机械学院专栏《科苑·星坛》第十八期准时启航！本期将为大家介绍李勇老师。李老师长期致力于轻质材料复杂构件高性能成形制造技术研究，在金属与复合材料成形工艺仿真、柔性热成形、极端性能构件制造等方面取得系统性突破，本期将为本科生提供“数据驱动的金属热成形智能预测”与“热塑性复合材料柔性热成形技术”两个小微项目，欢迎对材料成形、智能制造、仿真建模、航空航天制造等领域有兴趣的同学加入，一起在“理论”与“工程”之间搭建桥梁，探索制造工艺的未来可能！

01  个人简介

李勇，博士，北京航空航天大学机械工程及自动化学院教授，飞行器制造工程系主任，国家级青年人才计划获得者。担任中国机械工程学会塑性工程分会委员、中国锻压协会薄壁结构流体成形技术委员会执行委员、北航沈阳黎明航空发动机钣金精密成形及控性联合实验室主任。本科、硕士毕业于浙江大学，后赴英国帝国理工学院攻读博士学位、开展博士后研究。主讲《工程热学》（中、英文）、《航空发动机制造工艺学》等本科课程以及《复合材料结构制造技术》、《科技英语》等研究生课程。主要从事轻质材料复杂构件高性能成形制造工艺基础及应用研究，在轻质材料-成形-应用一体化模拟与预测以及复杂构件高性能成形工艺研发方面取得了系列成果，突破了多类航空航天用复杂薄壁、空心、异质类构件成形过程形性演变精确预测与控制难题，并实现了其在工业生产中的应用，为巴西航空、中航工业集团、中国航发、中国航天科技等提供关键技术支撑。近五年主持国家/省部级自然科学基金、国家重大科技专项课题、型号研制相关项目10余项，在轻质材料成形制造领域顶级期刊 Int. J. Plasticity, Int. J. Mach. Tool. Manu., Comp. Part A 等发表 1 作/通讯作者论文40余篇，申请/授权发明专利10余项。

02  学术成果

1) 金属材料多场耦合制造全流程多尺度及智能仿真与应用

针对金属材料（铝、钛合金等）及金属基复合材料复杂薄壁构件热力耦合成形制造过程中微观组织与宏观变形/性能演变复杂、高效调控方法缺乏等问题，建立了基于物理机制的微-宏观跨尺度材料本构建模方法、基于晶体塑性有限元的微-宏观结构工艺仿真方法，实现了多类铝、钛合金及其复合材料热成形及焊接等制造全过程形性协同预测，为运载火箭、大型客机、直升机的大型壁板、框梁、封严环等关重构件制造工艺设计及研制应用提供关键技术支撑。

图1 大尺寸铝合金/铝基复材蒙皮/壁板构件成形技术研制及应用

2) 先进复合材料复杂薄壁构件柔性热成形技术

针对超混杂复合材料（金属-复材层合等）、热塑性复合材料成形性能低、成形过程物理-化学耦合影响因素多，复杂薄壁构件高质量无损成形困难等问题，提出了柔性介质冷/温/热系列成形新方法，突破了系列复合材料成形极限，建立了超混杂复合材料成形-固化过程全流程仿真模型，实现了其复杂薄壁构件柔性介质成形过程形性协同预测，开展了多类空天构件研制，为其批产应用奠定关键技术基础。

图2 复合材料复杂构件柔性热成形技术及模具设计制造技术

3) 极端性能复合材料结构高温高压柔性成形技术

面向航空航天用复杂、中空构件，且具备越来越高的耐温、传热等极端性能/功能要求构件，提出了高温高压下粉固耦合柔性成形制造技术，突破了复杂结构粉固耦合精确控形、异质材料复杂构件高性能连接等关键技术，实现了高导热高承载铝基复合材料、高耐磨铁基复合材料、高耐温薄壁钛基复合材料研制，支撑了封严环、喷口等多类发动机用高性能复杂构件研制应用。

图3 极端性能/功能材料及结构的粉固耦合高温高压柔性热成形技术

03  项目介绍

1.数据驱动的金属热成形智能预测技术

1)项目简介

基于项目团队前期具备的大量实验数据以及精确仿真模拟数据，瞄准未来智能化工艺生成与制造，探索机器学习/深度学习方法在金属热成形工艺快速预测、智能设计中的应用。

2)所需能力

材料力学基础知识

数据处理与分析能力

基础编程能力

团队协作能力

3)相关事项

项目周期：6-12个月

所需人数：1-3名本科生

2.热塑性复合材料柔性热成形技术

1)项目简介

基于项目团队提出的热塑性复合材料柔性热成形新技术及搭建的实验平台，开展典型结构件新工艺的基础实验设计、仿真分析与制造验证，为新一代飞机用热塑性复材承力构件研制提供技术方法支撑。

2)所需能力

材料力学基础知识

数据处理与分析能力

仿真分析能力

团队协作能力

3)相关事项

项目周期：3-9个月

所需人数：1-3名本科生

4)联系方式

电子邮箱：liyong19@buaa.edu.cn

04  老师寄语

以理论为基，用工程淬炼

让知识在星空与大地间穿行

以前沿为帆，以应用为锚

在突破与落地间寻找平衡

期待与大家共同探索

制造工艺新原理与新方法