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十二年飞跃“复杂曲面”

发布时间:2020-01-11 08:26编辑:汽车浏览(75)

     ■本报记者 唐景莉 通讯员 许梅杰 曲长生

      天健网消息(许梅杰 曲长生 记者 金东淑)2009年1月9日上午,人民大会堂,中共中央、国务院隆重举行2008年度国家科学技术奖励大会,大连理工郭东明教授从国家主席胡锦涛的手中郑重接过了国家技术发明一等奖的大红证书。大连理工大学,大连市、辽宁省高校由此实现了该奖项零的突破。

      1月9日上午,2008年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行,凭借“硬脆材料复杂曲面零件精密制造技术与装备”摘取国家技术发明奖一等奖,大连理工大学副校长郭东明与他的研究团队成员心潮澎湃!12年的拼搏与求索,4000多个日日夜夜的坚守,终于铸就了今日的辉煌。

      郭东明教授带领团队,针对国家重大工程急需,在无任何国内外参考的情况下,自主研发,成功研制出“硬脆材料复杂曲面零件精密制造技术与装备”,已获4项专利,成果全部获得应用,解决了我国具有高性能要求的石英陶瓷类硬脆材料复杂曲面零件的制造难题。此次更鼎国家技术发明一等奖,郭东明教授和团队的贾振元教授、康仁科教授、王永青教授、盛贤君副教授等所有团队成员怎能不心潮澎湃?

      攻克精密制造技术的“堡垒”

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      作为“文革”后恢复高考的第一批考生,郭东明沐浴着1978年的和煦春风,踏进了大连工学院的校门。作为班上的学习委员,他拼命地学习深奥的机械工程制造理论。4年之后,从硕士到博士,郭东明进入了特种及精密与超精密加工、数字化设计制造研究领域。在不断夯实基础和专业理论,继承前人研究成果的同时,郭东明把目光投向了对复杂曲面精密加工与测量方法的研究上:“学术研究不能囿于既有的传统,应该突破羁绊有所创新。”1995年,大连理工大学机械工程与制造学科被列入国家重点建设学科。当时在日本中央大学进行合作研究的郭东明等来了时机,也找到了舞台。

    大工郭东明及其团队的研究成果“硬脆材料复杂曲面零件精密制造技术与装备”获国家技术发明一等奖

      复杂曲面的精密加工与测量,在国家经济建设尤其是机械工程领域有着极广泛的应用,天上飞的航空器、地上跑的汽车、水里开的轮船以及重大工程的成套设备中,无不涉及这一技术。复杂曲面的制造过去常规方法是按图纸的几何尺寸加工,但随着科学技术的不断发展,一方面复杂曲面的形状越来越多样化,另一方面零件的性能要求也越来越高。课题组根据科研实践发现,仅仅依据几何尺寸加工零件,对于性能要求特别高的一类零件,往往无法胜任,通过反复测量修整加工的试凑方法肯定不是最优的,也不尽科学。

      国家技术发明一等奖孕育在一不起眼的实验室

      要第一个吃螃蟹,需要勇气。郭东明带领他的研究团队,针对重大装备制造中关键技术和瓶颈问题投入了全新的基础理论、制造技术和装备的系统研究。在充分调研、反复实验的基础上,他们首先“颠覆”了以往的加工测量办法,提出了直接测量复杂曲面薄壁零件壁厚的新原理,发明了复杂曲面零件几何厚度及外廓形测量仪,攻克了三坐标测量机等无法满足其精密测量要求的“堡垒”。

      大连理工大学校园的机械工程学院、精密与特种加工教育部重点实验室,外表看起来并不起眼,却是孕育和诞生这项国家技术发明一等奖的大本营。

      这一研究成果引起了机械工程界的关注。2001年,该成果获得全国高校科技进步奖一等奖。

      从1992年3月获得大连理工大学机械制造专业工学博士学位,进入特种及精密与超精密加工、数字化设计制造研究领域伊始,郭东明就在不断夯实基础和专业理论,继承前人研究成果的同时,把目光投向了对复杂曲面精密加工与测量方法的研究上:“学术研究不能囿于既有的传统,应该突破羁绊有所创新。”有些朦胧但不失大胆的想法,在经过了九十年代初教师短缺,科研经费投入不足的低谷后,变得更加清晰和紧迫。

      郭东明举重若轻地作了个形象的比喻:复杂曲面零部件好比近视镜片,课题组通过发明有悖传统的加工测量技术,将镜片的透光均匀性能和聚焦性能提升到最佳,为更加准确清晰地捕捉目标提供了保证。

    加拿大28,  1995年,国家实施推进211工程,而后又是“985工程”,大连理工大学机械工程与制造学科被列入国家重点建设学科。郭东明等来了时机也找到了舞台。

      此后,郭东明又带领课题组提出了面向性能补偿的精密修磨理论,建立了由性能误差求解其任一点修磨的反求方法,研究出面向性能的精密修磨加工工艺技术与装备,实现了对工件任意区域按要求去除量逐点可控数字化精密修磨加工,2006年获教育部科技进步奖一等奖;发明了一种回转式、真空吸附、可控加载、自动定位的硬脆材料薄壁零件与金属环精密粘接方法与技术,实现了陶瓷薄壁零件与金属基体的高精度可靠连接,2007年获得了教育部技术发明奖一等奖。

      复杂曲面的精密加工与测量,在国家经济建设尤其是机械工程领域有极广泛的应用之需,天上飞的航空器,地上跑的汽车,水里开的轮船,以及重大工程的成套设备中,无不涉及这一技术。复杂曲面的制造过去常规方法是按图纸的几何尺寸加工,但随着科学技术的不断发展,一方面复杂曲面的形状越来越多样化,另一方面零件的性能要求也越来越高。郭东明带领课题组的贾振元老师根据科研实践发现,仅仅依据几何尺寸加工零件,对于性能要求特别高的一类零件,往往无法胜任,通过反复测量修整加工的试凑方法肯定不是最优的,也不尽科学。   要第一个吃螃蟹,需要勇气。没有任何现成的东西可供参考,一切都要创新。郭东明教授带领贾振元老师和研究生,针对重大装备制造中关键技术和瓶颈问题投入了全新的基础理论、制造技术和装备的系统研究。在充分调研、反复实验的基础上,他们首先“颠覆”了以往的加工测量办法,提出了直接测量复杂曲面薄壁零件壁厚的新原理,发明了复杂曲面零件几何厚度及外廓形测量仪,攻克了三坐标测量机等无法满足其精密测量要求的“堡垒”。 郭东明教授举重若轻做了个形象的比喻:复杂曲面零部件好比近视镜片,他们是通过发明有悖传统的加工测量技术,将镜片的透光均匀性能和聚焦性能提升到最佳,为更加准确清晰地捕捉目标提供了保证。  郭东明又带领课题组提出了面向性能补偿的精密修磨理论,建立了由性能误差求解其任一点修磨的反求方法,研究出面向性能的精密修磨加工工艺技术与装备,实现了对工件任意区域按要求去除量逐点可控数字化精密修磨加工,2006年获教育部科技进步一等奖;采用微波透射原理,发明了石英陶瓷复杂曲面薄壁零件物理厚度精密测量方法、技术与设备,实现了整体扫描测量;发明了能甄别出有微裂纹缺陷的复杂曲面石英陶瓷薄壁零件的充气加压强度筛选方法与设备,解决了零件服役过程中因强度缺陷而破碎失效的问题;发明了一种回转式、真空吸附、可控加载、自动定位的硬脆材料薄壁零件与金属环精密粘接方法与技术,实现了陶瓷薄壁零件与金属基体的高精度可靠连接,2007年获得了教育部技术发明一等奖。  这一系列工艺与成套设备的发明和研制,均填补了国内空白,并全部获得应用,解决了我国重大工程中的技术难题,提高了重大装备的制造能力和水平。  周末和节假日几乎都在办公室和实验室度过  从担任大连理工大学机械工程系系主任、机械工程学院院长,到大连理工大学副校长,工作繁忙可想而知。没有休息日的概念,周末和节假日几乎都在办公室和实验室度过。  贾振元教授与他共同打拼二十几年,他说,为了做课题,郭东明除了给学生上课就是泡在实验室,一干就是大半夜。有时忙起来能做到凌晨四五点,回家的路上,晨曦微露,正好碰上出来晨练的人。贾振元每每刚从实验室回来睡下,说不准一个电话打来,太熟悉了,准是郭东明又有了什么新想法、新问题。两人煲电话粥全是讨论问题。挑灯夜战司空见惯,新来的师傅都不知那是副校长。  郭东明常说:不论大小项目,没有解决不了的问题,没有过不去的坎儿。不管碰到什么样的难题,或理论或实验过程方面的,他一定会鼓励大家别灰心、别放弃。自己苦思冥想,大家集思广益,加上虚心请教,千方百计找出解决问题的办法。课题组的老师和研究生们在晚上甚至后半夜收到郭老师探讨学术问题或修改论文、评审材料的邮件,一点都不奇怪。找专家谈项目,他可以不厌其烦地陈述新的思路和方案,直到对方心悦诚服。那股韧劲,行内的不少专家都有领教。  为课题项目 郭东明当过装卸工

      这一系列工艺与成套设备的发明和研制,均填补了国内空白,并全部获得应用,解决了我国重大工程中的技术难题,提高了重大装备的制造能力和水平。

    一次,抚顺有个项目,需要从大连将特殊钢材和管料送过去。郭东明押车,连当装卸工,到了地方已是半夜,工人们谁也没想到这是大连理工大学的老师。在大连机床厂搞齿轮定量冷精挤加工机床时,团队人手少,他与课题组人员吃住在厂里,冷了困了,身穿棉大衣就靠在暖气上眯一会,需要时随叫随到。1993年,在四川乐山沙湾镇某厂搞齿轮测量加工,一连住厂三个月没回家,还是学校提拔他做系副主任,一封电报催回来的。   1999年大连理工大学承担了瓦房店轴承集团有限责任公司的CAD工程项目,这个项目涉及到5个院系、多个学科。当时,厂方对老师之间的合作协调比较担心。为把这个项目做好,扩大学校的影响力,郭东明亲自协调,组织起跨院系由多位知名教授组成的课题组,让大家意想不到的是,郭东明说了一句话:“我只负责组织大家把项目做好,一分钱不要,成果不挂名。”在他的协调下,仅用两年时间就完成了项目,得到了厂方的高度评价。最后总结时,大家按技术、管理、协调做出的贡献一致要求郭老师挂名拿钱,他却一口回绝了:“我要说话算数,钱不能要,名不能挂。”结果只做了一回“没名没钱”的负责人。 团队每个成员都有基金项目   十几年来,他发表论文180余篇,发明专利成果9项,主持完成8项国家自然科学基金项目和40余项国家及省市和企业委托项目。获教育部技术发明一等奖一项,教育部科技进步一等奖两项;国家科技进步二等奖一项。围绕特种加工及精密与超精密加工技术、计算机辅助测试、设计与制造、数字化设计制造研究方向,已经指导毕业24名博士生、30余名硕士生、2名博士后。现正指导博士生10名、硕士生13名。  在郭东明的带领下,他的团队不断成长壮大,影响力也越来越大。发展到今天,团队已有21位教师,其中有两位非常有实践经验的返聘老教师,教授职称占大半以上,团队成员都是博士或博士生导师,此外还有在读的博士研究生52人、硕士研究生130余人,可以说是一支阵容强大的队伍,实力得到了同行的认可,申请项目时基本一出手就能拿下,所以国内同行经常开玩笑说大工的一群“高手”又来了。现在几乎每个成员都有基金项目,而且很多人不止一项。团队在研的国家自然科学基金项目和973课题等累计40余项,在研科研项目总经费超过1000多万元。

      搞科研,他是不要命的“疯子”

      跋涉在科学研究的道路上,郭东明不曾有过懈怠和满足。他没有休息日的概念,周末和节假日几乎都在办公室和实验室度过。

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