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姓名： | 张魁 |
| 职称： | 教授 | |
| 所属部门： | ||
| 导师类别： | 硕士研究生导师 | |
| 导师主页： | 详见研究生导师主页>> |
一、个人简介
CSC海外联合培养博士、教授、硕士生导师、省优秀博士后创新人才、省级科技特派员、双师型导师、我们首届双创试验班首席导师、教育部2011年“学术新人奖”获得者。目前围绕隧道开挖智造、电磁俘能与智能传感、机器视觉/学习、数字孪生、非标机电一体化设备开发、工业软件编译等领域开展研究工作。主持国家自然科学基金青年项目1项、省自然科学基金3项、省优秀博士后创新人才计划项目1项、省创新环境建设计划1项、省教育厅科学研究项目3项(含重点项目1项)；作为子任务负责人参研国家重点研发计划1项；主持省级教改项目4项；各类纵、横向项目实际进账经费累计380万元。发表学术论文20余篇，其中：中科院一区TOP论文3篇、JCR一区论文2篇、SCI JCR二区、三区期刊论文各1篇、EI检索论文10余篇(含国内重点期刊3篇)；授权发明专利30余项；获广东省科技成果转化促进会科学技术奖一等奖、机械工业科学技术奖三等奖。
导师认真负责，和蔼可亲，欢迎对嵌入式开发、智能传感、机器视觉、数字孪生、自动化机电设备开发、软件编译等方向感兴趣的同学加入课题组，电子邮箱：zhangk@xtu.edu.cn。
针对想读博深造的同学，以及想毕业后直接就业的同学，分别提供有针对性的学术科研训练和横向项目开发指导，因材施教，成就你的梦想！
二、主要研究方向
●TBM智能传感测控系统开发及数字孪生实现；(目前已完成机电一体化的测控系统搭建，主控板嵌入式开发与数字孪生系统的初步调试)
●新型激光光学器件开发及辅助破岩系统集成；(在读研究生目前已制作出激光切割头样机，已发表中科院一区TOP论文2篇，申请发明专利2项)
●绿色再制造/先进制造技术研究(围绕滚刀刀圈再制造，异形零件磨粒流抛光等不同需求，现有在读研究生已着手搭建试验台，目前已发表中科院一区TOP论文1篇，申请发明专利1项)
●基于机器视觉和深度学习的工业机器人技术研究；(海工管道海生物自动去除机器人、TBM换刀机器人等研究主题，已完成方案设计与运动学仿真)
●非标机电一体化设备开发；(面向石油钻井平台生活区补能需求的风力发电系统等研究主题已完成方案结构设计与仿真校核，正在进行样机试制)
●工业软件开发；（基于PFC-Matlab的复合岩层下TBM掘进性能预测软件Demo版本已完成基本功能开发）
三、学习工作经历
●2025.01-至今，韦徳体育官网，伟德betvlctor体育官网，教授
●2020.01-2024.12，韦徳体育官网，伟德betvlctor体育官网，副教授
●2021.08-2023.08，韦徳体育官网，力学博士后流动站，博士后
●2016.08-2019.12，韦徳体育官网，伟德betvlctor体育官网，讲师
●2010.09-2016.05，中南大学，机械工程，博士，导师：夏毅敏
●2013.02-2014.03，英国赫尔大学，机械工程，联合培养博士，导师：Jingsheng Liu
●2010.06-2012.10，三一集团，研究总院，研发工程师
●2007.09-2010.06，中南大学，机械工程，硕士，导师：谭青
●2003.09-2007.06，中南大学，机械设计制造及其自动化，学士
四、人才培养
1. 入选校级优秀硕士学位论文3篇；
2. 指导本科生授权专利27项(发明专利7项)，获批软著9项；
3. 以第一指导老师身份指导本科生获省级以上学科竞赛26项，其中：国家级奖励12项，省级奖励14项；
4. 指导本科生获批国家级大创项目5项(1项结题评定优秀)、省级大创项目8项；
5. 本人在双创人才培养方面的业绩被新华社、湖南日报·新湖南、湘潭电视台和韦徳体育官网官网等各级媒体广泛报道。
五、获奖情况
1. “新型高效TBM刀盘设计与制造关键技术及应用”获2024年机械工业科学技术奖科技进步三等奖(排名第2)
2. “大直径智能化隧道掘进机关键技术研究及应用”获2023年广东省科技成果转化促进会科学技术奖科技成果进步一等奖(排名第14)
3.《创新创业实验班立体化人才培养模式改革与实践》荣获校级教学成果奖三等奖(排名第1)
4. 入选湖南省优秀博士后创新人才计划
5. 2019-2020学年和2020-2021学年获评“优秀班主任”荣誉称号各一次
6. 教育部2011年“学术新人奖”
7. 2016年“湖南省优秀毕业生”
六、科研项目
[1] 国家重点研发计划，车载复合材料高压储氢系统在线检测监测技术研究(2021YFB4000802)，子任务3：储氢气瓶在线声发射检测技术研究，子任务负责人，2023/10-2026/09，在研
[2] 国家自然科学基金青年项目(51704256)，主持，2018/01-2020/12，已结题
[3] 省教育厅科学研究项目重点项目(24A0126)，主持，2024/09-2026/12，已结题
[4] 省优秀博士后创新人才项目(2021RC2094)，主持，2021/08-2023/08，已结题
[5] 湖南省普惠性政策与创新环境建设计划，省级企业科技特派员项目(湘科发〔2021〕62号)，2021/08-2023/08，主持，已结题
[6] 省自然科学基金面上项目(2023113100412)，2023/01-2025/12，主持，在研
[7] 省自然科学基金面上项目(2020JJ4583)，2020/01-2022/12，主持，已结题
[8] 省教育厅科学研究项目优秀青年项目(22B0127)，主持，2022/09-2024/12，已结题
[9] 省教育厅科学研究项目一般项目(19C1756)，主持，2019/09-2021/12，已结题
[10] 省自然科学基金自科青年项目(2017JJ3292)，主持，2017/01-2019/12，已结题
[11] 横向项目，浅海海底油气管道维修配套工艺，主持，2024/08-2025/08，在研
[12] 横向项目，浅海油气管道维修配套机具设备研发，主持，2024/08-2025/08，在研
[13] 横向项目，液力锚式封隔器测试校核分析服务，主持，2023/08-2024/08，已结题
[14] 横向项目，基于FEM/DEM掘进机刀具载荷预测模型建模及布置优化设计方法研究，主持，2023/08-2024/08，已结题
[15] 横向项目，极端海况下石油海工管道修复用特种工装夹具研发，主持，2022/06-2023/12，已结题
[16] 横向项目，动物蛋白纤维及化工仿生纤维自动化生产工艺与装备设备研制，主持，2021/08-2023/09，已结题
[17] 横向项目，艾灸仪外观工业设计及内部结构优化，主持，2022/04-2023/07，已结题
[18] 横向项目，第一代智能中药配伍燃雾式室内环境消杀仪研发，主持，2022/08-2023/08，已结题
七、代表性论著
[1] Zhang k*, Xiao S, Liu W, et al. Feasibility study of an adjustable-power laser cutting head for TBM applications: Focus on rock fragmentation efficiency and energy consumption[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2025.(中科院一区TOP期刊)
[2] Zhang k*, Xiao S, Liu W, et al. Analysis of the distributed laser-assisted rock breaking mechanism by TBM disc cutters – based on microscopic scale scratch tests and macroscopic scale scaled-down disc cutter indenter penetration tests[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2025.(中科院一区TOP期刊)
[3] Zhang K*, Dai S, Jiang B, et al. Simulation optimization and experimental research on heat-treatment process for ring remanufacturing of TBM disc cutters. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY,2023.(中科院一区TOP期刊)
[4] Zhang K*, Pan Q , Xu G ,et al.Experimental investigation on rock breaking by the TBM cutter assisted with the laser-induced groove[J].Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2024, 83(9):1-16.DOI:10.1007/s10064-024-03837-0.(JCR一区)
[5] Zhang K*, Dai S, Jiang B, et al. Feasibility Study for the Remanufacturing of H13 Steel Heat-Treated TBM Disc Cutter Rings with Uniform Wear Failure Using GMAW. Materials, 2023, 16(3): 1093. (JCR一区)
[6] Zhang K*, Kuang M, Liu J, et al. Accuracy Assessment of “Step-by-Step” Simulation Modeling Method for Rock Breaking by TBM Disc Cutters Assisted with Laser. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 2023. (JCR三区)
[7] Zhang K*, Zhang Y, Liu J, et al. Research on Spatial Kinematics and Cutting Load Characteristics of TBM Disc Cutters. Geotechnical and Geological Engineering, 2023, 41(1): 337-352. (EI)
[8] Zhang K*, Liu W, Yao X, et al. Investigation on Two-Step Simulation Modeling Method for Rock Breaking by TBM Disc Cutters Assisted with Laser. KSCE Journal of Civil Engineering, 2022, 26(6): 2966-2978. (SCI)
[9] 张魁,陈振宇,杨长,等.基于小孔应力集中的激光预钻孔条件下TBM滚刀侵岩模型建模与试验验证[J].岩土工程学报,2024, 46(6):1279-1288.(EI/国内重点期刊)
[10] 张魁,张玉林,郑学军,等.基于空腔膨胀理论的TBM盘形滚刀侵岩载荷模型建模分析及试验验证[J].岩土工程学报,2022,44(12):10.
[11] 张魁*,杨长,陈春雷,等.激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究.岩土力学,2022,43(01):87-96. (EI/国内重点期刊)
[12] 张魁,陈春雷,郑学军,等.基于脉冲涡流的TBM盘形滚刀磨损检测方法[J].中国铁道科学,2023,44(3):122-129. (EI)
八、部分授权发明专利
[1] 一种用于TBM滚刀破岩过程的微量磨损检测方法 CN113686780B
[2] 一种模拟激光辅助刀具破岩过程的仿真建模方法 CN112560317B
[3] 一种临空面破岩工况岩石试样块围压施加装置 CN111238949B
[4] 一种破岩刀具材料-密实核物质对磨试验装置 CN112730133B
[5] 一种刀圈试样岩石对磨试验装置及其刀圈试样夹持工装 CN113418813B
[6] 一种可模拟不同滑移率的刀圈试样岩石对磨试验方法 CN113418814B
[7] 一种TBM滚刀动静加载线切割试验台 CN109506925B
[8] 一种盾构机滚刀运动轨迹检测系统CN114737983B
[9] 一种远程控制翘板开关的辅助装置CN115512995B
[10] 一种可驱灭蚊虫的蚊帐CN109770620B
[11] 一种液压马达减速器工况模拟试验台及其设计方法CN108362496B
[12] 一种水面救援装置CN108622335B
[13] 一种诱导型汤剂类药物幼儿喂药装置CN109199864B
