西北工業大學李教授頂尖課題組申請攻略

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導師風采 | 西北工業(ye) 大學頂尖課題組(李教授)【純幹貨分享】

教授簡介與(yu) 研究背景

李教授是西北工業(ye) 大學材料學院塑性成形領域的權威學者,長期致力於(yu) 複雜結構材料加工與(yu) 多雕塑建模研究。其學術履曆展現出了彰顯的係統性和國際化特征:

· 學術成長路徑:本科階段在河南科技大學主攻塑性成形工藝與(yu) 模具設計,奠定了熱塑性的工程實踐基礎;碩士與(yu) 博士階段在西北工業(ye) 大學材料加工工程專(zhuan) 業(ye) 深耕,研究方向逐步集中於(yu) 塑性成形與(yu) 造型技術;2009年赴美國佐治亞(ya) 理工學院將攻克機械工程博士後研究,計算力學與(yu) 材料相關(guan) 理論結合,跨學科組織研究為(wei) 特色。

· 職業(ye) 發展概況:自2007年起在西北工業(ye) 大學材料學院從(cong) 教師先進至教授,十餘(yu) 年間始終圍繞可塑性成形領域展開研究,主導建立了兼具理論深度應用的科研體(ti) 係。其團隊與(yu) 全國知名高校(如佐治亞(ya) 理工學院)及航空航天企業(ye) 保持持續合作,研究成果多次發表於(yu) 《國際可塑性雜誌》等材料科學領域頂級期刊。

主要研究方向與(yu) 成果分析

李教授團隊的研究方向可分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 核心領域,均以解決(jue) 航空航天關(guan) 鍵零部件製造難題為(wei) 目標:

方向一:複雜結構形狀學測量建模仿真

1. 科學問題:宏觀宏觀模型難以揭示鈦合金、合金等材料在成形過程中局部組織(如晶粒重力、位錯密度)與(yu) 宏觀性能(強度、強度)的關(guan) 聯。

2. 突破性成果:

· 晶體(ti) 塑性本構模型開發:通過引入動態再成形(DRX)與(yu) 位錯安裝機製,建立了適用於(yu) 兩(liang) 相鈦合金的晶體(ti) 塑性模型(見論文[1]),首次實現了熱加工過程中相變與(yu) 織構變換的連接預測,預測精度較傳(chuan) 統模型提升30%以上。

· 跨尺模擬算法優(you) 化:提出了基於(yu) 工件計算的顯式有限元算法(論文[2][4]),將多尺連接計算效率提升5~8倍,解決(jue) 了大規模晶體(ti) 可塑性仿真的算力上限問題。

方向二:多能場激活調控成形技術

1. 工程挑戰:複雜支架(如航空發動機葉片)的成形精度與(yu) 性能穩定性受到疲勞、回彈效應等因素的抵消。

2. 關(guan) 鍵技術突破:

· 聲電熱多場耦合:開發了基於(yu) 超聲振動輔助的板材成形工藝論文[7],通過高頻機械振動降低材料流動振動,使TA15鈦合金的成形極限提高15%~20%。

· 形性一體(ti) 化控製方法:結合在線監測工藝與(yu) 反饋控製技術,建立了形變缺陷(如頸縮、褶皺)的實時預警係統,已成功評估某型儲(chu) 箱整體(ti) 旋壓形形。

研究方法與(yu) 特色

李教授團隊的研究方法具有顯著的交叉融合特征:

方法創新:

· 多尺寸測量框架:從(cong) 三維尺寸測量(位錯滑移)→多尺寸測量(晶體(ti) 位移)→多尺寸測量(三維)構建預測模型,通過數據接口實現跨尺寸測量(圖1)。

· 多物理場良好實驗:結合原位EBSD(電子背散射導電)與(yu) 數字圖像相關(guan) (DIC)技術,同步獲取材料相關(guan) 組織變化與(yu) 宏觀應變場分布,為(wei) 模型驗證提供高置信度數據。

技術特色:

· 工業(ye) 導向的閉環研究:以航空航天企業(ye) 實際需求為(wei) 驅動,形成“工藝設計→仿真優(you) 化→實驗驗證→工業(ye) 推廣”的完整鏈條。例如,其開發的鈦合金熱成形仿真軟件已被中國航發商開發納入設計規範。

· 開源工具鏈建設:團隊基於(yu) Python開發了晶體(ti) 塑性快速建模工具CPLab,支持用戶自定義(yi) 本構方程與(yu) 邊界條件,顯著降低了非編程專(zhuan) 業(ye) 的入門框架。

研究前沿與(yu) 發展趨勢

當前塑性結構領域正經曆以下變革,李教授團隊的研究布局已證實:

趨勢一:數據驅動的智能建模

·引入機器學習(xi) 算法替代傳(chuan) 統經驗本構模型(如論文[5]中通過人工神經網絡建立織構力學性能映射關(guan) 係),未來可能發展出基於(yu) 深度學習(xi) 的多像素仿真代理模型,進一步降低計算成本。

趨勢二:末端捕獲環境成形技術

·針對高超音速飛行器熱防護結構製造需求,團隊正探索超高溫(>1000℃)條件下鎳基合金的塑性流動規律,相關(guan) 成果有望支撐新一代空天飛行器資格。

趨勢三:可持續成形工藝開發

·通過喬(qiao) 丹輔助成形降低薄膜(如論文[7]中電致塑性效應研究),結合循環材料再生技術,推動綠色製造理念在航空工業(ye) 落地。

對有意申請教授課題組的建議

對於(yu) 加入李教授課題組的學生,需在以下方麵做好準備:

知識儲(chu) 備:

· 核心課程:材料成型原理、晶體(ti) 塑性理論、有限元分析(建議掌握ABAQUS或ANSYS基礎操作)。

· 技能拓展:Python/Matlab編程(用於(yu) 開發本結構模型)、EBSD/TEM表征技術(加分項)。

政策建議:

1. 深度研讀文獻:重點閱讀其近三年發表的《International Journal of Plasticity》論文,提煉關(guan) 鍵科學問題(如動態再結晶的臨(lin) 界應變判據、多場耦合邊界條件設置方法)。

2. 東(dong) 方研究計劃:結合團隊在鈦合金領域的積累,可提出“基於(yu) 機器學習(xi) 的鈦合金熱成形工藝優(you) 化”等兼具前沿性與(yu) 落地性的選題。

3. 實踐能力展示:參與(yu) 參與(yu) 企業(ye) 合作項目(如全國大學生金相技能大賽)或參與(yu) 企業(ye) 合作項目,需突出實驗設計、數據處理等實操能力。

課題組文化適應:

·團隊實行“導師-博士生-碩士生”三級協作模式,鼓勵學生參與(yu) 橫向課題鍛煉工程思維,但需具備的多任務管理能力。

·建議提前聯係組內(nei) 讀學生,了解課題組論文發表周期、學術會(hui) 議參與(yu) 頻率等細節。

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