第29章 国际前沿,全新的研究方向! 1977:从恢复高考到大国工匠
所有人都转过头,目光落在陆怀民身上。
王总工这才注意到沈教授身后这个一直安静的年轻人。
太年轻了,瞧著不过十六七岁,脸上还带著学生气的稚嫩,站在一群老师傅和沈教授中间,格外显眼。
沈一鸣抬手示意:“怀民,你说。”
陆怀民走到工作檯前,朝沈一鸣和王总工微微点头:“老师,王师兄。”
他顿了顿,斟酌了一下脑海中的措辞,隨后才开口:
“我们之前想的,都是如何『抵抗』热变形,主要方法都是选低膨胀材料,加强散热,或者把结构设计得更『硬』,来约束变形。”
王总工点点头:“是这样。可效果都不理想。”
“对。”陆怀民应了一声,拿起半截粉笔,转身在黑板上“唰唰”画了个简单的示意图:
“支撑座的热变形之所以棘手,是因为它不均匀,轴承座附近温度高,变形大;远离热源的地方温度低,变形小。这种不均匀导致了平面度的丧失。”
陆怀民顿了顿:
“我的思路是,我们能不能设计一种结构,让零件自身的变形,去『主动』抵消温度带来的形变?”
车间里静了一瞬。
几个老师傅互相看了看,脸上露出些笑意,那笑里带著善意的宽容,更多的是不以为然。
一个头髮花白的老师傅最先开了口:
“小同志,你这想法像画饼充飢。热胀冷缩是铁的规矩,咱们搞技术的,得讲实际。”
车间里响起几声低笑。
有人符和道:“是啊,怎么主动抵消?材料的热膨胀是物理特性,我们改变不了啊。”
几个年轻些的技术员也交换著眼色,虽没说话,但那意思很明显:
沈教授带来的这个学生,確实有些年少天真了。想法挺好,可实际问题哪有那么简单。
王总工眉头也微微蹙起,出於对沈教授的尊重,他没有反驳,但语气里也带著保留:
“陆师弟,你的意思是……做结构上的补偿设计?这个我们不是没想过,也试过在支撑座上开应力释放槽,或者预留一些变形余量。可效果都不稳定,时好时坏,而且加工难度大增,废品率很高。”
“不是简单的预留余量或者开槽,”陆怀民没有因为质疑而慌乱,他拿起一个支撑座零件,手指点在轴承安装孔周围发热最集中的区域:
“这里的温度最高,热膨胀最大,导致这个平面『鼓』起来了,对不对?如果我们能在这个区域的『下方』或者『內部』,预埋一个或一组有意识设计、具有特殊热膨胀行为的『补偿元件』呢?”
“补偿元件?”王总工下意识地重复了一遍,推了推眼镜,这个词儿听著很新颖。
沈一鸣的眉头微微一动,镜片后的眼睛骤然亮了起来。
陆怀民继续在黑板上快速画著。他画了两个简单的叠层结构示意图:
“比如,我们用两种热膨胀係数不同的材料,比如我们的lc4铝合金,和另一种热膨胀係数更低的材料,將它们以特定的方式组合在一起。”
他指著示意图中两层材料的结合面:
“我们预先计算好温度分布,让高膨胀层,也就是我们现在的支撑座主体在受热时『想要』向上鼓起。但同时,我们通过与它紧密连接的低膨胀层或特殊结构层,施加一个反向的、『向下拉』的力或约束。这个反向的力,也是来自材料自身受热后產生的。”
“不同材料?复合结构?”一位负责材料工艺的老工程师缓缓开口,神色也严肃了起来:
“小同志,理论上,利用不同膨胀係数的材料组合来达到尺寸稳定,这思路在工业领域里確实有应用,比如铜钢双金属片。但那是很简单的一维弯曲补偿。你说的是要在在复杂三维结构里,针对局部非均匀温度场,实现微米级平面度的『主动』补偿……”
他摇了摇头:“这涉及到的材料匹配、界面应力、製造工艺,还有最关键的补偿规律的设计计算,太难了。目前国內,恐怕没这个条件。”
“就是啊,”另一个负责装配的老师傅接口道,他说话更直:
“想法是好的,听起来也巧妙。可落到实际上,怎么弄?在铝件里镶別的材料?怎么镶牢?热了冷了来回折腾,不会脱开?就算不脱开,两种材料胀得不一样快,內部应力大了,零件自己先裂了咋办?这可不是画张图就行的事。”
质疑声变得具体而实际,直指工程实现的难点。
工人们並非刁难,而是基於他们多年的生產实践,一眼就看出了这个“美妙想法”背后需要解决的难题。
陆怀民提出的,是21世纪初才逐渐成熟的一种用於高精密设备热补偿的设计理念,在此时確实是超前的。
但针对这个方案的难点,陆怀民根据当下的技术水平,也构思了几种解决方案。
正当他斟酌著如何用1978年能理解的语言和材料体系把他的解决方案“翻译”出来时,一边沈一鸣已经意思到了这个思路的价值。
“怀民,你这个想法,极具创造性!它的理论深度和潜在应用价值,非常大!”沈一鸣走上前两步,拍了拍陆怀民的肩膀,毫不吝嗇他的讚赏,语气重也罕见地带上了一丝激动:
“你这不是简单的结构补偿……你提出的,是一种『基於热应力自补偿的精密结构设计方法论』的雏形!”
他转向王总工和所有在场的老师傅、技术员,语气斩钉截铁:
“诸位!这不是异想天开!这是跳出传统思维定式的革命性思路!国际上目前对於精密机械热误差的研究,主流仍然是优化冷却、选用低膨胀材料、以及被动补偿,少数前沿探索也多在传感器和闭环控制上。而『主动利用热应力分布进行结构自补偿』,这个思路,我在最新的文献里都没有看到如此清晰工程化阐述!”
沈一鸣看向陆怀民画的草图,眼中闪闪发光:
“如果这个思路能够通过建模、实验验证並形成一套设计准则……这不仅仅能解决红星厂眼前的问题,其背后的理论价值和普適性,足以支撑一篇重量级的国际期刊论文!甚至是开创一个细分的研究方向!”
车间里鸦雀无声。
王总工和老师傅们面面相覷。
他们扎根生產一线,对学术前沿那些术语有些隔膜,但沈一鸣如此激动、如此高的评价,是他们从未见过的。
他们看向陆怀民的眼神彻底变了,从怀疑、宽容,变成了惊愕与难以置信。
毕竟一个十六七岁少年提出的一个想法,能让沈教授激动成这样?
甚至上升了“国际前沿”、“全新的研究方向”?
陆怀民少有地见到沈一鸣如此灼热的目光,也有点不自在:
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