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“材料魔术师”是怎样炼成的?
//www.workercn.cn2016-08-09来源: 科技日报
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  这是一个被外界称为“制造神奇”的陈列室。

  各种结构复杂的汽车底盘构件或车身支架、各种造型奇特的航天用结构件——这些难以塑型的硬邦邦金属,在被誉为材料“魔术师”的哈尔滨工业大学教授苑世剑教授团队的“神奇”打磨下,变成了助力长征七号首飞的低温燃料增压输送系统五通件,变成了打破德国、美国技术垄断的一汽轿车副车架内高压成形技术,变成了斩获国家科技进步奖的“有益皱纹”理论……

  新一代运载火箭“长七”的亮点之一就是采用先进的液氧煤油发动机。如果说发动机是火箭的“心脏”,那么增压输送系统就是“动脉”。五通件是增压输送系统的关键构件,但它的形状复杂,且需要整体结构“一次成型”,现有技术无能为力。

  苑世剑领衔的流体高压成形创新团队大胆提出制造整体结构五通件的全新技术:利用流体介质以柔克刚、如影随形的特点,通过计算机数值仿真和大量实验,攻克了一系列技术难题,把简单的平板坯料成形为整体结构五通件。

  “搞研究和成果应用,要有衣带渐宽终不悔、不达目的决不罢休的精神。”在啃下“硬骨头”之后,苑世剑总结道。

  副车架内高压成形技术是轿车底盘制造的关键一环。但几年前,内高压成形技术被德国、美国垄断;在一汽内部,由于技术、实验室条件以及观念和合作方面等各种障碍,项目几上几下。

  八年时间,苑世剑团队最终拿下了这一环,首次实现了自主技术关键件的批量生产。只要敢于尝试,想尽办法,才有可能将1%的希望做成100%的产品。苑世剑相信,科研能力是在这一场场的硬仗中磨砺出来的。

  应用在高、精、尖领域的铝合金变径管件对膨胀量、壁厚均匀性要求高,其中,成形过程的起皱是国际上公认难题。苑世剑重复了多次实验,结果均相同。在一次实验中,他发现“今天的实验基本失败了,但有一个试件很奇怪,先出现皱纹然后又胀平了。”

  这次的偶然一次次在他脑海中“复盘”,几天后,他大胆提出假设,并不是所有皱纹都是缺陷,有一种形状合理的皱纹不但不是缺陷,反而可以作为聚集材料避免减薄的手段。通过理论分析、数值模拟和大量实验研究,证明了这种皱纹的存在,改变了一直以来认为皱纹是缺陷的基本观点。2003年,苑教授在液压成形国际会议上作大会报告,介绍了这项研究成果。很多本领域国际知名学者均认为“有益皱纹”的发现是一个重要进展。哈工大在内高压成形领域逐渐得到国际同行的关注和认可。

  在创新的道路上,他们的故事还有很多,我们期待“材料魔术师”利用高科技手段,在提高我国关键领域核心竞争力的过程中上演一次次的神奇魔术。(李丽云 张旭)

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