研究方向:金属增材制造/快速凝固过程数值模拟,智能增材制造技术,高效高精度数值计算方法研究等。
1、大型锻件工艺及优化
针对大型锻件新产品开发、质量控制中存在的诸多问题,围绕锻造/热处理工序中的共性关键技术,团队与中国二重形成紧密合作、共同攻关,研究了典型大锻件用材料在热加工工艺对组织演化与性能控制的影响,为大型锻件工艺优化、提质增效提供了有力支撑。该方向发表论文55篇,SCI收录20篇,EI收录6篇,获国家自然科学基金项目2项,企业研发项目6项,获河北省科技进步三等奖1项。


图1大型锻件
2、航空材料与工艺
"面向大型航空模锻件生产中的组织演化、形变控制等问题,与国内顶级航空模锻件生产企业合作,开展了钛合金、铝合金、高温合金等多种材料、多批次模锻件关键技术攻关,重点研究了铝合金热处理与变形过程中残余应力与形变控制,钛合金热加工工艺对组织性能影响,高温合金全流程组织演化控制。


图2 大型航空模锻件
3、机械摩擦学与表面技术
围绕航空自润滑关节轴承服役性能,研究了织物自润滑衬垫的纺织结构与摩擦学。该方向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4项,已发表学术论文15篇,其中SCI收录7篇,EI收录2篇,授权发明专利1项,软件著作权3项。获国防科技进步二等奖1项。

图3 航空织物自润滑复合材料摩擦学
4、复合材料制备与表征
围绕自润滑复合材料制备与表征,研究了聚合物基、陶瓷基复合材料的制备工艺与摩擦学性能。该方向已发表学术论文5篇,其中SCI收录5篇,授权发明专利2项,实用新型专利8项。围绕热冲压成形模具材料制备与表征,研究了陶瓷增强铁基复合材料的制备工艺及组织和性能的表征。该方向已发表学术论文4篇,其中SCI收录2篇,国际会议论文2篇,日本发明专利1项。


图4 TiB2增强Fe基复合材料的微观组织和性能表征
5、金属凝固成形过程中传热与形变控制
围绕增材制造和连续铸造,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4项,已发表学术论文14篇,其中SCI收录1篇,EI收录6篇,授权发明专利1项。

图5射流冷却双带连铸
6、非圆齿轮机构学与数字制造
提出了由普通圆柱齿轮与非圆面齿轮组成的减-变速集成齿轮传动机构,建立了非圆面齿轮的啮合理论与动力学分析方法;提出了基于非圆齿轮的容积泵流体脉动源头平抑技术,研制了大排量低脉动椭圆齿轮泵。在该方向上发表论文22篇,其中SCI收录5篇,授权发明专利9项,主持国家自然科学基金1项,河北省自然科学基金1项,河北省高等学校研究项目1项。




图6 减变速集成齿轮与大排量低脉动椭圆齿轮泵
7、可控振动利用与智能激振器
面向高效连续铸钢工艺,提出了多伺服电机协调驱动的结晶器激振系统,可实现全部振动工艺参数的智能控制;针对极端条件下的移动机器人,研究了基于机器人内部振动的特种驱动方式,可实现任意阻尼环境中的无轮/腿行走。在该方向上发表论文7篇,授权发明专利7项。


图7 智能激振器与惯性管道机器人
8、金属增材制造工艺-结构-性能数值模拟研究
围绕航空材料Ti-6Al-4V、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,及其不确定性问题的量化分析。该方向承担湖南省创新项目1项,汽车车身先进设计制造国家重点实验室开放基金1项,已发表学术论文8篇,其中SCI收录7篇。

图8 电子束粉末床打印Ti-6Al-4V合金微观组织演化预测及不确定问题的量化分析。
1、招生方向
①080503材料加工工程 (原国家重点学科) (招收博士、硕士研究生)
②080203机械设计及理论 (原国家重点学科) (招收硕士研究生)
③0856材料与化工(材料加工方向) (招收硕士研究生)
④0855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080503材料加工工程硕士研究生10-15名;
③每年招收080203机械设计及理论硕士研究生10-15名;
④每年招收0856材料与化工(材料加工方向)硕士研究生10-15名;
⑤每年招收0855机械(机械工程方向)硕士研究生10-15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
2、本团队拟招聘青年教师1-2人。
3、基本条件详见世界最大的体育平台及十大正规体育平台人才招聘要求。
团队负责人:刘鑫刚 0335-8387503 / lxg@ysu.edu.cn
团队秘书: 谷大鹏 349452793@qq.com