中白 | 吕永涛副教授团队

【团队简介】

（1）团队构成

团队目前有中外联合指导老师共3人：

团队目前有在读博士研究生4人：

团队目前有在读国际留学生4人：

团队目前有在读硕士研究生10人：

（2）主要研究领域和研究方向

1. 智能仿生超结构设计及制备

针对航空航天、船舶等领域对减震、隔振效果好、性能效率高新结构的需求，设计智能仿生新结构并完成工程应用，适合对工程问题感兴趣的学生。

2. 基于机器学习的多孔结构反向设计

针对结构正向设计迭代次数多、效率低且性能难匹配工程需求的问题，采用机器学习的方法反向设计新结构并解决航空航天等领域的设计要求，适合对学术科研感兴趣的学生。

3. 生物仿生力学

从自然界中学习，通过研究啄木鸟头颅结构，设计出抗冲击新结构，解决工程中防冲击波，减隔振等需求，适合对工程问题感兴趣的学生。

4. 医疗器械力学设计及应用

针对临床对高性能糖尿病足鞋垫、椎间盘支架、血管支架的需求，进行创新性新结构设计，达到更好的诊疗效果，与各大医院开展合作，适合对生物力学及生命健康感兴趣的学生。

（3）取得的重要成果

近5年，团队发表SCI论文100余篇，发表专利20余项，主持国家及省部级项目10余项，获辽宁省奖2项，代表性重要成果如下：

1. 论文：Shunyu Zhang, Yongtao Lyu*, Bo Wang, Jinqi Zhang, Yuqing Zhou, Shengning Wang, Jianxing Liu, Guangyu Li*. From thermal-flow simulation to rapid process design: A machine learning-empowered multi-objective optimization method for aluminum alloy casting-rolling processes in aircraft interiors. Journal of Manufacturing Processes, 2026 

2. 论文：Hao Wang, Mohammed Rafiq Abdul Kadir, Hanxing Zhu, Yongtao Lyu*. A novel random chiral metamaterial with multi-step plateau: Vorochiral metamaterial. International Journal of Mechanical Sciences. 2026, 111438.

3. 论文：Xuzhe Qiu, Yunfei Lan, Ye Sun, Yang Xia, Mohammed Rafiq Abdul Kadir, Yongtao Lyu*. Design of a quasi-zero-stiffness metastructure for vibration isolation using bistable inclined beam. European Journal of Mechanics A - Solids, 2026, 106086.

4. 论文：Yongtao Lyu, Xiaoshuang Song, Hao Wang, Jian Jiang*. A novel mechanical metamaterial with tunable stiffness and individually adjustable poisson’s ratio. Materials Today Communications, 2024, 40: 110135.

5. 论文：Hao Wang, Yongtao Lyu*, Jian Jiang*, Hanxing Zhu. Data-driven inverse design of novel spinodoid bone scaffolds with highly matched mechanical properties in three orthogonal directions. Materials & Design, 2025, 251: 113697.

6. 论文：Xing Peng, Qiyuan Huang, Guoxian Zhang, Junyan Li*, Yongtao Lyu*, Zhongmin Jin. Compensating the anisotropic mechanical properties of electron beam melting-based Gyroid scaffolds using structural design. International Journal of Mechanical Sciences, 2022, 226: 107442.

7. 论文：Xiaobo Wang, Hanxing Zhu, Yongtao Lyu, Zuobin Wang, David Kennedy. The elastic properties and deformation mechanisms of actin filament networks crosslinked by filamins. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2020,112: 104075.

8. 论文：Yongtao Lyu, Zhentao Cui, Liangliang Cheng, Jian Li, Zhuoyue Yang, Hanxing Zhu, Chengwei Wu. Quantifying the discrepancies in the geometric and mechanical properties of the theoretically designed and additively manufactured scaffolds. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2020, 112: 104080.

9. 获奖：辽宁省科学技术进步奖二等奖，核级泵高性能水润滑轴承设计理论、分析软件及其应用，2020年

10. 获奖：辽宁省教育厅，辽宁省首届优秀研究生导师团队， 2022年

【科研展示】

团队目前承担多项国家级及省部级项目，代表性项目如下：

近5年，团队的代表性科研成果如下：

1. 设计出了具有正/负泊松比切换的智能新结构，实现了拉压均膨胀的特殊力学行为，该新结构可应用于汽车吸能盒用于缓冲撞击、船舶等大型结构的脚支撑用于隔振、血管支架及圆形内固定螺钉具有更好的固定效果等

2. 建立了基于卷积神经网络的多孔结构力学性能预测新模型，创立了基于BP神经网络及遗传算法的仿生结构反向设计新框架，以飞行器换热器为例，设计出了具有高对流及换热率的仿生新结构

3. 针对当前头盔防撞击效果差的关键问题、头盔设计有严格的重量及防护区域限制且研制难度大的挑战，基于波斜反射原理创新性研发了新型头盔衬垫及头盔，可有效消除颅后压力汇聚，颅内超压降低42%。

4. 针对临床骨支架刚度大，渗透性低，造成应力遮挡和骨长入效果差的问题，同时满足刚度和渗透性性能要求的骨支架设计及精准制备难度很大的技术难点，创新性开发了基于骨支架误差反馈的设计-制备一体化新方法，基于结构优化设计新列式设计了贯通式新型多孔骨支架，将金属骨支架重量降低约40%，渗透性提升约230%，临床应用效果显著。

【培养特色】

团队目前有中方指导老师1人，外方指导老师2人，在读博士生4人，在读研究生10人，国际留学生4人。团队网站网址为https://bisda-lab.github.io/index.html

团队的育人理念是：因材施教，助力每位学生找到自己的兴趣点及社会定位；注重知识、能力、素质等多方面的协调发展；不仅要让学生掌握扎实的专业知识，还要培养学生的创新思维、实践能力、团队协作能力、沟通能力等多方面的能力，同时注重学生身心健康的发展

团队的培养特色为国际化视野，通过开展国际交流项目、引进白俄罗斯国立大学及英国卡迪夫大学的教授资源、营造国际化校园文化等方式，让学生了解不同国家和地区的文化、教育、科技等方面的差异，拓宽学生的国际视野，培养学生的跨文化交流能力和全球竞争力。

【育人成果】

团队已毕业研究生均已就职于航空、航天、汽车等领域的全球500强，国内领域内领头羊企业。

【招生事项】

招生类型

硕士推免生（学术学位/专业学位）/硕士统考生（学术学位/专业学位）/直博生（学术学位/专业学位）/硕博连读（学术学位/专业学位）/申请考核制博士生（学术学位/专业学位）

招生导师

硕士生导师：吕永涛

博士生导师：吕永涛

招生科研方向：计算力学，工程力学，固体力学，航空航天力学，生物力学

招生专业:力学（博士）、工程力学（硕士）

联系方式：yongtaolu@dlut.edu.cn, weChat: 15641184855