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学校隆重举行现代工程技术实验教学楼开工奠基仪式
首页 > 招生就业 发布时间:2019-10-18 20:49:42

    哈工大报讯(黄超/文)说起材料学院液力成形课题组,许多人都会想起他们所承接的重大项目和开发的新技术方向:球形容器液压胀形,大型特种容器制造,内高压成形,……今天,由王仲仁教授和苑世剑教授率领的课题组,不仅在重大工程方面取得重要进展,在液压成形技术开创的新成形技术方向上也高歌猛进,在高水平论文、新工艺发明和生产应用上取得了一系列重要成果。
   从1985年王仲仁教授的一个“奇思妙想”开始,液力成形课题组始终瞄准国际前沿和生产需要,不断推进二次技术创新和前沿研究,锻造了这支2名教授、2名副教授和10多名博士生的研究团队,使课题组在球型容器无模胀形技术领域达到国际领先水平,内高压成形技术新方向迅速接近国际先进水平,成为国际知名学者高度重视的研究团队。
   
   立足生产的逆向思维,围绕有限目标不断扩展,
   无模液压胀形技术达到国际先进水平

   
   作为液压成形工程中心的奠基人,王仲仁教授的技术思想影响着课题组的技术发展思路:“创新必须以实用为目的,即必须务实。即使理论上的创新也无非是使其应用更方便、或说明的问题更深更广。”苑世剑教授说:“从王先生那里,我学到了一个重要的思想,学术研究也要强调‘两手抓两手都要硬’,一边要把基础理论研究抓起来,一边要把实际应用抓上去。液力成形中心的发展里程表明,只有两手都抓好了,使理论研究与生产应用更好地结合起来,才能带动学术研究的快速发展。”
   1985年,王仲仁教授提出“无模液压胀形技术”新概念,于1987年获得“尤里卡”发明奖。这项技术改变了传统建球史的技术路线,突破了“先成形后焊接”的工艺路线,实现了“先焊接后成形”的技术创新。这项技术曾获得省科技进步一等奖和国家发明奖,受到日本《塑性加工》和美国《机械工程师杂志》的高度关注。
   从无模液压胀形新概念的提出,到形成多种新型技术,体现了王仲仁教授的研究思想:“有限目标,不断扩展”――先推广无模胀形工艺于给水行业,再扩展到液化器储罐,最后形成多种胀球技术;“逆向思维或另辟路径”――首先从工艺上使焊接和成形的顺序颠倒了,然后从不同球体结构的特点延伸,完成了多种球体容器的胀形技术。在近20年的技术发展期间,王仲仁教授先后指导8名博士生开展这项技术的相关研究,使这项技术不断得到完善和发展,并在工业上获得大量应用:
   第一个阶段是瞄准解决常压容器的复杂结构问题。首先从圆球容器做到椭球容器,使平板类多面壳体结构拓展到单曲率多面壳体结构,于1993年在哈尔滨邮政枢纽中心球形发射塔上得到应用,苑世剑教授于1996年在第四届国际塑性加工会议上在理论上指出这项技术的应用临界轴长比;其次从椭球容器发展到弯头结构和环壳结构,可以在水电站作为引水管和大型管路弯头使用。
   第二个阶段是由常压容器向压力容器发展,用于制造厚壁危险介质球体容器。1992年,采用无模液压胀形研制成200m3液化气球罐,在哈尔滨铁路局液化气公司投入运行,至1998年开罐检查未发现任何缺陷。经过几年的探索,课题组解决了从薄壁到厚壁制造的技术问题,新工艺可以满足化工行业的最高压力标准,球体材料也从低碳钢扩展到低合金钢。
   在向厚度扩展的同时,课题组也向薄度领域进军,使厚径比可以薄到小于直径的千分之一,大大降低了不锈钢装饰球罐的成本。同时,课题组还解决了许多传统工艺难题,由单层容器胀形扩展到多层球形容器胀形,由等厚球形容器的胀形扩展到不等厚球形容器的胀形,由球形容器的胀形扩展到非球形容器的胀形。
   基础理论研究也促进了工程应用的发展,使液力成形技术在大江南北遍地结“果”。从1993年开始,以胀球技术在贵州等城市制造了几十座球形水塔,已制造了液化气罐等压力容器40多个,以北京亚运村“果实”为代表的不锈钢装饰球已在全国制造了上百个。这项技术于1995年获得航天部科技进步二等奖,并于今年获得国家科技进步二等奖。
   
   依托学科国际前沿,瞄准生产新兴市场,
   内高压成形技术抢占国内学科制高点

   
   1997年,苑世剑教授在美国做博士后工作期间,在所从事美国三大汽车公司的研究项目中,他敏锐地认识到汽车轻量化有着广阔的市场需求。
   “在汽车市场上,汽车从材料减重成本太高,从结构上想办法有比较好的前景,做空心、变截面结构,是汽车制造技术发展的主流方向。”苑世剑教授说:“根据国外汽车行业预测,汽车结构件50%要由冲压焊接件改为内高压件,重量可降低15%~30%,成本可降低20%~30%,强度和刚度可以得到提高,疲劳性能也大幅度提高。”
   1999年,苑世剑教授回到液力成形工程中心后,在王仲仁教授的支持和鼓励下,开始着手开展基础理论研究,提出要把内高压成形技术这个领域干到国内一流水平。刚开始,课题组转变先申报后研究的科研模式,从各种渠道借融资金20万元,率先把基础理论研究开展起来。在短短两年时间里,他带领课题组在国内首家系统地开展内高压成形机理、工艺、模具和设备研究与开发,攻克400Pa高压源和超高压计算机控制关键技术,研制成功国内第一台高压成形机,于2001年获得国家专利。

  苑世剑教授强调:“技术发展要高度重视‘二次创新’,要在应用中不断推进技术的二次创新,同时要用二次创新深化技术的工程应用,争取技术创新和工程应用的共同发展。”从1999年以来,工程中心已开发了奥迪A6后轴纵臂、红旗轿车转向节臂、M6副车架等汽车零部件产品,开发了空心框梁结构、中空轴类件、异型管和复杂管接件等航空航天行业产品,并取得了空心凸轮轴发明专利技术。在今年国家确定重点支持的东北老工业基地改造项目中,工程中心的汽车底盘零部件新技术成为惟一一个新技术项目,获准得到国家发改委1.39亿元额度的资金支持。
   如今,苑世剑教授开创的我校内高压成形技术方向在国内是第一家,在国际上也受到国际知名学者的关注。去年,宝钢集团前往德国洽谈汽车零部件内高压成形技术,希望能与德国不莱梅大学沃尔森教授合作。沃尔森教授说:“这个技术合作项目你们去找贵国的苑世剑教授。我也在与他联系新成形技术方面开展合作呢!”今年12月,台湾金属研究中心向苑世剑教授发来传真,希望能够前来工程中心参观访问。
   
   凝聚工程人才,瞄准工程技术应用,
   重大工程建设成为重要特色

   
   课题组成立以来,工程中心形成了一支实力雄厚的工程师队伍,如今,工程中心科研人员与工程师的比例达到1比1,有专职工程师2名、外聘工程师5名。苑世剑教授说:“科技创新离不开工程师的努力,正是他们的精湛工艺水平,才使技术创意走向技术创新成果,使技术创新达到工艺制造水平。”
   在工程特色方面,工程中心也有“两手抓”的传统:一手抓技术创新的工艺制造,一手抓重大工程的技术创新,前者在实验室完成,后者在工程工地进行。经过10多年的努力,从制造球形容器开始,工程中心先后承接了低速增压风洞等重大工程项目,发明了现场制造等特色制造工艺,成为我国重大工程项目的重要承接单位。
   在新成形技术研发进程中,工程中心的工程师们在实验室也做出了重要贡献。在新成形技术研究阶段,工程师密切参与技术创新,从工艺上提出新的思路,为技术研制提供了有力支持。在工程中心所开展的技术创新项目中,工程师成为重要基础和关键环节。苑世剑教授说:“正是因为这批优秀工程师的支持,工程中心的技术创新才有了更优化的工艺思路。可以说,我们的工程师已成为创新团队的重要成员,在科技开发中发挥了重要作用。”
   从王仲仁教授组建液力成形课题组以来,工程应用就成为课题组倡导的重要特色。学科带头人王仲仁教授对创业有更开放的观念:“至于创业,也有多重层次的创业,可以是实施一个大的工程项目,可以是开创一个新的方向……总之是涉及很多人参与的活动,这里面如何组织群体,如何处理意见分歧及名与利的问题。由于人多,对工作上意见若不相同一定要多沟通,然后要敢于做出正确的决断。为了做到能和睦共事,我主张首先尊重对方,尊重对方的劳动与贡献,对自己的得失不要看得过重,要淡泊名利。人与人之间尽可能相处愉快一些,对学生不仅要授‘业’,还要传‘道’。”
   在王仲仁教授的带领下,大型工程已成为学校的重要特色,为工程中心结合大型工程进行技术创新和大型关键技术研制的重大基地。以某大型特殊容器为例,工程中心解决了两个重大关键技术,在解决复杂收缩形体问题时,工程中心提出多点成形模技术,制造了260多套基体,节约了上百万元的模具费用,缩短工期两个月左右。
   
   注重学科规划,立足新成形技术创新,
   把学科基点架设到国际学科前沿

   
   工程中心的学术带头人对学科发展的国际化视野有深刻的认识。王仲仁教授说:“中国人只有努力做出高水平成果,为中国人争光,才能自强自立。每一次重要的国际会议就是一次评比会,看谁在学术上有什么新进展,看谁在应用方面取得新成果。只要处于某一领域的领先地位,特别是取得实质性的进步时,就会被投以敬佩的目光。”
   作为工程中心的领导者,王仲仁教授、苑世剑教授都注重向国际同行学习,积极参加各种国际学术会议,与国际同行开展科研合作和学术交流。王仲仁教授曾于1989年和1993年先后担任国际重要学术会议主席,主编了会议论文集。工程中心的师生也形成了参加国际会议的传统,在国际交流中与有关国际知名学者取得联系,在科技研究中注意国外学者的研究趋势。
   在国际化视野的影响下,工程中心特别重视搞好学科发展规划,积极谋取新成形技术的技术创新事业。从无模液压胀形技术研制开始,课题组逐渐从王仲仁教授和博士生搞研究的模式起步,注意选留优秀博士生,为学科发展准备梯队。同时,工程中心注意搞好学科规划,对国际前沿领域保持高度关注。苑世剑教授说:“学科发展要给予高度关注,一定要规划五到十年的方向,学科发展不仅要从自身发展入手搞研究,更要不断研究相关学科的发展情况,要研究学科所关注的生产需求情况,深入研究技术的发展方向。”
   同时,工程中心以发表高水平研究论文为基础,将参加国际学术会议当作展示研究成果的重要舞台,使我校新成形技术研究获得国际学者认同。王仲仁教授、苑世剑教授等学者曾多次参加国际同类学术会议,有关研究成果受到国际同行的关注。在我校内高压成形技术取得突破后,2003年国际内高压成形会议邀请苑世剑教授参会,与2名德国教授和1名美国教授为大会作特邀报告,标志着我校内高压成形技术进入国际先进水平行列。
   在良好的国际学术声誉影响下,首届新成形技术国际会议于2004年9月在我校隆重举行,来自17个国家和地区的近百名专家学者参加了本次国际会议。王仲仁教授担任大会主席,英国伯明翰大学机械系原主任T.D.迪安教授担任大会副主席,苑世剑教授担任大会组委会主席。本次会议围绕新成形技术开展各种专题讨论,会议主题包括微成形、液压成形、半固态成形、特种焊接等新成形技术,以及复合材料、陶瓷等新材料成形技术。会议从发起筹备到正式召开,得到了国际塑性加工学会ICTP、国际生产工程学会、国际冷锻学会、日本塑性加工学会等国际著名学术组织的大力支持,多位国际知名学者向会议投稿。这次会议吸引了47名国外知名同行前来参会,100多名学者共聚我校研讨新成形技术发展前景,德国不莱梅大学沃尔森教授等国际知名学者对工程中心的学术水平、实验条件和梯队建设给予了高度评价,并与工程中心签订了合作协议。  
   面对不断发展的新成形技术研究态势,工程中心提出了新的学科发展规划,在“211工程”二期瞄准热态内高压成形技术,主要解决镁合金等轻合金构件成形的新技术问题。同时,工程中心还针对航空航天模拟实验需求,力争在未来几年在有关实验设备工程上继续取得进展。
   苑世剑教授说:“我们要继续坚持‘两手抓’,一手抓好高新技术方向的引进和二次创新,一手抓好工艺创新和工程应用,进一步促进二者在新成形技术开发和应用上的新突破。”

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