张志强,汕头大学副教授,硕士生导师,广东省康复医学会智能康复技术与转化分会理事。本科和硕士毕业于燕山大学工程力学专业,博士毕业于北京航空航天大学固体力学专业。研究方向为人体损伤防护与康复生物力学、医工智能超材料设计与先进制造、生物仿生结构的力学行为表征。先后主持国家自然科学基金、国防科研基础研究计划、中央事业单位基本科研业务费、国家标准计划、广东省基础与应用基础研究基金等项目。以第一作者或通讯作者在Int. J. Impact Eng., Compos. Part B-Eng., Thin Wall Struct.等国际期刊发表SCI论文近30篇,获得授权国家发明专利10余项,牵头制定国家标准1项。
亮点工作
亮点工作1:基于轻质超材料的人体抗冲击损伤防护设计
我国陆军士兵在西部山地常态化奔跑跳跃时,下肢往往会面临较大的地面冲击,造成足踝部位冲击损伤。为此,本研究基于三维周期极小曲面多胞结构和猫脚掌肉垫特性,优选Diamond-Gyroid结构极小曲面超材料作为鞋底结构,采用SLS 3D打印技术制备了超材料鞋底样件并结合静动态实验与数值模拟对结构壁厚、拓扑形态等进行参数化分析,设计了一款具有优异缓冲性能的缓冲靴,实现了同高度跳跃下15%以上冲击反力的降低,进而满足了我国士兵的足踝防护需求。
亮点工作2:仿生增韧结构的抗冲击力学性能表征和评测研究
针对墨鱼骨、扁脑珊瑚等在长期进化过程中都形成的独特且具有优异力学性能的薄壁结构,仿生设计了一种仿生空间填充曲线薄壁结构,对仿生薄壁结构轴向压溃下的能量吸收特性进行了系统的研究,提出了该类仿生结构的优化设计参数,进而用于抵抗来自复杂环境下的碰撞和冲击载荷,保护人类自身免受伤害。再者,受生物护甲结构(如龟壳、甲壳虫外壳等)中材料软硬结合的高强高韧机理启发,采用 Objet260 Connex 3 多材料 3D 打印机制备了由高强度树脂/Tango软硬结合而成的仿生软硬材料互锁复合板,开展落锤实验对其低速冲击情况下的抗冲击特性及失效模式进行研究,从生物力学层面揭示了生物护甲犬牙交错形态的抗冲击防护机理。
亮点工作3:儿童青少年脊柱侧弯矫形器接触界面压力研究及其标准化配置
针对儿童青少年脊柱侧弯矫形器接触界面压力特性进行研究,建立人机接触界面的力-热-湿模型,从生物力学角度研究人机界面的设计参数与舒适性之间的关系。将传统的生物力学研究方法与贝叶斯优化理论相结合,利用有限元数值模拟和柔性压力传感器实验测试形成较大的样本数据,运用机器学习优化算法得出不同类型人机接触界面的时间和空间设计参数。基于该研究成果形成脊柱侧弯矫形器配置方面从3D模型个体化取型、生物力学矫治、到矫形器制作交付全流程的配置服务国家标准。
代表性成果(*通讯作者)
[1] Ji Wang, Dayong Hu, Zhiqiang Zhang*, Baoqing Pei*, Rongkai Xu, Xueqing Wu. Anti-impact performance of bionic tortoiseshell-like composites. Composite Structures, 2023, 303: 116315.
[2] Mincen Wan, Dayong Hu, Hongbo Zhang, Zhiqiang Zhang*. Energy absorption characteristics of TPMS-filled square tubes under quasi-static axial crushing. Thin-Walled Structures, 2024, 199: 111811.
[3] Zhiqiang Zhang*, Chongfei Guo, Long Wang, Dayong Hu*. Crashworthiness of bio-inspired hierarchical hybrid multi-cell tubes under axial crushing. Engineering Failure Analysis, 2024, 166, 108886.
[4] Zhiqiang Zhang*, Peng Lin, Dayong Hu. Crashworthiness analysis and optimization of brain-coral-inspired multilayer sandwich structures under axial crushing. Journal of Sandwich Structures & Materials, 2024, 10996362241257789.
[5] 全国残疾人康复和专用设备标准化技术委员会. 儿童青少年脊柱侧弯矫形器的配置: GB-T 43417-2023. 北京, 中国标准出版社, 2023.



