韋凱教授 -湖南大學(xué)

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(xué)院|
學(xué)科 : 力學(xué)

姓名: 韋凱
系別: 力學(xué)與航空航天系
職稱/職務(wù): 教授，博士生導(dǎo)師，力學(xué)與航空航天系副主任，岳麓學(xué)者，湖湘青年英才

E-mail: weikai@hnu.edu.cn

教育背景
2010.09-2015.07：  北京大學(xué)固體力學(xué)專業(yè)，獲理學(xué)博士學(xué)位

2006.09-2010.07：  重慶大學(xué)工程力學(xué)系，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位


工作履歷
2024年1月-至今： 湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院，力學(xué)與航空航天系，教授，博士生導(dǎo)師

2019年1月-2023年12月： 湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院，力學(xué)與航空航天系，副教授，博士生導(dǎo)師

2015年11月-2018年12月： 湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院，力學(xué)與航空航天系，助理教授，碩士生導(dǎo)師



教學(xué)工作
1.《工程力學(xué)》(課程負(fù)責(zé)人)

2.《現(xiàn)代力學(xué)概論》（課程負(fù)責(zé)人）

3.《材料力學(xué)》（國家一流本科課程，共同講授）

4.《力學(xué)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(xué)、航空宇航科學(xué)與技術(shù)、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(xué)校全獎，前往英國、加拿大等攻讀博士學(xué)位，或進入雙一流高校攻讀博士學(xué)位。

指導(dǎo)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(xué)優(yōu)秀畢業(yè)研究生”、“研究生國家獎學(xué)金”等榮譽獎勵。

學(xué)術(shù)兼職
1. 中國復(fù)合材料學(xué)會 車輛工程復(fù)合材料委員會 委員， 軌道交通復(fù)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(xué)學(xué)會理事，國家自然科學(xué)基金、浙江省、四川省、廣東省自然科學(xué)基金評審專家。

3.《湖南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》、《中南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》、《現(xiàn)代應(yīng)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(lǐng)域
學(xué)科領(lǐng)域：輕量化多功能材料與結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)中骨科植入體等工程結(jié)構(gòu)需求的新材料與先進結(jié)構(gòu)，開展輕量化多功能設(shè)計制造與評價，已在JMPS、IJSS、CST等固體力學(xué)與復(fù)合材料權(quán)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(xué)超材料：研究力學(xué)超材料設(shè)計優(yōu)化方法、增材制造工藝及實驗表征方法，以實現(xiàn)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(jié)構(gòu)、汽車吸能結(jié)構(gòu)、骨科植入體等。

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

3. 增材制造工藝與力學(xué)：面向航空航天工程結(jié)構(gòu)中復(fù)雜零部件對輕量化、高強度及多功能的應(yīng)用需求，研究功能金屬及多孔結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計：面向高超聲速飛行器的輕質(zhì)集成式熱防護需求，開展陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)的高溫力學(xué)行為、傳熱學(xué)特性、承載-防隔熱一體化熱防護系統(tǒng)設(shè)計及優(yōu)化，為飛行器提供熱防護解決方案。

5. 運動醫(yī)學(xué)生物力學(xué)：面向主動健康與康復(fù)醫(yī)療需求，開展運動醫(yī)學(xué)中足踝、肩關(guān)節(jié)等生物力學(xué)數(shù)值分析方法，骨科植入體、康復(fù)輔具的力學(xué)與智能化設(shè)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(xué)基金面上項目；2024-2027

17. 北京空間飛行器總體設(shè)計部技術(shù)研發(fā)項目；2023-2024

16. 湖南省自然科學(xué)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(xué)優(yōu)秀青年人才培育計劃項目；2022-2025

11. 國防科技基礎(chǔ)加強計劃技術(shù)領(lǐng)域基金項目；2021-2023

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

9. 湖南省自然科學(xué)基金面上項目；2021-2023

8. 國家自然科學(xué)基金面上項目；2020-2023

7. 汽車車身先進設(shè)計制造國家重點實驗室人才培育項目；2022-2024

6. 高性能復(fù)雜制造國家重點實驗室開放基金；2022-2023

5. 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室開放基金；2018-2020

4. 機械結(jié)構(gòu)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(xué)基金青年項目；2017-2019

2. 湖南省自然科學(xué)基金青年項目； 2017-2019

1. 湖南大學(xué)青年教師成長計劃項目；2016-2020

學(xué)術(shù)成果
代表性學(xué)術(shù)論文:

一、力學(xué)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(fù)合材料工藝與力學(xué)：

[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(xué)：

[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(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)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(diào)控的三維超材料結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法和應(yīng)用，ZL202010545049.0

[3] 韋凱，韓征彤，王開禹，陳嘉馨，黃榮政，一種超結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設(shè)備，CN202111647640.8

[2] 韋凱，楊旭靜，段書用，莫富灝，杜慶勇，肖志，復(fù)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?fù)鋬?yōu)化設(shè)計軟件，2021SR1318124



學(xué)術(shù)交流
11.  韋凱，變形可調(diào)控多功能超材料設(shè)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(diào)控超材料與結(jié)構(gòu)多功能設(shè)計制造與評價，第六屆航天航空航海產(chǎn)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(diào)控超材料，中國力學(xué)大會2021+1，線上，2022年11月，邀請報告

8.  韋凱，復(fù)合材料成型及力學(xué)性能實驗研究，實驗力學(xué)青年學(xué)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(diào)控超材料設(shè)計方法，第十六屆全國物理力學(xué)學(xué)術(shù)會議，北京, 2021年8月, 報告(20分鐘)

6.  韋凱，復(fù)合材料纖維織物預(yù)成型特性研究，中國復(fù)合材料學(xué)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(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)熱防護系統(tǒng)設(shè)計，第四屆中國國際復(fù)合材料科技大會，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)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(diào)控多孔超材料集成設(shè)計，中國力學(xué)大會2019，多功能復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)專題， 杭州, 2019年8月, 邀請報告

3.  韋凱，輕質(zhì)點陣復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)多功能設(shè)計，2018年全國固體力學(xué)學(xué)術(shù)會議, 哈爾濱, 2018年11月, 邀請報告

2.  韋凱，輕質(zhì)點陣超材料熱膨脹調(diào)控設(shè)計方法，先進復(fù)合材料應(yīng)用發(fā)展論壇 , 成都, 2018年7月, 邀請報告

1.  韋凱，熱膨脹系數(shù)可調(diào)控的三維輕質(zhì)點陣結(jié)構(gòu), 中國力學(xué)大會, 北京, 2017年8月

獎勵與榮譽
19. 2023年 全球前2%頂尖科學(xué)家（2023年度）

18. 2023年 全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎

17. 2023年 第十八屆湖南大學(xué)“長豐獎勵基金”學(xué)院建設(shè)突出貢獻(xiàn)獎

16. 2022年 湖南省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文指導(dǎo)教師

15. 2022年 第十七屆湖南大學(xué)“長豐獎勵基金”學(xué)院建設(shè)突出貢獻(xiàn)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(xué)青年教工黨員示范崗 榮譽稱號

12. 2021年 湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）優(yōu)秀指導(dǎo)教師

11. 2020年 湖南大學(xué)優(yōu)秀教師新人獎

10. 2020年 湖南大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)優(yōu)秀指導(dǎo)教師   

9. 2019年 湖南大學(xué)優(yōu)秀教師

8. 2019年 全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎

7. 2019年 湖南大學(xué)長豐優(yōu)秀教師獎

6. 2019年 第十四屆湖南大學(xué)“長豐獎勵基金”學(xué)院建設(shè)突出貢獻(xiàn)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(xué)機械與運載工程學(xué)院優(yōu)秀共產(chǎn)黨員

3. 2018年 湖南大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)優(yōu)秀指導(dǎo)教師

2. 2017年 湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院優(yōu)秀共產(chǎn)黨員

1. 2016年 湖南高等學(xué)校教師崗前培訓(xùn)優(yōu)秀學(xué)員



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