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社会实践

献礼七十华诞 乐颂祖国发展

时间:2019-03-03 16:59:27 来源:南京航空航天大学 作者:文/陈思哲 • 图/陈思哲

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上海交通大学机械与动力工程betway必威体育app官网

为了深刻了解中华民族的逐渐富强,中国新发展D4小队决定利用寒假1.28-2.10的时间在上海交大实验室展开调查。

借中华人民共和国成立七十周年的契机,回溯新中国成立以来的伟大成就。为进一步感受中国发展速度,小队选择了实地走访上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,在讲解实验员章振华老师的带领下,领略我国现如今拥有的先进而成熟的科学技术。

一、选择实验室缘由

从历史进程上来看,小队能由它看到科技进步的缩影。机械系统与振动国家重点实验室于1988年由国家科技部批复立项,1995年9月建成,同年正式对外开放运行。目前,实验室拥有1.1万㎡的实验场地。而在其中不断进行的科研实验奔着更优的解决方案而连年更迭。从实验室自身出发,自主研制了一批批实验设备,研究能力得到显著提升。

从实验室定位上,小队能由它瞧见科技报国的魄力与实力。围绕制造业和国防装备发展目标,以复杂制造和交通运载装备、舰艇等为载体,研究机械系统与振动基础理论,引领机械系统设计与制造技术发展,解决重大工程技术问题,为提高我国民用和国防装备自主创新能力做出贡献。

同时机械系统与振动国家重点实验室也是与小队此次寒假实践团队所学专业息息相关的工科实验室。我的此次探访,从实验室的主要研究方向出发:“振动、冲击、噪声分析及控制”。

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图1.机械系统与振动国家重点实验室

图2.铭牌

图3. 内设展板

二、探访实验室过程(由于实验室内不能进行拍摄,以下图片均来自官网)

此次探访用时2小时,围绕实验室致力于优化减轻军用及民用船舰的振动、冲击及噪声这一项展开。刚踏入实验室,在敞亮的聚光灯下,觉着规模宏大。为更好地还原构造,满足当时桨轴艇体的耦合实验,这里成列的模型体积庞大。

在领略了一段6、7分钟的简介视频后。章老师带领小队,直奔为973项目制造的船艇模型,由尾部的螺旋桨上有非连续振动,是脉动力造成的轴系振动以及噪声的主要来源,告知了小队问题产生原理。并由船艇尾部的作动器,引入了Stewart平台这样一个全新的概念,是近年来科技上一个成熟的方向,用于微振动,使操作平台上的振动量级减少。Stewart平台并联机构已经在航空航天、海底作业、地下开采等等行业有着广泛应用。之后,章老师又介绍了主被动控制机理,例如主动控制,可以实时测控,以使得在作动器及算法允许的范围内,都能得到很好的反馈来解决问题 。

小队由船艇的尾部,走向头部,进一步了解另一部件:推进器。这是最近几十年国际发展的高端潮流趋势,是造潜艇的关键部分,有利于降噪,这便与国防力量便息息相关。问题的产生源于叶尖的高速转动产生的气泡与空穴,不稳定的振动会对整体结构有极大的破化作用与噪声产生。而实验室对泵喷进行自行研究实验,在常规的基础上进行改进,提出新型的无梢窝的动力推进器。通过加工一个环,与叶梢连接,使环在导管里转动,也就是将叶梢的问题转换为导管与环的问题,进而去通过仿真实验来认识、解决它。此外,小队还在“无轴推进”可以运用于无人推进民用船只;不同于三叶桨的“大侧斜桨”,以其特点更多用于国防军用船只上等等方面被普及了知识。

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图4. 973项目实验台

图5. Stewart平台

图6. 船舶推进器

随后小队还走进了实验室的内室,这里的规模像极了工作车间,有让探访者激动不已的魅力。映入眼帘的便是用于冲击试验的国内首台研制的双波冲击机。唯有在冲击机上通过实验,设备才可上船,多用于实战情况,有武器攻击产生振动破坏,要满足多个指标以保证各个小设备工作正常,来确保船体的生命力。该台冲击机实验结合真正意义上的冲击作用来模拟,所以,对于船只更有针对性。此外,还了解了运用电磁,液压等频率不同的各式振动台,他们各自的试验范围依据特定情况不一;还走进了有意思的全消声室,呆萌的吸声尖劈起到的作用让人啧啧称赞。

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图7、8. 实验室工作间

图9. 飞机装配对接机构

图10. 全消音室

三、回顾实验室所得

章老师解说时的一句话,让小队成员印象深刻,在谈及船体泵喷与航空的发动机类似时,他说:“所以航天,航海,甚至是汽车业,都是相连互通的,常在细节上有一致之处。”在小队成员们看来,也正是这种融会贯通的思维模式,让中国在实施科教兴国战略下,能做到自主创新、重点跨越、持续发展,构建属于中国的国家创新体系,并不断开拓下去。

再来,在提及改变作动器位置的实验中,章老师说眼前的模型,只是多个方案中,其中的一个,之后想到了更好的解决方案。这便表现了中国科学工作者的科研态度与能力。科学研究是创造性的劳动,这就要求科学工作者具有勇于探索的心理和精神状态,具备驳回已有成果,不断开拓的习惯和勇气。

同时,小队成员还了解到在过去的五年中,实验室取得了一系列重要成果,为舰船声隐身与冲击防护、卫星的振动控制、运载火箭制造等提供了一批先进的技术装备,在国防建设和国家重大工程实施中发挥了重要的技术支撑作用。就是在这样的进展中,中国在科创兴国的大路上向前迈进。

最后,小队的采访调研取得了圆满的结束。

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南京航空航天大学自动化betway必威体育app官网陈思哲供稿

责任编辑:高永锋

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