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装备制造技术里的大国情怀

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贾振元(右二)与团队成员搞研发


不久前,2017年度国家科学技术奖名单公布,共有271个项目和9名科技专家获得殊荣。在获奖的诸多项目团队中,不乏高校团队的影子。本报特辟专题,刊登其中部分团队的科研故事,以飨读者。


■本报通讯员 吕东光 记者 王之康

在日前的科技奖励大会上,大连理工大学教授贾振元主持完成的科研成果“高性能碳纤维复合材料构件高质高效加工技术与装备”荣获国家技术发明奖一等奖,这也是此项成果继2008年,由郭东明院士为学科带头人的现代制造技术科研团队获得国家技术发明奖一等奖后,该团队第二次摘得此桂冠。


作为团队领军人,贾振元对科研工作很有“主张”,而且经常能把枯燥、呆板的理论说得生动形象。他还善于“聊天”,不管在工作上还是生活上,都是“知心人”。多年来,贾振元以其特有的感染力和感召力,带领着团队往前走。


大连理工大学现代制造技术科研团队成立于上世纪末,在团队创始人、现任校长郭东明院士的带领下,坚持理论服务于实践的学校办学传统,同时将科研目标更加聚焦于服务国家重大需求;无论是创建国家级辽宁省重大装备制造协同创新中心,还是建设国家创新群体,团队都是以服务国家重大需求为科研方向,将产学研合作不断推向新高度,取得了令人瞩目的研究成果。


“郭东明院士敏锐地意识到低损伤加工对这种新型材料构件的性能保证与应用具有的重要价值,为我们确立了研究方向,组织力量进行攻关。”贾振元说。


“国外大公司是靠大量经费与时间,耗时耗力,最后摸索出的经验是企业的核心机密,人家不告诉你。”贾振元说,“我们要在短时间内实现从跟跑、并跑到领跑,在并跑的时候,没有基础研究做支撑、你就超不过去。”


碳纤维复合材料研究航空、航天、交通等领域具有非同寻常的意义,然而却是典型的难加工材料,但贾振元团队恰恰就在碳纤维复合材料加工去除机理和加工损伤产生机制研究上取得了重大突破。


“运用我们建立的加工理论,就能在加工之前对损伤进行初步预测,通过开发工具和设计工艺进行有针对性的调整,控制甚至抑制加工损伤,解决了碳纤维复合材料机械加工中损伤易发且随机不可控的难题,为加工损伤控制和构件性能可预测、可计算以及高性能制造奠定了基础,为碳纤维复合材料在高端装备中的应用,提升高端装备性能提供了前提和保证。”团队成员、大连理工大学机械工程学院教授王福吉说。


“做科研要找对路子。”这是贾振元常说的一句话,“刻苦的人很多,关键在于找准方向,道走对了可能事半功倍,道走错了,你费大力气、绕大圈子也不一定能够成功。”


在碳纤维复合材料加工损伤抑制原理上,团队实现了多项原创性发明,并研制出制孔、铣削等系列加工工具;提出了微刃力小化抑制损伤原理,在一个个螺旋槽切削刃上开出分屑槽,形成微齿,实现加工过程的“微元去除”;通过巧妙设计工具以及切削运动的配合,发明了“反向剪切”原理,实现表层纤维有效切断。关于加工损伤抑制工艺,团队提出了适温切削加工损伤抑制原理,揭示出碳纤维复合材料切削质量随温度变化的规律;发明了负压逆向冷却和具有自风冷排屑功能的系列加工工艺;创建了典型构件加工工艺数据库。他们大胆尝试工艺创新,发明了在位随行加工方法、低应力柔性工装和随动除尘装置,研发出13台套数控加工工艺装备,填补了国内空白,成为我国航空航天多个重点型号复合材料关键构件加工的唯一装备。


自2010年起,新研制的技术装备和一批批新研制的刀具开始应用,使复合材料加工损伤由原来的厘米、毫米量级减至0.1毫米内,实现了从无法加工或手工加工到低损伤数字化加工的跨越,加工技术进入国际领先水平。


2015年,贾振元担任大连理工大学副校长。担子越压越重,他对国家的责任意识、担当意识也越来越强烈:“我们不能等、不能靠,时刻以国家重大需求为导向,国家需要什么,我们就研究什么。”


《中国科学报》 (2018-01-16 第8版 科创)

作者:吕东光 王之康 来源:中国科学报

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