哈工大苑世剑教授团队:甘坐“冷板凳”,摘下火箭上的“皇冠”!
2024-01-15 15:28:38 作者:材料科学与工程 来源:材料科学与工程 分享至:

导语:


身边的榜样——


哈尔滨工业大学苑世剑教授团队潜心研究、勇攀高峰、集智攻关、服务人民,生动诠释科学家精神的深刻内涵。


上世纪90年代,优势明显的流体高压成形技术在国外开始应用。但在国内,这一技术的研发还是道阻且长的“冷板凳”。哈工大苑世剑团队毅然选择这一难题,一干就是三十年。


苑世剑的“定力”对团队成员影响很大:“苑老师不允许跟风,炒热点,要做就深挖,往根上挖,要做就做顶尖水平,手上要有‘绝活’。”这种“一锥子扎到底”的劲头,在长期积累中不断鞭策着年轻人成长,团队踏实务实、敢打硬仗的作风愈发鲜明。


“我们团队核心成员只有十多位,但每一位都能负责一个子方向,有所成就和作为。”苑世剑评价。


2023年10月13日,由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团有限公司八院149厂等联合打造的国内首条运载火箭3米级箱底批量产线,实现了第100件充液拉深整体箱底下线,相比国外第一代技术,此次双方自主研制的流体高压成形第二代技术,在高质量、高可靠、低成本方面优势显著。

大型流体高压成形装备及3米级火箭整体箱底构件


摘下火箭上的“皇冠”


运载火箭是国之重器,运载能力有多大,航天的舞台就有多大。


燃料贮箱是火箭的主体结构,占火箭结构干重的80%。贮箱的箱底承受内压、轴压、振动和冲击等复杂载荷联合作用,是关系火箭整体可靠性的核心关键构件,被誉为火箭上的“皇冠”。

采用整体结构箱底的CZ-5火箭贮箱


2012年以来,哈工大材料学院苑世剑教授带领流体高压成形技术研究所团队,另辟蹊径,提出板材成形失稳起皱流体均布加载应力场调控理论,发明可控加压板坯流体成形工艺,用“以柔克刚”“如影随形”的方式,让无形的液体听得懂“指令”,从根本上解决了薄壁结构整体成形发生起皱国际难题。


为将新理论和工艺物化到装备中形成现实生产力,2018年,苑世剑带领团队研制出大型板材流体高压成形装备,攻克了10余项工艺核心关键技术,首次采用超薄板材直接成形出直径3米级火箭整体箱底并成功批产,摘下火箭上的这一技术“皇冠”,大幅提升箭体结构承载能力和可靠性,使我国火箭结构制造关键技术实现跨越式发展。

合作研发的大型流体成形装备


“冷板凳”一坐就是三十年


上世纪90年代,优势明显的流体高压成形技术在国外开始应用。但在国内,这一技术的研发还是道阻且长的“冷板凳”。哈工大苑世剑团队毅然选择这一难题,一干就是三十年。


多年来,苑世剑带领团队引领流体成形技术从简单形状到三维复杂构型、从常温成形到高温成形的跨越发展,研究出壳坯、管坯、板坯和难变形合金薄壳四类整体构件流体成形技术及装备,取得理论突破、技术创新、装备研制一体化的系统成果,推动我国金属薄壁构件整体成形技术进入国际领先行列,形成中国独有的流体压力成形技术体系。

苑世剑教授和团队成员  辛然摄影


刘钢教授是最早加入苑世剑教授团队的成员,他见证了团队如何把“冷板凳”坐热,怎样另辟蹊径实现弯道超车。“苑老师确定科研方向有个不变的标准,就是必须有理论突破和应用价值!要能解决真问题!这也练就了团队‘专啃硬骨头’的作风。”


运载火箭“长七”的高可靠性,对整体结构五通件要求极高。苑世剑带领团队迎难而上,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,把简单的一张平板坯料成形为整体结构五通件,成功助力“长七”火箭一飞冲天。


一汽集团某自主品牌轿车底盘构件内高压成形技术遇到难题。苑世剑带领团队攻坚八年,不断摸索,实现了国产轿车底盘构件向高强度、轻量化和整体结构的换代发展。


苑世剑的“定力”对团队成员影响很大:“苑老师不允许跟风,炒热点,要做就深挖,往根上挖,要做就做顶尖水平,手上要有‘绝活’。”这种“一锥子扎到底”的劲头,在长期积累中不断鞭策着年轻人成长,团队踏实务实、敢打硬仗的作风愈发鲜明。


“我们团队核心成员只有十多位,但每一位都能负责一个子方向,有所成就和作为。”苑世剑评价。


多年来,该团队科研成果获得国家科技进步奖二等奖2次、国家技术发明奖二等奖2次。


科研成果转化落地才算“交钥匙”


实验取得成功后,苑世剑并没有满足于出成果、发论文,而是把目光投向了成果转化。他带领团队将工艺技术物化到装备上,以“交钥匙工程”的形式,确保企业能够拿到直接发挥效用的设备。


2008年底,苑世剑教授带领的团队首次实现了汽车关键件的批量生产,内高压零件比传统零件减重显著,材料利用率明显提高,广泛应用于一汽、上汽等30多个自主品牌车型,为我国汽车工业化走自主创新道路作出了重要贡献。

苑世剑教授和团队成员  辛然摄影


“交钥匙”的成果转化方式,让苑世剑结交了一大批生产一线的朋友。


“好多人问我怎么总能把握住技术发展的方向,这就是诀窍。只有在生产一线才能掌握一手信息,及时发现瓶颈和需求。”正是因为和生产一线的紧密结合,苑世剑对产学研结合培养“实用型人才”格外重视。“不能只发表几篇论文就完事了,我们的工业级用户是零件,不是材料,从材料变成零件、产品,要有工艺、设备等。所以,自始至终我们都坚持材料-工艺-装备一体化,解决国家重大需求。”苑世剑说。


在车间现场指导学生实验,一直是刘伟教授的习惯。“这不仅仅是我一个人的习惯,也是我们团队的一项准则。苑老师要求,学生进入车间进行实验的初期,指导老师要亲自到场指导实验细节。他经常‘抽查’我们,是否清楚学生的实验细节,促进学生应用实践能力的提升。”


王小松教授从1999年开始跟随苑世剑学习、工作。“苑老师要求我们做科研要抓住两头,一头是基础理论和规律,绝不能含糊。另一头就要抓应用,现在很多企业的研发能力还十分有限,高校尤其是工科院校责无旁贷,这是国家需要。”


数十年如一日的持之以恒和“不破楼兰终不还”的矢志不渝,让苑世剑教授这支规模不大的团队凸显出“硬朗”的底色。对此,苑世剑表示:“只要国家有需要、产业有需求,我们的硬仗就还要继续打,硬骨头就还要继续啃,这是高校科研工作者的使命,也是一代代哈工大人的传承。”


(正文来源:光明日报全媒体记者张士英 通讯员马晓雪;:中国航天科技集团有限公司八院149厂)

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