為搭建師生科研交流的橋梁，播撒創(chuàng)新種子，機械學院全新專欄《科苑·星壇》正式啟幕！專欄每周將推介兩位科研導師，帶你深入他們的學術世界。每位老師或將帶來一個可供本科生參與的實驗室小微項目，作為你開啟科研實踐、競逐科技競賽的起點。首期精彩，敬請期待！
01 個人簡介
周文彬，博士，北航機械工程及自動化學院副教授，博士生導師，國家級青年人才。本科畢業(yè)于北航機械工程及自動化學院，碩士、博士畢業(yè)于英國帝國理工學院機械工程系，在英國帝國理工學院金屬成形與材料建模實驗室進行博士后研究。主講課程《測試技術基礎》《彈塑性穩(wěn)定理論》《航空宇航制造技術前沿》《復合材料結構制造技術》等。從事輕量化薄壁結構高性能成形制造技術、可成形性輕量化設計、超聲無損檢測評估等相關研究。近年來主持并參與了國家自然科學基金青年項目、“人工智能賦能工程科學前沿探索”專項項目、航空航天重點科研項目等多個國家/省部級項目。在Int J Mach Tools Manuf, Int J Mech Sci, Aerosp Sci Technol, NDT Int等塑性成形與航空航天領域SCI Q1區(qū)國際權威學術期刊發(fā)表論文20余篇。擔任中國空天動力聯(lián)合會試驗測試與檢測技術青年委員會委員和《塑性工程學報》青年編委。
02 學術成果
1)整體壁板成形材料統(tǒng)一本構建模與工藝仿真
整體壁板是飛行器等運輸系統(tǒng)的主承重結構。針對整體壁板成形過程中材料微觀組織和材料變形及強度調控難的問題。建立了微宏觀跨尺度統(tǒng)一本構模型，揭示了鋁合金在塑性區(qū)域應力松弛機理，提出了回彈補償算法指導了成形模具補償性設計，實現(xiàn)了整體壁板蠕變時效成形的精確成形。
圖1 輕量化成形材料統(tǒng)一本構建模與工藝仿真
2)整體壁板成形極限預測與優(yōu)化
針對整體壁板成形難度大易產生筋條失穩(wěn)缺陷的問題，建立了帶筋壁板彎曲力矩作用下彈塑性屈曲分析的半解析方法，實現(xiàn)了帶筋壁板彈性和塑性區(qū)間內屈曲應力的精準預測，研究了帶筋壁板的主要幾何參數(shù)對屈曲強度的影響，為大尺寸帶筋壁板同時實現(xiàn)高性能及輕量化目標的可制造性設計提供了理論支撐。
圖2 整體壁板成形極限預測與優(yōu)化
3)復雜曲面構件陣列超聲仿真與檢測技術
復雜曲面構件在航空航天等高端制造領域得到廣泛應用。針對復雜曲面構件缺陷高精度陣列超聲檢測難題，研發(fā)了超聲仿真軟件，具備靜態(tài)聲場分析、動態(tài)聲場響應以及檢測成像等功能，提出了復雜曲面陣列超聲檢測方法，實現(xiàn)渦輪盤、葉盤、風扇葉片等航空航天關鍵復雜曲面構件缺陷超聲檢測。
圖3 復雜曲面構件陣列超聲仿真與檢測成像技術
4)復雜曲面構件超聲智能檢測系統(tǒng)及缺陷智能識別
針對大型復雜曲面結構件檢測難度大的問題，突破了曲面仿形、軌跡規(guī)劃、多軸運動控制以及超聲采集與運動同步、基于深度學習的缺陷智能識別算法等技術，研發(fā)了14軸噴水超聲無損檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了平板、圓柱、雙向變曲率等大型復雜構件的二維、三維高精度超聲成像和典型缺陷的智能識別。
圖4 14軸噴水超聲無損檢測及智能識別系統(tǒng)
03 項目介紹
1)項目簡介
復合材料殘余應力無損超聲檢測技術
碳纖維增強樹脂基復合材料廣泛應用于航空航天領域。復合材料在固化成型過程中會產生殘余應力，可能導致材料對疲勞負荷敏感，降低使用壽命，因此需要對材料殘余應力進行無損測量，保證構件的質量、性能和可靠性。
2)所需能力
1.材料力學基本知識
2.數(shù)據(jù)處理和分析能力
3.團隊協(xié)作能力
4.實驗操作能力
3)相關事項
項目周期：2~6個月
所需人數(shù)：1~3名本科生
4)聯(lián)系方式
電子郵箱：zhou_wb94@163.com
04 老師寄語
愿同學們學業(yè)順利
盡享專業(yè)探索的樂趣
收獲知識沉淀的充實
帶著所學朝著理想堅定前行！
