聚精会神搞建设 众志成城谋发展——记省“十一五”重点学科机械设计及理论

 

 

    2002年，我校机械设计及理论被评定为省“十五”重点建设学科，五年来，学科在人才培养、学术研究、梯队建设以及科研平台构建等诸多方面取得了长足进展，获得了一系列标志性成果：国家科技进步二等奖1项，湖南科技进步一等奖1项，湖南省教学成果一等奖1项，其他省部级奖12项；出版专著8部；发表论文500余篇，被SCI、EI、ISTP收录60余篇；目前学科承担国家973项目，国家948项目，国家自然科学基金、国防科研项目等国家级项目17项，省部级项目60余项，项目总经费2500余万元；拥有实验设备仪器价值2000余万元······

 

    聚精会神搞建设，众志成城谋发展。学科建设正紧紧抓住“十一五”这个重要的战略机遇期，做到一手抓规划，一手抓建设，把宏观与微观统一起来；一手抓长远，一手抓当前，把长远与当前统一起来；一手抓硬件，一手抓软件，把硬件和软件统一起来；一手抓继承，一手抓革新，把继承和发扬统一起来，在开拓创新上下功夫，在求真务求上下功夫，努力开创学科建设新局面。

 

 

    作为我校最早的工科之一，机械设计及其理论专业源于1981年我校的矿山机械学科。学科1981年招收本科生，2002年被评定为省“十五”重点建设学科，2003年获得硕士学位授予权，2005年被确定为湖南省“十一五”重点学科。在创建省属一流学科进程中，提出了以完善学科布局结构为基础，以队伍建设为主线，以经费投入为保障，以科学研究为载体，以学科发展和人才培养为目标的发展战略。

 

    学科建设坚持科学发展观在学科规划与建设中的指导地位，确立了学科建设总体目标——建设成为具有鲜明特色、国内知名的优势学科，力争获得机械设计及理论学科博士授予权。明确了学科建设基本思路：第一，根据国家和湖南省经济社会发展的需要，结合学科现实基础，大力加强科学研究，努力提高人才培养层次和质量，在业已形成的研究方向基础上，进一步凝练、培养和发展特色，力争在现代矿山工程机械设计、材料与部件高温摩擦学设计、大型设备健康维护等方面形成优势。第二，以学科带头人培养为重点，加强学科队伍建设，培养一批在本学科领域具有较高国内知名度和学术地位的带头人；加强学术骨干培养，形成一支职称、年龄结构合理，学术整体水平高的学科队伍；第三，提升人才培养层次，以博士点申报为动力，带动本科生、硕士研究生教育迈上新台阶，形成学士-硕士-博士人才培养体系；以科研促进教学，产学研相结合，深化教学改革，努力提高人才培养质量；第四，遵循学科建设为社会经济发展服务的宗旨，以应用基础研究和技术开发为重点，围绕部省级大型工程项目，研发具有自主知识产权的机械装备和产品，加快科研成果转化，进一步推动学科发展和促进科学技术进步；第五，进一步加强实验室，图书资料建设，特别是加强机械设备健康维护省重点实验室建设，使之成为先进的科学研究平台、人才汇集的基地和彰显学科特色的窗口；通过“走出去，请进来”和承办、参加学术会议等途径，加强学术交流，提高学科知名度。

 

    当前，学科建设工作规划科学、思路清楚、重点明确，一幅幅振奋人心的发展蓝图更是激励前进的号角，催人奋进的战鼓。

 

 

    人才是学科建设和发展的核心力量，搞建设、谋发展必须以人才为支撑。学科建设将以人为本的理念运用到队伍建设之中，牢固树立人才为第一资源的观念。学科现有教师47人，其中博士生导师（兼）6人，教授15人，具有博士学位18人，35到45岁的中青年教师占总人数的83%，是一支师德良好、结构优化、素质良好、有创新精神的学术队伍，形成了人才辈出、人尽其才的生动局面。

 

    在人才培养方面强调引进和自我培养相结合，落实“走出去，请进来”一体化的培养模式。一是加大力度引进学术水平较高的博士博士；二是积极物色有发展潜力的青年教师到国内重点高校攻读博士；三是把一部分优秀的老师送到国外进修访问和学术交流，开拓学术视野；四是改善基础设施，为学术骨干配备助手，为其科研创造工作环境。

 

    通过卓有成效的机制和体制激发，几年来，学科涌现出一批学术造诣较深的学术骨干，如中南大学博士生导师、2006年度国务院特殊津贴获得者、煤炭专业技术拔尖人才、湖南省121人才工程第一层次人才刘德顺教授先后主持国家973项目，国家自然科学资金，及省部级重大项目10余项，曾获得国家科技进步二等奖1项，省部级科研和成果奖7项，在国内外重要学术刊物和会议上发表论文100余篇，出版专著3部；两次破格晋升的张厚安教授，近年来主持国防基础科研项目、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等课题10余项，在国内外学术期刊和国际会议发表论文80余篇，其中被SCI和EI光盘收录30余篇，并获得省科技进步三等奖等省市奖励5项，国家发明专利2项；湖南省普通高校学术带头人陈安华教授，发表论文60余篇，出版专著2部，参与编著高校教材3部，获得省部级科技奖励2项，获国家发明专利3项、实用新型专利2项。英国埃克赛特大学制造中心名誉研究员、访问学者，湖南省121人才工程第三层次人才，湖南省青年骨干教师罗善明教授，主持国家自然科学基金项目2项，湖南省杰出青年基金1项，其他省部级及企业委托项目15项，获国家发明专利2项，实用新型专利1项，获得省科技进步二、三等奖各一项，出版专著1部，发表论文70余篇，其中被EI和ISTP收录12篇。

 

 

    基于机械设计及理论专业的特点和学术渊源，为进一步整合现有的学术资源，在学科发展规划过程中，学科积极倡导不同学科间的交叉、融合与渗透，形成了机械系统非线性动力学与反演设计、机械摩擦磨损与抗磨技术、传动机械学及相关技术、机械系统动态监控与健康维护为四个稳定的研究方向。

 

    在机械动力学与设计方面，组建了以刘德顺教授为学术带头人的科研团队。该方向以矿山机械为工程背景，在非线性振动冲击力波耦合波动力学，非线性动态反演设计等方面进行了系统的研究，该学科方向对机械系统（产品）跌落冲击与稳健设计和基于知识网络的设计自动化方面进行研究，研究工作处于国际前沿。研究过程中形成了三个研究特色：一，冲击机械耦合波动力学研究。针对凿岩机，潜孔钻和风镐等以应力波传递能量的矿山冲击机械一直存在能量利用率低，零部件寿命短的问题，系统地研究冲击机械系统中冲击部件，传力部件和矿岩工作对象的应力波耦合波动力学问题，揭示了冲击机械与矿岩的动态匹配关系，提出了有利于提高冲击机械能量利用率和部件寿命的合理加载应力波波形。二，非线性振动研究，发展了一种新的高精度强非线性振动近似解，改进并扩展了Krylov-Bogoliv-Mitropolshy(KBM)方法，应用于Duffing型振动问题，获得了满意的近似解算法，这些研究工作扩展了经典摄动法的应用范围。三，非线性动态反演设计研究。系统研究冲击部件几何结构，复杂工况，反演过程等诱发的非线性问题，提出了直接动态特性设计结构的非线性动态反演方案等。

 

    机械摩擦磨损与抗磨技术方面，以张厚安教授为学术带头人的团队在材料摩擦学设计与新型耐磨材料的制备技术，含沙流体对过流面的腐蚀机理与护面技术等方面进行了深入研究。取得了标志性成果：提出了以控制材料的摩擦学性能为目标，建立材料的摩擦学性能与尺寸结构的构性关系的新构想，为新型耐磨材料的制备与开发提供了指导依据；论证了波纹磨痕是过流面附面层猝发涡拟序结构的作用痕迹，提出了磨痕尺寸的近似计算式等。

 

    传动机械学及相关技术方向组建了以罗善明教授为带头人的研究团队，在磁力金属带传动、液阻网络理论与新型液压阀设计、复杂机电液系统耦合动力学与解耦控制技术等方面，进行了探索。形成了一定的研究特色，提出了利用磁场吸引力和初张力的耦合作用来传递运动和动力的新型摩擦传动理论，发展了磁力金属传送带传动这一新型摩擦传动方式等。

 

    陈安华教授领衔的研究团队在机械设备动态测试与健康维护中运用现代动力学和运动稳定性理论与方法，对旋转机械典型先行故障行为的动力学机理，机械系统突发性故障诊断与控制策略以及定量预测技术等问题进行了研究。开展了机电设备工矿信号测试与处理、运行状态监测与控制等的研究；开展了大型系统多测点信号实时采集、通讯与控制研究等。

 

 

    硬件是搞建设的支撑力量，软件是谋发展的必要前提，学科建设始终坚持硬件软件并重，在硬件上做文章，在软件上下功夫，促进学科出成果出人才。

 

    夯实硬件条件，搭建科研平台。学科98年成立了振动、冲击与故障诊断研究所，2002年以机械设计及理论及相关学科为依托，组建了湖南省机械设备健康维护重点实验室。目前，学科已在机械动力学测试与故障诊断，机械摩擦磨损，传动机械学等方面拥有先进的实验设备和多种分析与设计软件，实验室面积4700余平方米，总价值2000余万元。近日，湖南省科技厅已批准我校成立湖南省中型机电产品工业设计中心，湖南省国防重点实验室正在积极申报和建设中。科研平台的建设和逐步完善将为科研发展创造良好条件。

 

    完善软件条件，搭建交流平台。一直以来，学科十分重视与国内外同行交流与合作，紧跟学科发展，利用开放基金每年邀请国内外相关研究领域的著名学者短期访问、讲学，派遣学术骨干到国外访问、合作研究和学术交流。承办（合作）了2次国际学术会议和3次国内学术会议，累计参加国际会议和科研合作40余人次，参加国内会议及学术活动达150余人次。除此之外，学科与国内外高校建立了广泛的合作关系，与日本东京大学、莫斯科矿业学院、新加坡Nanyang Technological University、美国University of Missouri-Rolla、英国Unversity of Exeter等高校进行的卓有成效的合作，在很大程度上推动了学科跨越式发展。与湖南三一重工、南方动力、湘潭电机、湘潭钢铁等单位建立的紧密科研合作关系，为教学与科研创造了良好的条件。

 

 

    科学研究实力和水平是评价学科建设成效的重要指标，学科建设与科学研究互为基础，相互促进，相辅相成。

 

    为营造良好的竞争环境为年轻教师的脱颖而出创造条件，科研工作重点开展以下三方面工作。一是通过优化整合科研力量，集中优势争取国家及省部级重大项目；二是加强指导和服务，在科研选题、项目申报等方面建立经常性的互动协作机制；三是加强与科研院所、兄弟院校和高科技企业联合攻关。

 

    创新的科研体系使得学科在相关研究领域屡获殊荣，仅2006年学科获项目33项。其中获得国家自然科学基金1项；国家973子课题1项；“十一五”国家科技支撑计划“制造企业生产过程绿色规划与优化运行技术”课题1项（与外单位联合）；与湘潭电机厂合作成功获2项国防科研项目；获得国家安全生产监督管理总局项目2项；湖南省杰出青年基金1项；国家中小企业创新基金1项；湖南省自然科学基金1项；湖南省科技厅其他项目6项；湖南省教育厅重点项目2项；湖南省教育厅一般项目4项；湘潭市科技局项目4项；横向课题7项，科研经费1000余万元。中国高校科技进步二等奖、湖南省科技进步二等奖、中国有色金属工业科学技术奖二等奖各1项，省科技进步三等奖1项，湘潭市科技进步二等奖1项。发明专利2项，实用新型专利3项,申请发明专利两项。发表论文100余篇，其中A类论文24篇，B类论文30余篇，国际、国内会议及其他论文50余篇，EI/SCI收录6篇。刘德顺专著《冲击机械动力学与反演设计》；张厚安专著《二硅化钼及其复合材料的制备与性能》；郭源君专著《磨蚀预估与磨损设计》。

 

    雄关漫道真如铁，而今迈步从头越！回顾过去，学科发展始终以科学发展观为指引勇于创新，积极探索，取得了一系列令人瞩目的成绩。展望未来，任重道远。学科建设将在已有成绩的基础上，继续围绕“科学布局、优化结构、注重创新”展开，逐步构筑出人才、教学、科研、服务等多个平台，创造更多的科研成果，实现有限资源的有效配置，努力开创学科建设新局面。