學術身份

齊魯青年學者

學術兼職

1. Current Chinese Computer Science，編委會成員

2. Frontiers in Mechanical Engineering，副編輯

3. International Journal of Computer Integrated Manufacturing，客座編輯

4. Mathematical Biosciences and Engineering，客座編輯

5. WCMEIM 2019, WCMEIM 2020, WCMEIM 2021國際會議技術委員會成員

6. 世界計算力學大會（WCCM），美國計算力學大會（USNCCM），國際無人系統大會（ICAUS）分會場主席

7. 機械工程學會高級會員，機械工程學會增材制造技術分會委員，中國工業與應用數學學會（CSIAM）會員，國際結構與多學科優化學會（ISSMO）會員

8. 山東省工業技術研究院增材制造協同創新中心山東大學共建負責人

9. CMAME, CAD, AM, VPP等20餘個國際期刊審稿人

國内外學習和工作經曆

2006/09至2010/06：中南大學，機械設計制造及其自動化專業，學士學位

2010/09至2011/08：中南大學，機械工程專業，研究生

2011/09至2015/12：加拿大阿爾伯塔大學，機械工程專業，博士學位

2016/02至2016/09：加拿大阿爾伯塔大學 博士後

2016/10至2018/10：美國匹茲堡大學 博士後

2018/11至今：山東大學 教授

主講課程

2017年秋季學期在美國匹茲堡大學機械工程與材料科學學院講授研究生專業課程：ME 2087: Structural Topology Optimization for Additive Manufacturing

山東大學：Calculus, Linear Algebra, Computational Methods, Structural Topology Optimization: Theory and Applications 等全英文課程

研究領域

計算設計與結構拓撲優化，增材制造裝備與工藝

所指導學生獲得國家獎學金1人次，玲珑獎學金、海信獎學金、小松中日獎學金各1人次，另有兩位同學獲得國家留學基金委全額獎學金資助，赴加拿大阿爾伯塔大學攻讀博士學位。實驗室參研的本科生多人保送至浙江大學、西安交通大學、山東大學等國内知名高校。

實驗室每年招收博士研究生1人，碩士研究生3人，歡迎廣大學子加入。同時，熱忱歡迎本校本科生參與到實驗室的科研活動中，共同助力國家的智能設計與制造行業發展。

承擔科研項目情況

1. 主持，******，裝備發展部裝備預研共用技術項目，100萬，2022-2025

2. 主持，******無人平台，裝備發展部裝備預研快速支持項目，50萬，2021-2022。

3. 主持，面向增減材複合制造的結構拓撲優化方法研究，國家自然科學基金，30萬，2022-2024。

4. 主持，增減材超聲微鍛造一體化裝備研發與示範應用，山東省重點研發項目（重大科技創新工程），240.6萬，2021-2024。

5. 主持，金屬承載構件增材制造拓撲結構與殘餘應力協同優化方法研究，山東省自然科學基金青年項目，15萬元，2021-2023。

6. 主持，金屬承載構件粉床熔融成型增材制造結構與殘餘應力協同優化，江蘇省基礎研究計劃（自然科學基金）青年項目，20萬元，2019-2022。

7. 主持，RAP料精細化處治裝備與工程技術，山東高速集團，49.9萬，2021-2024。

8. 主持，面向可制造性的内燃機關鍵零部件拓撲優化研究，濰柴動力，25萬元，2021-2022。

9. 主持其他國防一般項目、橫向課題多項，總經費>100萬。

10. 參與（排名第2），超燃沖壓****理論方法研究，國防科技173計劃技術領域基金，90萬，2022-2024

11. 參與（排名第2），面向航空發動機****技術研究，裝備發展部裝備預研快速支持項目，30萬元，2022

12. 參與（排名第7），面向增材制造的高性能功能梯度材料設計及其控形控性關鍵科學問題研究，山東省自然科學基金重大基礎研究項目，250萬，2021-2023。

13. 參與（主要完成人），Novel Computational Approaches to Address Key Design Optimization Issues for Metal Additive Manufacturing，美國自然科學基金項目（CMMI-1634261），35萬美元，2016-2020。

近期主要的代表性論文、著作、專利

論文（*通訊作者，#共同一作）：

1. Zhang CH, Xu SZ, Liu JK*, Ma YS (2022) Comprehensive clustering-based topology optimization for connectable multi-scale additive manufacturing structures. Additive Manufacturing, vol. 54, pp. 102786. （中科院一區，Top期刊）

2. Xu SZ, Liu JK*, Ma YS (2022) Residual Stress Constrained Self-Support Topology Optimization for Metal Additive Manufacturing. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 389, pp. 114380. （中科院一區，Top期刊）

3. Liu JK, Huang JQ, Yan JJ, Li L, Li SZ* (2022) Full sensitivity-driven gap/overlap free design of carbon fiber-reinforced composites for 3D printing. Applied Mathematical Modelling, vol. 103, pp. 308-326. （中科院一區，Top期刊）

4. 廉豔平, 王潘丁, 高傑, 劉繼凱, 李取浩, 劉長猛, 賀小帆, 高亮, 李好, 雷紅帥, 李會民, 肖登寶, 郭旭, 方岱甯. 金屬增材制造若幹關鍵力學問題研究進展. 力學進展, 2021, 51(3): 648-701

5. Xu SZ, Liu JK*, Zou B, Li QH, Ma YS* (2021) Stress constrained multi-material topology optimization with ordered SIMP method. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 373, 113453 (27 pages). （中科院一區，Top期刊）

6. Xu SZ#, Liu JK#, Huang JQ, Zou B*, Ma YS* (2021) Multi-scale topology optimization with shell and interface layers for additive manufacturing. Additive Manufacturing, vol. 37, 101698 (20 pages). （中科院一區，Top期刊）

7. Liu JK, Yu HC* (2020) Self-support topology optimization with horizontal overhangs for additive manufacturing. Journal of Manufacturing Science and Engineering - Transactions of the ASME, vol. 142, pp. 091003.

8. Zheng YF, Liu JK*, Ahmad R* (2020) A cost-driven process planning method for hybrid additive-subtractive remanufacturing. Journal of Manufacturing Systems, vol. 55, pp. 248-263. （中科院一區，Top期刊）

9. Huang JQ#, Chen Q#, Jiang H, Zou B, Li L, Liu JK*, Yu HC* (2020) A survey of design methods for material extrusion polymer 3D printing. Virtual and Physical Prototyping, vol. 15, pp. 148-162. （中科院一區，Top期刊，ESI高被引）

10. Yu HC#, Huang JQ#, Zou B, Shao W, Liu JK* (2020) Stress-constrained shell-lattice infill structural optimization for additive manufacturing. Virtual and Physical Prototyping, vol. 15, pp.35-48. （中科院一區，Top期刊，ESI高被引）

11. Liu JK* (2019) Piecewise length scale control for topology optimization with an irregular design domain. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 351, pp. 744-765. （中科院一區，Top期刊）

12. Liu JK*, Zheng YF, Ahmad R, Tang JY, Ma YS* (2019) Minimum length scale constraints in multi-scale topology optimization for additive manufacturing. Virtual and Physical Prototyping, vol. 14, pp. 229-241. （中科院一區，Top期刊）

13. Liu JK, Gaynor AT, Chen SK, Kang Z, Suresh K, Takezawa A, Li L, Kato J, Tang JY, Wang CCL, Cheng L, Liang X, To AC* (2018) Current and future trends in topology optimization for additive manufacturing, Structural and Multidisciplinary Optimization, vol. 57, pp. 2457-2483. （ESI高被引+熱點論文）

14. Liu JK*, Ma YS (2018) A new multi-material level set topology optimization method with the length scale control capability. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 329, pp. 444-463. （中科院一區，Top期刊）

15. Liu JK, Cheng L, To AC* (2017) Arbitrary void feature control in level set topology optimization. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 324, pp. 595-618. （中科院一區，Top期刊）

16. Liu JK, Ma YS*, (2016) A survey of manufacturing oriented topology optimization methods, Advances in Engineering Software, vol. 100, pp. 161-175. （ESI高被引）

專利

1. 劉繼凱，王一凡，顔靜靜，黃嘉奇，一種三明治闆熔融沉積打印支撐結構生成方法及系統，ZL2021115894647

2. 劉繼凱，顔靜靜，黃嘉奇，鄒斌，李磊，面向增減材複合制造的增減交替工序自動規劃方法及系統，ZL2021107050162

3. 劉繼凱，張乘虎，李磊，黃嘉奇，一種基于極限各向異性點陣材料的結構拓撲優化方法，ZL2021106032523

4. 劉繼凱，黃嘉奇，顔靜靜，李磊，一種面向纖維增強結構的3D打印噴頭路徑優化方法，ZL2021102172981

5. 劉繼凱，張雪峰，一種能夠實現“∞”形軌迹的撲翼機構及撲翼飛行器，ZL201910837071.X

6. 劉繼凱，黃嘉奇，顔靜靜，增材制造中多機床選用與結構拓撲構型的同步設計方法，ZL201910989283.X

獲獎項目

1. 美國計算力學大會旅行獎，2017
2. 阿爾伯塔大學研究生旅行獎，2015
3. 阿爾伯塔大學職業發展獎，2015
4. 國家獎學金，2008

聯系方式

地址：山東省濟南市經十路17923号山東大學千佛山校區機械工程學院

郵箱：jikai_liu@sdu.edu.cn