日期查询:2018年01月10日
我省主持的两项研究获“国家科技奖”

河北科技成果为安全出行保驾护航

国家科学技术奖励大会1月8日京举行,我省有10项科研成果获奖。而在这其中,由我省单位(人员)主持完成的两个项目,全都和交通安全有关。“高大上”的超细贝氏体钢到底是什么,石家庄铁道大学的研究项目如何作用在实际生活中,完成这些项目的过程中又遇到了那些困难……带着这些问题,记者昨日分别采访了获奖项目的主持人杨绍普教授、李韶华教授以及杨志南副教授,听他们讲讲“国家科技奖”背后河北人的贡献。

●项目名称:高速运动刚柔相互作用系统非线性建模与振动分析

●获奖情况:国家自然科学奖二等奖

研究振动以提高行车稳定安全

石家庄铁道大学校长杨绍普教授主持的这个项目,和人们的生活息息相关,因为它“可以通过控制高速行驶的车辆的振动程度,来达到提高车辆稳定性、安全性、舒适度的目的,同时减少车辆行驶过程中对道路的损坏。”

这个项目的获奖,是我省自然科学领域的又一突破,该项目发现了车路相互作用规律并通过现场试验进行了验证,带动了车辆、道路动态设计的技术突破,研究成果受到国内外学者的高度评价。

该研究理论 也适用于高铁运行

昨日,记者在石家庄铁道大学见到了杨绍普教授。对于此次获奖项目,杨教授表示,国家自然科学奖原创性要求非常高,所以获奖的难度也很大。“我们团队针对相关研究写了近百篇论文,但在申请奖项时,只能上报8篇代表作。这个数量的落差挺大的,所有的研究成果和在国际上的贡献都需要在这8篇代表作里面体现出来,这意味着团队需要将研究成果更加精炼化。”

杨绍普表示,这次的获奖项目理论中涉及到汽车和道路两个方面,这是比较少见的。“汽车和道路分属于两个不同的学科,一般都会分开研究。这次我们提出了一个新的学术思想,就是将两者放在一起进行研究分析。”“高速运动刚柔相互作用系统非线性建模与振动分析”这个项目,“大家可以分开来理解。从学科理论上讲,车辆是刚体,道路是柔体,车辆在道路上行驶,这就是‘刚柔相互作用’。‘高速运动’则是指车辆的运动状态,表明其在高速行驶。”杨绍普说,“项目主要是对高速行驶的车辆建立相关模型,并进行振动的分析。通俗来讲就是通过控制高速行驶的车辆的振动程度,来达到提高车辆稳定性、安全性、舒适度的目的,同时减少车辆行驶过程中对道路的损坏。”

在研究过程中,车辆的振动分析是比较困难的。在分析出结果之后,需要建立模型对结果进行描述,再判断车辆的稳定性,这一系列衔接紧密的研究难度都很大。

杨绍普表示,该理论不仅适用于汽车和道路,也适用于高铁的运行。“对于同一类问题,理论是可以通用的。高铁提速的话,保证其稳定、安全是基础。我们目前正在研究通过控制高铁的振动程度,来提升其舒适性和安全性。”

为收集数据 每天工作十几个小时

李韶华教授是团队成员之一,从2000年直到现在,她和团队其他成员一样跟随杨绍普教授进行相关的研究。在这些年的研究中,让李韶华印象最深刻的是在户外的现场通车实验。2008年,“大广高速公路长寿命路段健康状态远程监测系统”项目作为重要实践,对研究至关重要。“我们当时做实验的路段是大广高速的邢台市威县路段,此次实验需要随着路面的施工,同时一层一层地埋入传感器,我们一共在路面中埋入了4层传感器。路段施工完毕之后,团队成员驾驶同样放入传感器的车辆进行相关数据的采集。”李韶华说。

李韶华介绍,车内除驾驶员外,还有两名成员分别负责操作车内传感器和记录数据。与此同时,也会有另外两名成员分别负责操作路面传感器和记录相关数据。在户外做实验时,团队里的成员凌晨五点钟起床,开始为新一天的工作做准备。“晚上要对一天的数据进行总结,大家会在一起讨论,基本上每天都到零点之后才能休息,一天要工作十几个小时。实验虽然很辛苦,但大家也非常认真,数据不能出现一点偏差,这是所有人的共识。”李韶华说。

●项目名称:超细贝氏体钢制造关键技术及应用

●获奖情况:国家技术发明奖二等奖

特殊钢材为铁路安全提供保障

在世人对中国新的“四大发明”评价当中,必不可少高速铁路。而当您乘坐一列列高铁“拐弯”、换道时,是否想过车下的辙叉却可能是我省科技人员研究的成果呢?

此次的国家科技奖励大会,我省主持完成的“超细贝氏体钢制造关键技术及应用”获得国家技术发明奖二等奖,这也是近年来我省首次连续获得该奖项。

事关安全领域 每一刻都绷紧神经工作

燕山大学的杨志南副教授,是该项目的第二完成人。昨天,当记者联系上他时,其正忙碌着在南方出差,杨教授利用午饭后简短的空隙接受了记者的采访。“从项目开始到现在已经十几年了,很多细节已经记不清了,但最初的印象还能回想起来,那就是时间很紧张,每天都非常忙,时间都不够用,很累。”

杨志南说,进入研究组的时候,实验已经开始和实践生产联系,每天都要做大量的实验来收集数据,尽快把技术转化为产品。所以每天的时间都是安排得满满的。

贝氏体钢的工艺很复杂,构成温度、时间和性能三维坐标,造成同成分的贝氏体钢性能迥异。

用杨志南的话说就是,好像蒸馒头一样,不同的温度,蒸不同的时间,得到的东西肯定不一样,研究贝氏体钢远比蒸馒头要复杂得多,时间、温度、性能都是联系在一起的。所以那时候要做大量的试验,时间根本不够用。

搞科研,在实验室里能够得到数据的很重要,更重要的是让实验室里的数据能够成为技术支持,为实际生产充当指南。

杨志南说,“联系实际生产和我们在实验室做实验不同,在实验室做实验,第一次数据对了,第二次数据也对了,等第三数据也正确后我们就可以说实验成功了。但一联系实际生产就不同了,每天都要做很多组实验,收集大量的数据,每组实验都要重复很多次。这样才能保证在实际生产中尽量少出现错误。”

贝氏体钢的应用领域很广泛,杨志南的所在项目组的主要任务,是研究超细贝氏体钢在铁路和轴承制造方面的技术与应用,以及高端超高强度耐磨钢板制造技术和应用,事关安全领域,项目组的所有成员每一刻都绷紧了神经在工作。

技术研究成果 未来或可用到航天领域

辙叉是指使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备,也就是我们常在影视剧当中看到铁路“拐弯”的关键设备。

铁路安全关乎国家战略,铁路线路中服役条件最恶劣、最易发生事故的普通贝氏体钢辙叉寿命短且离散,偶有突发脆断危险,威胁铁路安全。

而此次研究项目中的重要应用之一,便是极大提高了这个“拐弯”关键设备的安全性,实现了贝氏体钢辙叉稳定长寿。

杨志南说:“为了解决铁路辙叉的问题,我们组织了一次大会战,那时候正是寒假,大家都放假回家了,就我们实验组的同学们在导师的带领下在学校实验室里做实验,收集数据。为了能够回家过年三十儿,我们在那段时间每天都在实验室里待到凌晨一点多,导师也是,每天都要收集完我们手中的数据,很晚才能休息。”

正是因为杨志南和同事们付出了大量的心血,才让他们研究出来的技术和工艺成为了经得起考验的产品。不仅性能稳定,而且成本很低。“技术不断在改进,我们的项目也会继续下去,我们希望以后能够把超细贝氏体钢应用到更多的领域,比如说轴承,小到手表、自行车,大到火箭,宇宙飞船都可以用到。”而除了应用领域,“我们也会加强基础理论的建设,夯实根基。希望能够继续保持国际先进的水平。”

■文/本报记者张明昊杜梦媛 实习生孙猛通讯员蔡常山

■摄/本报记者杜梦媛 ■供图/蔡常山

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