編者按:為奮力實現大工一流大學建設新征程“加速跑”,鼓舞廣大師生解放思想、追求卓越、改革創新、跨越發展,黨委宣傳部(新聞中心)推出【點贊大工人】欄目,講述師生奮進故事,共享成功經驗,匯聚學校改革發展的磅礴力量。
“比賽需要的項目展示視頻明天就要提交了,但是制作團隊發過來的視頻不能用!”“挑戰杯”全國決賽材料提交的前夜,本應成竹在胸的機械工程學院“復合材料加工過程多傳感器測試技術及加工質量預測方法”團隊卻面臨了“危機”——他們的比賽視頻出了問題,若不及時處理,就會失去比賽資格。怎么辦?難道要因為申請材料不足錯失這個難得的“亮劍”機會嗎?如果不放棄,該如何解決沒人會用專業軟件做視頻特效的問題?
“換個思路想,視頻特效關鍵點是繪圖做動畫的話,那用PPT也可以啊!”這時,領隊崔家誠提出了一種從未想過的方式,巧妙地解決了當前的困局。大家分工合作,一個人負責整體視頻剪輯,其他七個成員用PPT視覺化展示理論,熬了整整一夜,八個人終于伴著日出成功完成了材料視頻并按時提交,收到了全國決賽的入場券。目標導向、拓寬思路,豁達樂觀、永不言棄,這些閃光的品質伴隨著他們勇攀科研高峰的每一步。在之后的比賽中,團隊憑借出色的發揮和杰出的成果,獲得了“挑戰杯”全國一等獎的好成績。
目標導向 拓寬思路 不拘一格尋方法
質量檢測是加工裝配的重要環節,在大型航空構件制造的過程中尤為重要。近年來,由于復合材料質量輕、強度高的特點,在航空裝備制造的過程中得到了廣泛的應用,其用量已成為國家制造水平的重要標志之一。但復合材料的廣泛應用也帶來了新的問題,其加工機理與傳統金屬完全不同,容易產生分層、毛刺、撕裂等加工損傷,且損傷具有隨機性。這大大增加了質量檢測的難度,更嚴重地,這些加工損傷會影響航空構件的承載性能,危害航空安全。然而目前的檢測方式成本高、效率低,且需要在構件加工完成之后進行檢測,質量不合格也無法補救,只能整體報廢。
如何低成本、高效率地檢測,甚至在損傷發生前就提前預測復合材料連接孔的加工質量呢?“復合材料加工過程多傳感器測試技術及加工質量預測方法”團隊給出了行之有效的方案。團隊提出了使用可測參量實時預測加工過程中不可見損傷的創新方法,在損傷區域高精提取與準確評估的基礎上,通過采集并分析復合材料加工過程中的多場狀態,實現了從離線檢測到在線預測的突破。經實驗驗證,這種方式能充分保障生產過程中的持續性和可靠性。
(左起:韓承橋、尹鵬博、韓磊、高昌勇、崔家誠、徐雯、劉洋、黃誠昊)
取得這一成就的團隊由崔家誠、高昌勇、劉洋、黃誠昊、韓磊、尹鵬博、韓承橋、徐雯八名學生組成,因為八個人全部來自機械工程學院——“原裝”、都很優秀——“高配”,他們戲稱自己為“原裝高配”團隊。2018年末,有著強烈科研報國情懷的崔家誠在劉巍老師的建議下開啟了復合材料連接孔檢測的研究,沒多久,他就成功利用圖像識別技術實現了加工損傷的快速提取,解決了之前實驗室內只能手動記錄加工損傷的問題。但他并未就此止步,而是思索是否可以在損傷還未發生前就能預知損傷的演變趨勢。查閱相關資料并認真分析后,崔家誠確定,這個課題可行!很快,他就組建起了志同道合、“眼中有光”的科研團隊,開啟了攀登高峰的征程。
錨定清晰的目標并巧用各種方法不斷朝著它邁進,是團隊自始至終的基調。復合材料連接孔加工質量檢測和預測的核心是要建立一個可信有效的質量評價標準,只有可以準確評估加工質量,才能在此基礎上實現檢測和預測。研究團隊通過文獻梳理發現,現有的加工質量評價標準通常只有長度一個指標,但單純的長度并沒有辦法準確描述連接孔形態各異的加工損傷。他們首先嘗試建立了一套全新的體系,提取長度、面積等多個因素分別進行評價,進而通過加權對質量進行綜合評估。但經過了很長時間的嘗試,都沒有達到理想中的效果。
某一天,在閱讀一篇有關信號特征提取的文獻時,崔家誠看到文章中一張計算信號能量的配圖之后靈光一現,想到把復合材料連接孔的出口損傷沿著半徑展開也可以得到相似的圖像,是否也可以通過類似信號能量的計算方法來得到損傷的評估值呢?研究團隊通過圖像處理算法提取出損傷區域后,沿著損傷輪廓隔著固定的距離設置采樣點,記錄圓心到采樣點的長度,對損傷進行信號化表示,將原有的圖像二維信息轉化為能夠代替原有損傷區域的一維信息。通過公式計算,構建了統計質量描述因子,這個新的評價方法可以很好地反映加工損傷程度。經過大量實驗驗證,這套評價標準相比于現有標準、相比于傳統方法,準確性提高50%以上,可以廣泛用于幾乎所有復合材料的加工質量評估中。
豁達樂觀 永不言棄 相互支持渡難關
說起研究中最困難的部分,大家一致認為是“打孔”。因為質量預測模型需要建立在收集大量數據的基礎之上,打孔就是基礎中的基礎。然而6組實驗、每組200個,1200個孔,沒有捷徑,只能一個一個打。機床空間狹隘,需要人上上下下地進行零件拆卸,重復1200次,有時候還會遇上數據異常的情況。但大家并沒有將這個任務視為純粹的負擔,而是轉換成了團隊合作最初的“團建”機會。尹鵬博回憶道:“我就是在打孔階段進入團隊的,那時候雖然每天都很辛苦,但是大家卻會在打孔結束后交流經驗、增進了解。一起打孔不亞于一起上戰場,這是‘革命友誼’。”
在科研過程中,崔家誠一直強調團隊的力量。他認為在這個團隊中,大家都在不斷成長。“如果我累了,想短暫地休整一下,我完全放心將任務分給他們,我累了總會有人再頂上來。”在隊友遇到困難的時候,團隊永遠是最堅強的后盾,黃誠昊分享了一段他的經歷:“我曾經有一段時間沒有辦法平衡科創和學業,時間精力都投在科創上,導致我的成績不理想。我感到非常焦慮,甚至想要完全放棄科創,這個時候團隊給了我很多建議和幫助,讓我可以繼續做我喜歡的事情。”
談到指導老師的支持,團隊成員們表示:“雖然我們是因為對科研的興趣自發團結在一起的,但是學校和老師始終是我們最有力的后盾。”高昌勇回憶道,劉巍老師、張洋老師、王福吉老師在項目開始之初就耐心地對團隊進行科普,在他們有想法的時候,老師會與他們一起探討研究內容和思路,鼓勵他們大膽嘗試。雖然老師們也有科研任務,但只要他們需要,不管時間多晚,都會解答他們的問題,為他們提供新的思路和方向。
同時,團隊也感謝學校提供的平臺,正是有了學校的支持、培養,他們才能在科研的道路上穩步前行。遼寧重大裝備制造協同創新中心與精密與特種加工教育部重點實驗室的軟硬件條件為他們的學術研究奠定了良好的基礎。在準備“挑戰杯”國賽的過程中,校團委還為他們請了專業的指導老師,對答辯過程進行一遍遍的打磨。正是有了這么多人的保駕護航,才能讓團隊將所有精力投入到研究之中。這個獎項不僅僅屬于團隊,還屬于每一位在背后盡心竭力、無私奉獻的人。
劉洋說:“從項目研究到獲獎的整個過程,我想用‘燃’來形容,我們考慮更多的不是能獲得什么獎項,而是我們研究成果的應用能否落地,我們想要做到最好、做到極致。”此次“挑戰杯”全國一等獎,對于我們來說,是一項成績,更是一個全新的起點。“雖然已經獲得了一些肯定和獎勵,但是我們的研究之路并不會止步于此。”韓磊說,“真正解決加工檢測難題,讓所有機構能用上我們的檢測設備,真正在‘大國重器’的研究制造過程中貢獻我們的力量,才是我們堅持不懈的追求。”
鮮花和掌聲的浪潮終會退去,這個時代真正需要的是有家國情懷、找得準方向、能腳踏實地沉下心鉆研的人才,團隊成員們希望能在科研和競賽中不斷增長才干,成長為能獨當一面的全面復合型人才,讓中國看到大工機械水平,讓世界看到中國青年力量!(作者:劉宇、苗燕婷、秦博昱 )
















