林建國金屬成形與材料建模專家

■ 林建國 Lin Jianguo

英國皇家工程院院士

Fellow of Royal Academy of Engineering

帝國理工機(jī)械工程學(xué)院材料力學(xué)部主任、教授

Professor and Head of Mechanics of Materials Division, Department of Mechanical Engineering,Imperial College London

中航工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)中心主任

Director of AVIC Centre for Structural Design and Manufacture

中航工業(yè)材料表征加工與仿真技術(shù)中心主任

Director of AVIC Centre for Materials Characterisation, Processing and Modelling

：您在金屬成形與材料建模領(lǐng)域享有很高的國際知名度，更于2013年當(dāng)選為英國皇家工程院院士，請介紹一下您的研究成果及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用情況。

林建國：本人在金屬成形與材料建模領(lǐng)域的研究成果及具體應(yīng)用情況可以總結(jié)歸納為以下3方面。

（1）創(chuàng)新型材料建模方法。所建立的統(tǒng)一材料本構(gòu)模型，可用于描述金屬工件熱（溫）成形乃至服役過程中材料的微觀組織演變與損傷演化，突破性地將科學(xué)性注入了金屬成形這項(xiàng)倚重經(jīng)驗(yàn)性的活動(dòng)中。例如為Rolls-Royce開發(fā)的材料本構(gòu)模形，實(shí)現(xiàn)了對鎳基盤與鋼制軸慣性摩擦焊工藝中材料微觀組織演化的預(yù)測，從而提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，顯著增加了有效載荷。

（2）綠色材料成形新技術(shù)。開發(fā)新型成形制造工藝，為航空、汽車工業(yè)提供強(qiáng)度高、重量輕、形狀復(fù)雜的零件，從而降低油耗，減少CO2排放。例如固溶熱處理、熱成形冷模具淬火技術(shù)（HFQTM技術(shù)），已申請了覆蓋包括中國在內(nèi)53個(gè)國家的專利保護(hù)，并衍生了一家科技創(chuàng)新型公司“Impression Technologies Ltd”。應(yīng)用該項(xiàng)專利技術(shù)，可將原來需要多個(gè)鈑金零件拼接成的鋁合金復(fù)雜構(gòu)件進(jìn)行一次性沖壓成形，實(shí)現(xiàn)減重＞40%，節(jié)能23%～30%，并顯著縮短生產(chǎn)工期。針對該技術(shù)，帝國理工與希臘航空公司HAI、英國蓮花、意大利菲亞特，以及相應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈的Tier 1、Tier 2公司合作進(jìn)行低成本交通工具零件輕量化上的開發(fā)，共得到歐盟以及英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會(huì)（TSB）超過900萬歐元的項(xiàng)目資助。

（3）蠕變時(shí)效成形模具設(shè)計(jì)。通過提出第一套蠕變時(shí)效本構(gòu)方程，實(shí)現(xiàn)了對飛機(jī)機(jī)翼蠕變時(shí)效成形過程中時(shí)效效果、回彈以及零件強(qiáng)度的準(zhǔn)確預(yù)測。應(yīng)用該項(xiàng)成果，有效地優(yōu)化了英國空客公司飛機(jī)機(jī)翼壁板回彈補(bǔ)償?shù)哪＞咴O(shè)計(jì)過程，將開發(fā)模具所需的試驗(yàn)次數(shù)從3次降至1次（每次模具耗材 ＞70萬英鎊）。另外，該技術(shù)還被成功集成到以色列航空工業(yè)公司飛機(jī)機(jī)翼制造工藝中；并在巴西航空工業(yè)公司Embraer的資助下，由法國軟件公司ESI將該理論模型編制進(jìn)了他們的商業(yè)有限元軟件系統(tǒng)PAMSTAMP中。

林建國：我認(rèn)為大學(xué)應(yīng)該專注于基礎(chǔ)研究，發(fā)展新科技，弄懂具體工程問題背后的科學(xué)原理；與此同時(shí)，也應(yīng)該考慮科研技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。所以，我們需要與工業(yè)界的研究所或公司研發(fā)部門進(jìn)行合作，因?yàn)樗麄兏哂袑?shí)際經(jīng)驗(yàn)，可以針對實(shí)際應(yīng)用的考量給予我們有用的建議，例如成本估算、質(zhì)量控制、生產(chǎn)效率等。我們力圖從不同的應(yīng)用條件下尋求通用型的基礎(chǔ)問題，如果基礎(chǔ)問題得以解決，一系列實(shí)際應(yīng)用中的問題就會(huì)迎刃而解——我認(rèn)為這是大學(xué)里的科學(xué)家的職責(zé)，而我們把產(chǎn)品試制留給研究所或公司研發(fā)部門。在這種方式下，我們得以引領(lǐng)科學(xué)的發(fā)展，并有能力在具有國際聲譽(yù)的刊物上發(fā)表論文。

林建國：我們的團(tuán)隊(duì)非常國際化，研究人員來自不同的國家，有著不同的文化背景。我鼓勵(lì)他們在遇到具體問題的時(shí)候，主動(dòng)與具有不同背景的同事進(jìn)行討論，從而實(shí)現(xiàn)相互學(xué)習(xí)。

另外，我還主張： （1）邊做邊學(xué)。通過做實(shí)際項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)理論、技能和技術(shù)的學(xué)習(xí)。（2）培養(yǎng)迅速學(xué)習(xí)的能力。鼓勵(lì)研究人員通過交流及閱讀相關(guān)內(nèi)容，在短時(shí)間內(nèi)快速進(jìn)入項(xiàng)目；了解別人的專長，并有效地提問，最大化獲取知識(shí)；同時(shí)，學(xué)會(huì)在參考文獻(xiàn)中獲取關(guān)鍵信息。（3）交流能力。包括寫作、交談和演講能力，發(fā)展與不同背景的人進(jìn)行有效交流的技能。（4）管理能力。每個(gè)研究人員從管理自己的時(shí)間和課題開始，還要學(xué)習(xí)怎樣精確地記錄整理會(huì)議紀(jì)要和行動(dòng)計(jì)劃；同時(shí)，學(xué)習(xí)對每個(gè)預(yù)定目標(biāo)的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行細(xì)節(jié)性分析。（5）注重項(xiàng)目完成過程中理解和解決問題能力的培養(yǎng)。