刘海涛

基本信息 科学研究 教育教学 论文专著 团队和学生培养 新建主栏目 基本信息 名称 刘海涛，1982年生，工学博士，教授/博士生导师，哈尔滨工业大学先进技术研究院副院长，研究方向为超精密与微纳制造和生物增材制造。 主持国家自然科学基金项目、国家科技重大专项，参加国家重大科技专项、国家自然基金重点项目、国家重点研发计划等各类科研项目20余项。近年来，获省级科技发明二等奖1项，科技进步二等奖1项，自然科学三等奖1项；任英国《Journal of Micromanufacturing》杂志副编辑；发表科研论文60余篇，其中SCI检索30篇，JCR一区文章10篇，影响因子总和100+，SCI他引200余次。申请国家发明专利33项，已授权29项；获得软件著作权1项；参编中英文专著各1部。 科研获奖 名称 植入材料微纳加工表层界面相容性调控与性能优化研究，黑龙江省高校科技奖二等奖（第二完成人），2020 黑龙江省科技发明二等奖（第一完成人），2018.12 黑龙江省机械工业科学技术发明一等奖（第一完成人），2018.03 微细和超精密切削的基础理论及装备技术研究，黑龙江省自然科学三等奖（第四完成人），2017.09 多晶难加工材料微纳车铣加工关键技术及装备，黑龙江省科技进步二等奖（第二完成人），2016.08 工作经历 名称 2023.12-至今，哈尔滨工业大学先进技术研究院，副院长 2020.12-至今，哈尔滨工业大学机电工程学院，教授/博士生导师 2019.04-2020.12，哈尔滨工业大学机电工程学院，副教授/博士生导师 2016.12-2020.12，哈尔滨工业大学机电工程学院，副教授 2013.10-2014.10，英国斯特拉斯克莱德大学，访问学者 2012.03-2016.12，哈尔滨工业大学机电工程学院，讲师 2010.12-2014.12，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，博士后 教育经历 名称 2006年-2010年, 哈尔滨工业大学, 机械制造及其自动化专业，博士 2004年-2006年, 哈尔滨工业大学, 机械制造及其自动化专业，硕士 2000年-2004年, 哈尔滨工业大学, 机械设计制造及其自动化专业，学士 主要任职 名称 英国《SAGE-MICROMANUFACTURING》杂志副编辑、编委 The International Academy of Engineering and Technology（国际工程与技术学会）会员 担任《中国科学》、《Advanced Materials》、《Small Methods》、《Bioactive Materials》、《Applied Surface Science》等20余种国内外期刊的审稿人 研究领域 名称 1.增材制造（促生物3D打印/柔性传感器） 【促生物3D打印】课题组依托国家自然基金项目，积极开展关于血管支架3D打印制备等研究。重点研究基于3D打印技术的制备工艺和相关打印设备。 课题组关于血管支架高被引论文DOI：10.1007/s42242-020-00109-0 针对血管中空结构打印难的问题，课题组针对现有打印设备，开发了一种全新的材料填充方案，并申请了专利。 课题组关于新颖制造图案化异质组织结构的工作流程论文DOI：10.1016/j.matdes.2023.111737 并且针对制备带有梯度组织的结构，设计了全新的集成式打印头。 课题组关于新型打印头设计论文DOI：10.1016/j.matdes.2023.111866 【柔性传感器】在智慧生活方面，能自供电的传感器是一种重要的发展趋势。基于压电原理，课题组在柔性压电传感器上有较深的研究。 课题组关于柔性压电传感器论文DOI：10.1007/s10854-022-09536-4 通过实验与仿真，探究压电传感器中各相参数与其输出性能。 课题组关于梯度压电复合纳米发电机论文DOI：10.1088/1402-4896/ad0695 与此同时，使用了实验室相关3D打印设备，制备了一批压电传感器，并测试了其性能。 课题组关于可穿戴压电传感器论文DOI：10.1088/2058-8585/ad078e 组内研究生在高水平期刊上多次发表论文： 2.超精密与微纳制造 超精密制造有着久远的发展历史，相比欧美，我国起步较晚，在工业母机（超精密加工机床、3D打印设备等）方面研究还不够成熟。近些年来，随着有限元软件的兴起，制造×材料相结合的趋势愈发明显，使得这一传统学科在机理研究方面爆发出了想当潜力。课题组有着丰富的设计超精密机床的经验，目前正在围绕一台搭建中的4轴超精密机床展开相关研究，包括但不限于机床整体设计、气浮主轴承载、加工微阵列透镜等。 已经搭建好的机床，与正在搭建中的机床 气浮导轨设计与承载仿真 针对光学领域的微透镜阵列加工困难的问题，课题组成员利用一种全新的高斯滤波方案，预测并分析了加工轨迹以及加工后工件表面粗糙度。该方案解决了微透镜阵列刀具轨迹在不连续处速度和加速度的突变问题。 课题组关于微透镜阵列论文DOI：10.1016/j.jmapro.2023.07.037 基于现有机床，开展了脆性（玻璃）与塑性（轴承钢）等先进材料的机械加工研究。对于玻璃的断裂边界与失效形式展开了丰富的实验与仿真研究： 玻璃脆性裂纹形成规律研究与切削过程仿真 对于复合材料切削过程中的缺陷问题，课题组基于ABAQUS有限元软件，使用UMAT子程序，模拟了复合材料中塑性相与脆性相的结合形式与损伤机制。通过切削仿真，对实际加工做出指导并抑制损伤的扩展。 复合材料切削仿真 对于塑性材料，课题组目前与材料学院合作，致力于解决我国高端航空发动机轴承中的制造问题，从材料本身入手进行了跨尺度研究，小到原子动力学仿真，大到宏观单磨粒磨削仿真。为了解决磨削表面变质层力学性能测试难的关键问题，利用ABAQUS中的UMAT子程序，基于晶体塑性有限元理论，从晶体层面揭示了磨削变质层中微观组织对其力学性能影响的规律。 分子动力学仿真 课题组关于单磨粒磨削仿真模型论文DOI：10.1016/j.jmapro.2023.12.016 课题组关于晶体塑性有限元的拉伸仿真论文DOI：10.1016/j.jmrt.2023.10.195 组内研究生在高水平期刊上多次发表论文： 3.精密调整装置 围绕国家重大科技专项精密调整装置相关技术展开研究。 主要科研项目 项目名称 表面形貌与细胞力学刺激可协同调控的促血管化组织工程支架研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 2023.01 结束时间 2026.12 项目经费 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 制造过程中轴承承载区微结构的形成、演化、损伤机制与控制技术 项目来源 国家自然科学基金重点项目 开始时间 2021.01 结束时间 2025.12 项目经费 300万 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 全口径补偿抛光的数控系统及机床精度研究 项目来源 国家重大科技专项 开始时间 2017.04 结束时间 2020.12 项目经费 219万 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 齐齐哈尔高新区高端制造技术创新公共服务中心技术服务 项目来源 齐齐哈尔市重点研发计划 开始时间 2017.11 结束时间 2022.11 项目经费 400万 担任角色 负责 项目类别 横向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 “高性能激光晶体超精密磨削技术与装备”子课题-高动态特性超课精密磨削机床研制 项目来源 国家重点研发计划项目 开始时间 2016.01 结束时间 2021.05 项目经费 497万 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 大径厚比光学元件低应力夹持多因素耦合作用机理及实验研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 结束时间 项目经费 25万 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 大口径KDP晶体单点金刚石飞切超精密机床 项目来源 国家科技重大专项 开始时间 结束时间 项目经费 786万 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 讲授课程 名称 本科生课程：《机械制造装备设计》 本门课是机械设计制造及其自动化专业的主干专业课，它以机械制造装备为研究对象，重点介绍机械制造装备设计相关理论和技术。内容以金属切削机床、机床夹具和刀具为主线，较为全面、系统地讲述机械制造装备的设计原理和方法。课程注重理论联系实际，注重所学知识的综合应用,使学生具备机械制造装备总体设计和结构设计能力。 本科生创新研修课：《精密微细加工技术》 本门课是机械设计制造及其自动化专业的创新研修课，主要面向本科生结合实际课题项目，教授精密加工技术、微细加工技术的基础知识和相关应用。 教学成果 名称 2015.07 哈尔滨工业大学本科优秀毕业论文指导教师。 论文专著 名称 Bohan Zhang; Haitao Liu*; Mingliang Zhang; Chuyan Dai; Zhenwei Xie; Xinxin Ma; Yazhou Sun, New layering strategy and the gradient microstructure distribution of surface metamorphic layer for 8Cr4Mo4V steel by grinding. Archiv.Civ.Mech.Eng 24, 42 (2024).（IF=4.3，JCR1区） Bohan Zhang; Haitao Liu*; Mingliang Zhang; Chuyan Dai; Zhenwei Xie; Xinxin Ma; Yazhou Sun, Surface crack analysis of 8Cr4Mo4V steel based on Crystal/Phase microstructure model by grinding, Journal of Manufacturing Processes 109 (2024) 151–161.（IF=6.2，中科院1区TOP） Xiaoquan Shi, Yazhou Sun*, Haiying Tian, Dekai Li, Haitao Liu*, Functional gradient piezoelectric composite nanogenerator for self-powered touch sensor, Physica Scripta,98 (2023)125917.（IF=2.9，JCR2区） Xiaoquan Shi, Yazhou Sun*, Haiying Tian, Haitao Liu*, Dekai Li,3D-printed wearable BaTiO3/PDMS piezoelectric nanogenerator for self-powered body movement sensing, Flexible Printed Electronics. 8 (2023) 045005（IF=3.1，JCR3区） Xiaoquan Shi, Yazhou Sun*, Haiying Tian, Puthanveettil Madathil Abhilash, Xichun Luo, Haitao Liu*, Material Extrusion FilamentWidth and Height Prediction via Design of Experiment and Machine Learning, Micromachines 2023, 14, 2091（IF=3.1，JCR3区） Bohan Zhang; Haitao Liu*; Mingliang Zhang; Chuyan Dai; Zhenwei Xie; Xinxin Ma; Yazhou Sun, Metamorphic layer properties with gradient microstructure distribution of 8Cr4Mo4V steel by grinding, Journal of Materials Research and Technology,27 (2023) 3679–3690（IF=6.4,中科院1区） Yazhou Sun; Zhicheng He; Cong Fu; Zhenwei Xie; Bohan Zhang; Haitao Liu*; Surface modeling and influencing factors for microlens array by slow tool servo machining, JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES, 2023, 102: 365-374（IF=6.2，中科院1区TOP） Pengju Wang, Yazhou Sun, Ziyang Ma, Liwei Diao, Haitao Liu*, V. 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