韋凱教授 -湖南大學

韋凱
教授中國科協(xié)青年人才托舉湖湘青年英才
所在單位 : 機械與運載工程學院|
學科 : 力學

姓名: 韋凱
系別: 力學與航空航天系
職稱/職務: 教授，博士生導師,，力學與航空航天系副主任,，岳麓學者，湖湘青年英才

E-mail: [email protected]

教育背景
2010.09-2015.07：  北京大學固體力學專業(yè),，獲理學博士學位

2006.09-2010.07：  重慶大學工程力學系,，獲工學學士學位


工作履歷
2024年1月-至今： 湖南大學機械與運載工程學院，力學與航空航天系,，教授,，博士生導師

2019年1月-2023年12月： 湖南大學機械與運載工程學院，力學與航空航天系,，副教授,，博士生導師

2015年11月-2018年12月： 湖南大學機械與運載工程學院，力學與航空航天系,，助理教授,，碩士生導師



教學工作
1.《工程力學》(課程負責人)

2.《現代力學概論》（課程負責人）

3.《材料力學》（國家一流本科課程，共同講授）

4.《力學進展》（研究生,，共同講授）

研究生招生
每年可招收4名碩士研究生（可招收力學,、航空宇航科學與技術、機械,、車輛專業(yè)研究生）,，1名博士研究生。

已培養(yǎng)多名博士研究生畢業(yè)后進入高校任職,。

已培養(yǎng)多名碩士研究生畢業(yè)后獲CSC資助和國外學校全獎,，前往英國、加拿大等攻讀博士學位，或進入雙一流高校攻讀博士學位,。

指導研究生多人次獲“湖南省優(yōu)秀碩士論文”,、“湖南省優(yōu)秀畢業(yè)研究生”、“湖南大學優(yōu)秀畢業(yè)研究生”,、“研究生國家獎學金”等榮譽獎勵,。

學術兼職
1. 中國復合材料學會 車輛工程復合材料委員會 委員， 軌道交通復合材料專業(yè)委員會 委員,， 青年工作委員會 委員,。

2. 湖南省力學學會理事，國家自然科學基金,、浙江省,、四川省、廣東省自然科學基金評審專家,。

3.《湖南大學學報（自然科學版）》,、《中南大學學報（自然科學版）》、《現代應用物理》期刊青年編委,。

4. 期刊審稿人：Virtual and Physical Prototyping,、Additive Manufacturing、Mechanics of Materials,、Materials & Design,、Composite Structures、Composites Part B,、International Journal of Mechanical Sciences,、Smart Materials and Structures、Thin-Walled Structures

研究領域
學科領域：輕量化多功能材料與結構設計制造,，面向衛(wèi)星及高超聲速飛行器,、新能源汽車、運動醫(yī)學中骨科植入體等工程結構需求的新材料與先進結構,，開展輕量化多功能設計制造與評價,，已在JMPS、IJSS,、CST等固體力學與復合材料權威期刊發(fā)表論文60余篇,，論文被引用2000余次。

主要研究方向：

1. 力學超材料：研究力學超材料設計優(yōu)化方法,、增材制造工藝及實驗表征方法,，以實現輕量化、多功能集成（熱膨脹,、泊松比,、強度,、剛度等），以用于變體飛行器,、衛(wèi)星天線等航天器結構,、汽車吸能結構、骨科植入體等,。

2. 復合材料工藝與力學：研究汽車車身輕質復合材料高效率成型工藝，先進復合材料纖維織物成型特性,、復合材料/金屬連接,，復合材料汽車零部件輕量化設計與優(yōu)化。

3. 增材制造工藝與力學：面向航空航天工程結構中復雜零部件對輕量化,、高強度及多功能的應用需求,，研究功能金屬及多孔結構的一體化設計理論、增材制造工藝與宏微觀性能表征評價方法,。

4. 航天器結構設計：面向高超聲速飛行器的輕質集成式熱防護需求,，開展陶瓷及陶瓷基復合材料與結構的高溫力學行為、傳熱學特性,、承載-防隔熱一體化熱防護系統(tǒng)設計及優(yōu)化,，為飛行器提供熱防護解決方案。

5. 運動醫(yī)學生物力學：面向主動健康與康復醫(yī)療需求,，開展運動醫(yī)學中足踝,、肩關節(jié)等生物力學數值分析方法，骨科植入體,、康復輔具的力學與智能化設計方法,、增材制造工藝與臨床評價研究。

科研項目
18. 國家自然科學基金面上項目,；2024-2027

17. 北京空間飛行器總體設計部技術研發(fā)項目,；2023-2024

16. 湖南省自然科學基金面上項目；2024-2026

15. 湖湘青年科技創(chuàng)新人才（湖湘青年英才）人才項目,；2021-2024

14. 中國科協(xié)“青年人才托舉工程”人才項目,； 2018-2022

13. 國家重點研發(fā)計劃子課題；2022-2025

12. 湖南大學優(yōu)秀青年人才培育計劃項目,；2022-2025

11. 國防科技基礎加強計劃技術領域基金項目,；2021-2023

10. 中航工業(yè)成都飛機設計研究所技術研發(fā)項目；2021-2024

9. 湖南省自然科學基金面上項目,；2021-2023

8. 國家自然科學基金面上項目,；2020-2023

7. 汽車車身先進設計制造國家重點實驗室人才培育項目；2022-2024

6. 高性能復雜制造國家重點實驗室開放基金,；2022-2023

5. 工業(yè)裝備結構分析國家重點實驗室開放基金,；2018-2020

4. 機械結構強度與振動國家重點實驗室開放基金,；2018-2020

3. 國家自然科學基金青年項目；2017-2019

2. 湖南省自然科學基金青年項目,； 2017-2019

1. 湖南大學青年教師成長計劃項目,；2016-2020

學術成果
代表性學術論文:

一、力學超材料：

[5] Kaiyu Wang, Zhonggang Wang, Kai Wei*, Xujing Yang, Multimaterial metamaterials: Customize targeted thermal deformation modes responding to time- and space-variant temperature stimuli, ACS Applied Materials & Interfaces, 2024, 16: 39981-39992.

[4] Xiaoyujie Xiao, Jiaxin Chen, Kaiyu Wang, Yinzheng Yu, Kai Wei*, Multi-material additively manufactured metamaterials functionalized with customizable thermal expansion in multiple directions, ACS Applied Materials & Interfaces, 2023, 15: 47434-47446.

[3] Kaiyu Wang, Jiaxin Chen, Zhentong Han, Kai Wei*, Xujing Yang, Zhonggang Wang, Daining Fang, Synergistically program thermal expansional and mechanical performances in 3D metamaterials: Design-Architecture-Performance, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2022, 169: 105064.

[2] Kai Wei, Xiaoyujie Xiao, Wentao Xu, Zhengtong Han, Yazhuo Wu, Zhonggang Wang*, Large programmable coefficient of thermal expansion in additively manufactured bi-material mechanical metamaterial, Virtual and Physical Prototyping, 2021, 16: S53-S65.

[1] Kai Wei, Haosen, Chen, Yongmao Pei, Daining Fang, Planar lattices with tailorable coefficient of thermal expansion and high stiffness based on dual-material triangle unit, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2016, 86: 173-191.（2018-2024 ESI高被引論文）



二,、復合材料工藝與力學：

[5] Xinxin Xu, Kai Wei*, Ming Mei, Maojun Li, Xujing Yang, An ultrasound-assisted resin transfer molding to improve the impregnation and dual-scale flow for carbon fiber reinforced resin composites, Composites Science and Technology, 2024, 255: 110710.

[4] Ming Mei, Jielin Huang, Siya Yu, Tai Zeng, Yujia He*, Kai Wei*, Shear deformation characterization and normalized method of tricot-stitched unidirectional non-crimp fabric, Composites Science and Technology, 2024, 246: 110391.

[3] Yujia He, Ming Mei, Kai Wei*, Xujing Yang, Shuyong Duan, Xu Han, Interlaminar shear behavior and meso damage suppression mechanism of stitched composite under short beam shear using X-ray CT, Composites Science and Technology, 2022, 218: 109189.

[2] Ming Mei, Yujia He, Xujing Yang, Kai Wei*, Zhaoliang Qu, Daining Fang, Shear deformation characteristics and defect evolution of the biaxial ±45° and 0/90° glass non-crimp fabrics, Composites Science and Technology, 2020, 193: 108137.

[1] Yujia He, Ming Mei, Siya Yu, Kai Wei*, Drop-weight impact behaviour of stitched composites: Influence of stitching pattern and stitching space, Composites Part A, 2023, 172: 107612.



三,、增材制造工藝與力學：

[5] Qidong Yang, Kai Wei*, Zhaoliang Qu*, Xujing Yang, Daining Fang, In-situ X-ray computed tomography of high temperature tensile behavior for laser powder bed fused Invar 36 alloy, Additive Manufacturing, 2024, 83: 104072.

[4] Zhengtong Han, Kai Wei*, Multi-material topology optimization and additive manufacturing for metamaterials incorporating double negative indexes of Poisson’s ratio and thermal expansion, Additive Manufacturing, 2022, 54: 102741.

[3] Keqiang Zhang, Kaiyu Wang, Jiaxin Chen, Kai Wei*, Bo Liang*, Rujie He*, Design and additive manufacturing of 3D-architected ceramic metamaterials with programmable thermal expansion, Additive Manufacturing, 2021, 47: 102338.

[4] Ye Zhou, Qidong Yang, Kai Wei*, Additively manufactured multi-functional metamaterials: low coefficient of thermal expansion and programmable Poisson's ratio, Virtual and Physical Prototyping, 2024, 19(1): e23023714.

[1] Qidong Yang, Shuo Yang, Shiyu Ma, Junhan Zhou, Ye Zhou, Rongzheng Huang, Kai Wei*, Zhaoliang Qu*, Xujing Yang, In-situ X-ray computed tomography tensile tests and analysis of damage mechanism and mechanical properties in laser powder bed fused Invar 36 alloy, Journal of Materials Science & Technology, 2024, 175: 29-46.



四、航天器結構設計：

[5] Kai Wei, Wentao Xu, Bin Ling*, Xujing Yang, Daining Fang, Multi-functional cylindrical metastructures to simultaneously program both thermal expansion and Poisson's ratio, Extreme Mechanics Letters, 2021, 43: 101177.

[4] Xiuwu Wang, Kai Wei*, Kaiyu Wang, Xujing Yang, Zhaoliang Qu, Daining Fang, Effective thermal conductivity and heat transfer characteristics for a series of lightweight lattice core sandwich panels, Applied Thermal Engineering, 2020, 173: 115205.

[3] Kai Wei, Xiuwu Wang, Xujing Yang, Zhaoliang Qu*, Yong Tao*, Daining Fang, Heat transfer mechanism and characteristics of high temperature ceramic cellular sandwich, Applied Thermal Engineering, 2019, 154: 562-572.

[2] Xiuwu Wang, Kai Wei *, Yong Tao, Xujing Yang, Hao Zhou, Rujie He, Daining Fang, Thermal protection system integrating graded insulation materials and multilayer ceramic matrix composite cellular sandwich panels, Composite Structures, 2019, 209: 523-534.

[1] Kai Wei, Yong Peng, Kaiyu Wang, Fan Yang, Su Cheng, Tao Zeng*, High temperature mechanical properties of lightweight C/SiC composite pyramidal lattice core sandwich panel, Composite Structures, 2017, 178: 467-475.



專利與軟著：

[5] 韋凱,，王開禹,，韓征彤，陳嘉馨,，一種超材料的優(yōu)化方法,、系統(tǒng)及設備，ZL202210233231.1

[4] 韋凱,，彭勇,，楊旭靜，陳嘉馨,，李茂君,，楊啟東，一種熱膨脹和泊松比可同時調控的三維超材料結構及其設計方法和應用,，ZL202010545049.0

[3] 韋凱,，韓征彤，王開禹,，陳嘉馨,，黃榮政，一種超結構的優(yōu)化方法,、系統(tǒng)及設備,，CN202111647640.8

[2] 韋凱，楊旭靜,，段書用,，莫富灝，杜慶勇,，肖志,，復合材料板材的制備系統(tǒng), ZL201720128224.X

[1] 韋凱，韓征彤,，曾景華,，黃榮政，劉曉陽,，陳興林,，李嘉隆,、隆雨航，基于Python的超材料拓撲優(yōu)化設計軟件,，2021SR1318124



學術交流
11.  韋凱,，變形可調控多功能超材料設計制造與評價，第三屆全國超材料大會,，烏鎮(zhèn),，2024年5月，邀請報告

10.  韋凱,，變形可調控超材料與結構多功能設計制造與評價,，第六屆航天航空航海產業(yè)發(fā)展論壇，長沙,，2023年9月,，主題報告

9.  韋凱,，溫度及力場加載下變形可調控超材料,，中國力學大會2021+1，線上,，2022年11月,，邀請報告

8.  韋凱，復合材料成型及力學性能實驗研究,，實驗力學青年學者論壇,，線上，2022年4月,，邀請報告

7.  韋凱,，溫度及力場加載下變形可調控超材料設計方法，第十六屆全國物理力學學術會議,，北京, 2021年8月, 報告(20分鐘)

6.  韋凱,，復合材料纖維織物預成型特性研究，中國復合材料學會第76期高端青年沙龍,，北京,，2021年4月，邀請報告

5.  韋凱,，陶瓷基復合材料夾芯結構熱防護系統(tǒng)設計,，第四屆中國國際復合材料科技大會，復合材料結構輕量化專題,， 珠海, 2019年11月, 報告(25分鐘)

4.  韋凱,，熱膨脹及泊松比可調控多孔超材料集成設計，中國力學大會2019,，多功能復合材料及結構專題,， 杭州, 2019年8月, 邀請報告

3.  韋凱,，輕質點陣復合材料與結構多功能設計，2018年全國固體力學學術會議, 哈爾濱, 2018年11月, 邀請報告

2.  韋凱,，輕質點陣超材料熱膨脹調控設計方法,，先進復合材料應用發(fā)展論壇 , 成都, 2018年7月, 邀請報告

1.  韋凱，熱膨脹系數可調控的三維輕質點陣結構, 中國力學大會, 北京, 2017年8月

獎勵與榮譽
19. 2023年 全球前2%頂尖科學家（2023年度）

18. 2023年 全國周培源大學生力學競賽優(yōu)秀指導教師獎

17. 2023年 第十八屆湖南大學“長豐獎勵基金”學院建設突出貢獻獎

16. 2022年 湖南省優(yōu)秀碩士學位論文指導教師

15. 2022年 第十七屆湖南大學“長豐獎勵基金”學院建設突出貢獻獎

14. 2021年 湖湘青年科技創(chuàng)新人才（湖湘青年英才）

13. 2021年 湖南大學青年教工黨員示范崗 榮譽稱號

12. 2021年 湖南大學本科畢業(yè)設計（論文）優(yōu)秀指導教師

11. 2020年 湖南大學優(yōu)秀教師新人獎

10. 2020年 湖南大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)優(yōu)秀指導教師   

9. 2019年 湖南大學優(yōu)秀教師

8. 2019年 全國周培源大學生力學競賽優(yōu)秀指導教師獎

7. 2019年 湖南大學長豐優(yōu)秀教師獎

6. 2019年 第十四屆湖南大學“長豐獎勵基金”學院建設突出貢獻獎

5. 2018年 中國科協(xié)“青年人才托舉工程”入選者

4. 2018年 湖南大學機械與運載工程學院優(yōu)秀共產黨員

3. 2018年 湖南大學本科畢業(yè)實習優(yōu)秀指導教師

2. 2017年 湖南大學機械與運載工程學院優(yōu)秀共產黨員

1. 2016年 湖南高等學校教師崗前培訓優(yōu)秀學員



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