返回第29章 国际前沿,全新的研究方向!  1977:从恢复高考到大国工匠首页

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“老师,这只是我一点不成熟的想法,很多具体问题……”

“不成熟的想法,往往是突破的起点!”沈一鸣打断他,语气斩钉截铁:

“科学研究和工程创新,最怕的就是没有新想法!怀民,你给了我一个极大的惊喜!这个问题,回校后可以深入挖掘,作为你第一个深入参与的课题!”

沈一鸣说完,走到黑板面前,拿起粉笔快速演算了起来:

“设轴承座区域的热膨胀係数为α1,变形量为δ1;远端区域为α2,变形量为δ2。如果我们在设计时预置一个初始形变δ0,使得升温后的总形变δ_total =δ1 -δ2 +δ0 = 0……”

他的笔尖在黑板上疾走,留下一串流畅的公式。

车间里静悄悄的,只有粉笔与黑板摩擦的“噠噠”声,和远处工具机隱约的轰鸣。

所有人都屏息看著。

约莫半个小时后,沈一鸣放下粉笔,看向王涧:

“针对今天红星厂遇到的具体问题,根据怀民提出的思路,我已经有具体的方案了。”

王总工露出钦佩的神色,连忙走上前两步,一副洗耳恭听的样子:“老师,您说。”

“怀民的核心思路是『利用差异化的热变形特性主动抵消形变』,而非被动抵抗。”沈一鸣说道,指尖又指向黑板上陆怀民画的那个两层结构示意图。

“落实到红星厂这个支撑座上,我的想法是这样:”

沈一鸣说著,拿起桌上一个支撑座废件,对著厂里的技术骨干们展示:

“我们仍然使用现有的lc4铝合金整体铸造毛坯,这是为了保证结构强度和你们现有的工艺链基础不变,避免推倒重来的巨大成本和时间。”

王涧点点头,这是最现实的前提。

“但是,在铸造时,我们在设计算出的特定区域,主要是轴承孔下方这个三角形高热区,”沈一鸣说著,用粉笔在废件上画了一个小三角:

“预埋入经过特殊设计和处理的『补偿体』。这个补偿体,用热膨胀係数远低於lc4的材料製作,比如我们实验室去年和材料系合作试製的一种硅-铝基复合材料,代號c-7,它的平均热膨胀係数大约只有lc4的40%。”

一位材料工程师立刻想起来:

“c-7?是沈教授你们做热沉基板那个项目里搞出来的?我记得那材料加工性一般,很脆,而且和铝合金的界面结合……”

“这正是关键之一,”沈一鸣点头:

“我们不能简单『埋』进去,那样会如刚才几位师傅担心的,界面应力集中,易开裂失效。我的方案是,將这个补偿体设计成多片、带有特定曲率和开槽的柔性薄片阵列,像一片片『弹簧鳞片』。”

沈一鸣快速在黑板上画出示意图。

“这些c-7薄片在铸造时被预先固定在铸型中特定位置,熔融的铝合金会包裹它们,形成冶金结合。由於是薄片且带槽,它们本身具有一定柔性,能部分释放与基体材料之间的热应力。更重要的是,它们的低膨胀特性是方向性的。”

沈一鸣的笔尖点向薄片示意图上標註的箭头方向。

“我们通过设计和排列,让这些薄片在受热时,其受限的膨胀/收缩主要沿著我们需要的方向,对这个支撑座而言,是產生一个向下的微小『拉扯』趋势。”

“这个趋势的大小,通过我们刚才建立的模型,可以计算出来,並通过调整薄片尺寸、曲率、排列密度和方向来精確调控,目標是让它与支撑座主体(lc4)在该区域不均匀受热產生的向上鼓起的变形量,在关键温度点上正好相互抵消,最终使得支撑面整体的平面度变化控制在微米级允许范围內。”

车间里一片寂静。

王涧以及所有的在场的技术骨干都陷入了沉思。

良久之后,王涧缓缓吐出一口气,看向沈一鸣:

“老师,这个方案理论上我大概明白了,听起来確实精巧。但是,这中间的变量太多了:补偿体的精確形状和排列设计、两种材料结合界面的可靠性、还有最终补偿效果能否真的达到计算值……任何一步出了岔子,都可能……”

“都可能失败。”沈一鸣坦然接话,“所以,这不是一个可以立刻拿到生產线上实施的成熟方案。这是一个需要立即启动,集设计、材料、铸造、测试於一体的紧急攻关项目。”

他看向王涧,沉声问道:

“王总工,红星厂有没有这个决心,和我们学校的实验室一起,赌一把?时间紧,担子重,风险高。但若成功,不仅眼前这批订单的难关可以度过,更重要的是,你们厂將在精密仪器关键部件抗热变形设计上,获得一项国內领先、甚至在国际上都算前瞻的核心技术。实话实说,这套『內置主动热补偿结构』的设计思路和验证数据,其价值將远超这批仪器本身。”

王涧深吸一口气,胸膛起伏了几下。

他环视车间,目光扫过身边眉头紧锁但眼中已燃起火光的技术骨干,扫过那些试製出来的设备,最后回到沈一鸣和陆怀民身上。

“赌!”他一咬牙,拳头砸在身旁的工作檯上,发出“咚”的一声闷响:

“沈老师,您都把话说到这份上了,我们红星厂要是再畏首畏尾,那真是愧对国家投的钱,愧对老师您的心血!我们干!需要什么资源,厂里全力协调!需要哪个车间、哪位师傅配合,我亲自去请!”

他转向周围的技术人员和老师傅们:

“都听见了?沈教授给我们指了条新路,难走,但走通了就是一片新天地!从今天起,成立『光谱仪支撑座热变形攻关小组』,我任组长,技术科、铸造车间、精加工车间、检测科抽调最精干的力量!一切为这个项目让路!”

车间里的气氛瞬间被点燃。

老师傅们脸上的疑虑被兴奋取代,年轻技术员们的眼神则充满了跃跃欲试的衝动。

沈一鸣脸上露出一丝真切的笑意:

“好!那我们就分头行动。周伟,雪梅,你们立刻跟我回学校,整理现有c-7材料的全部数据,並开始根据模型进行补偿薄片的初步构型设计和有限元模擬,实验室那台老机器,分段算,日夜不停。怀民,”

他看向陆怀民:

“你跟我一起。这个模型的雏形源於你的想法,未来如果要发表论文也应该由你来主笔,你需要儘快理解並参与到具体的设计和计算工作中来。同时,俄语和专业课不能拉下,接下来时间会非常紧。”

“是,老师!”陆怀民重重点头,心也怦怦直跳。

他没想到,自己一个基於前世经验提出的思路,在这个时代、在沈教授手中,竟能如此快速地被深化、具体化,並即將转化为一场实实在在的科技攻关。

“王总工,”沈一鸣最后交代:

“厂里这边,两件事需要抓紧:第一,提供最详细的支撑座三维图纸、所有材料性能数据、以及你们实测的儘可能完整的不同工况温度场分布数据,越快越好,越细越好。”

“第二,准备一个小型铸造试验线,挑选最有经验的铸造师傅,一旦我们学校的初步设计出来,立刻进行小批量试製。试製件出来,马上送到学校实验室进行基础性能测试和初步的热-力耦合实验。”

“明白!我马上安排!”王涧雷厉风行,转身就开始点名分配任务。

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