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张小明教授

电　　话027-87559416

邮　　箱cheungxm@hust.edu.cn

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个人简介

      张小明（Xiao-Ming Zhang，Professor），教授，博士生导师，华中科技大学“华中卓越学者”，国家优秀青年科学基金获得者（2017年）。2001年、2004年分别获吉林大学工程力学学士和固体力学硕士学位，2009年获上海交通大学机械电子工程博士学位。2010至2011年受洪堡基金会资助，在德国TU Darmstadt开展合作研究，2011年至今任教于威廉希尔。
      主要从事数字化制造与数控加工技术研究，在航空发动机关键部件数控加工工艺、切削过程仿真与表面完整性形成机制等方面开展了系统的工作，应用于中国航发重大型号发动机研制。主持国家自然科学基金五项，获江苏省科学技术奖一等奖，CIRP国际会议最佳论文奖等。担任中国航发沈阳黎明薄壁件加工实验室技术委员会主任，航天三院两机专项专家，《航空学报》青年编委等社会服务工作。

研究方向

1.高性能切削技术：航空发动机关键部件加工创新工艺方法、金属与复合材料切削过程原位成像、切削表面完整性、极端工况材料力学特性与本构辨识
2.数字化智能化制造：加工动力学与物理仿真、加工过程大数据、高性能加工机器学习
3.工业软件研制：CAM与加工仿真软件、数字图像相关（DIC）应用软件

开设课程

Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology (外国留学生本科生课)

科研项目

主持的科研项目：
1.国家自然科学基金，“航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础”重大研究计划重点项目，基于原位感知技术的航空发动机关键零件加工表面完整性调控研究，300万，2022-2025
2.国家自然科学基金，优秀青年科学基金，数字化制造与数控加工技术，130万，2018-2020
3.国家自然科学基金，“共融机器人基础理论与关键技术研究”重大研究计划培育项目，基于仿生学的多机器人加工作业任务规划研究，60万，2017-2019
4.国家自然科学基金，青年-面上连续资助，基于五轴加工运动综合的复杂零件铣削表面完整性创成机理研究，80万，2014-2017
5.国家自然科学基金，青年科学基金，点-线扫掠运动设计的NURBS方法及其在五轴数控加工中的应用，20万，2011-2013
6.国防科工局工业软件项目，***数控加工编程与仿真软件技术研究
7.中国航空发动机集团产学研合作项目（应用单位：中国航发沈阳黎明公司和成发公司），钛合金整体叶盘数字化修复技术研究
8.中国航发南方工业有限公司项目，铸造高温合金车削加工微裂纹形成机理及控制技术研究
9.中国航发南方工业有限公司项目，基于变形控制的薄壁多孔轴铣削加工参数优化与仿真应用
10.中国航发贵州黎阳航空动力有限公司项目，整体叶环高效精密加工关键技术研究与应用示范
11.航天科工三院北京动力机械研究所（31所）项目，复合材料超声振动加工及变形控制技术研究 

承担多项国家自然科学基金和工业软件研制任务，开展了切削过程原位成像技术、工艺知识机器学习等特色性工作，适合于理论探索和技术创新，欢迎机械、力学、材料物理、软件工程方向的同学报考硕士和博士研究生；欢迎多学科背景的博士后加入课题组共同成长。

QQ与微信号：77134803
办公室：先进制造大楼B222

论文专著与专利

代表性论文 ：
1.Dong Zhang, Xiao-Ming Zhang*, Han Ding, Inverse identification of material plastic constitutive parameters based on the DIC determined workpiece deformation fields in orthogonal cutting. The 4th CIRP Conference on Surface Integrity, Tianjin China 2018. Best Paper Award.

2.Xiao-Ming Zhang, A study on the orthogonal cutting mechanism based on experimental determined displacement and temperature fields. The Keynote at the 7th CIRP Conference on High Performance Cutting, Chemnitz Germany 2016.

3.Dong Zhang, Markus Meurer, Xiao-Ming Zhang*, Thomas Bergs, Han Ding. 2022.  Understanding kinematics of the orthogonal cutting using digital image correlation—measurement and analysis. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 144 (3), 031008

4.Dong Zhang, Xiao-Ming Zhang*, Guang-Chao Nie, Zheng-Yan Yang, Han Ding. 2021. Characterization of material strain and thermal softening effects in the cutting process. International Journal of Machine Tools and Manufacture 160, 103672

5.Le Cao, Tao Huang, Xiao-Ming Zhang*, Han Ding. 2021. Generative adversarial network for prediction of workpiece surface topography in machining stage. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 26(1): 480 - 490

6.Guang-Chao Nie, Ke Zhang, J. C. Outeiro, Serafino Caruso, Domenico Umbrello, Han Ding, Xiao-Ming Zhang*. 2020. Plastic strain threshold determination for white layer formation in hard turning of AISI 52100 steel using micro-grid technique and finite element simulations. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 142(3), 034501

7.Xiao-Ming Zhang*, Ke Zhang, Dong Zhang, Jose Outeiro, Han Ding. 2019. New in situ imaging-based methodology to identify the material constitutive model coefficients in metal cutting process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 141(10), 101007

8.Le Cao, Xiao-Ming Zhang*, Tao Huang, Han Ding. 2019. Online monitoring machining errors of thin wall workpiece: a knowledge embedded sparse Bayesian regression approach. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 24(3): 1259-1270

9.Tao Huang, Xiao-Ming Zhang*, Jürgen Leopold, Han Ding. 2018. Tool orientation planning in milling with process dynamic constraints: a minimax optimization approach. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 140(11), 111002

10.Le Cao, Xiao-Ming Zhang*, Tao Huang, Han Ding. 2018. Derived nodes approach for improving accuracy of machining stability prediction. Journal of Vibration and Acoustics, Transactions of the ASME 140(3), 031017

11.Dong Zhang, Xiao-Ming Zhang*, Han Ding. 2018. Hybrid digital image correlation-finite element modeling approach for modeling of orthogonal cutting process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 140(4), 041018

12.Xin-Da Huang, Xiao-Ming Zhang*, Jürgen Leopold, Han Ding. 2018. Analytical model for prediction of residual stress in dynamic orthogonal cutting process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 140(1), 011002

13.Dong Zhang, Xiao-Ming Zhang*, Jürgen Leopold, Han Ding. 2017. Subsurface deformation generated by orthogonal cutting: analytical modelling and experimental verification. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 139(9), 094502

14.Xiao-Ming Zhang*, Dong Zhang, Le Cao, Tao Huang, Jürgen Leopold, Han Ding. 2017. Minimax optimization strategy for process parameters planning: toward interference-free between tool and flexible workpiece in milling process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 139(5), 051010

15.Xiao-Ming Zhang*, Xinda Huang, Li Chen, Jürgen Leopold, Han Ding. 2017. Effects of sequential cuts on white layer formation and retained austenite content in hard turning of AISI52100 steel. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 139(6), 064502

16.Dong Zhang, Xiao-Ming Zhang*, Wen-Jie Xu, Han Ding. 2017. Stress field analysis in orthogonal cutting process using digital image correlation technique. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 139(3), 031001

17.Xiao-Ming Zhang*, Li Chen, Han Ding. 2016. Effects of process parameters on white layer formation and morphology in hard turning of AISI52100 steel. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME 138(7), 074502 

18.Xin-da Huang, Xiao-Ming Zhang*, Han Ding 2016. A novel relaxation-free analytical method for prediction of residual stress induced by mechanical load during orthogonal machining. International Journal of Mechanical Sciences 115-116: 299–309

19.Tao Huang, Xiao-Ming Zhang*, Xiaojian Zhang, Han Ding. 2013. An efficient linear approximation of acceleration method for milling stability prediction. International Journal of Machine Tools and Manufacture 74: 56-64

20.Xiao-Ming Zhang*, Han Ding 2013. Note on a novel method for machining parameters optimization in a chatter-free milling process. International Journal of Machine Tools and Manufacture 72: 11-15

21.Xiao-Ming Zhang*, Limin Zhu, Dong Zhang, Han Ding, Youlun Xiong. 2012. Numerical robust optimization of spindle speed for milling process with uncertainties. International Journal of Machine Tools and Manufacture 61:9-19

22.Xiao-Ming Zhang, Limin Zhu*, Han Ding, Youlun Xiong 2012. Kinematic generation of ruled surface based on rational motion of point-line. Science China-Technological Sciences 55(1): 62-71 

23.Xiao-Ming Zhang, Limin Zhu, Han Ding*, Youlun Xiong 2012. Numerical robust stability estimation in milling process. Chinese Journal of Mechanical Engineering 25(5): 953-959

24.牟海阔,黄信达,袁益楚,张小明*,丁汉. 铝锂合金高速铣削表面完整性实验研究. 中国科学:技术科学, 2014(1):89-98.

25.张小明*,朱利民,丁汉,赵灿. 五轴加工刀具姿态球面NURBS曲线设计及优化. 机械工程学报, 2010(17), 140-144.

荣誉获奖

1. 上海市优秀博士论文，全国百篇优秀博士论文提名奖
2. 教育部新世纪优秀人才
3. 德国洪堡学者
4. 国家优秀青年科学基金获得者

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