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       多年來,楊紹普用他的堅韌和執著,在自己人生的“高度非線性運動”中忘我地拼搏、奮斗,書寫著擔當、創造的價值。

       “生命的軌跡是高度非線性運動,只有拼搏、奮斗,才能走出有價值的曲線。”這就是石家莊鐵道大學副校長楊紹普教授的信念。

       楊紹普師從著名的非線性動力學大師陳予恕院士,研究非線性動力學與控制這個枯澀艱難的學科,他致力于應用非線性動力學的理論與方法,研究工程中的科學問題, 先后研究解決了提速機車懸掛系統的穩定性、汽車懸掛系統動力學分析、提速橋梁振動控制以及大型施工機械的振動故障診斷等問題。

       他的研究成果在隴海線提速機車、京廣線橋梁振動控制、秦嶺隧道TBM施工以及多條高鐵、地鐵施工重大工程中得到應用。

       多年來,楊紹普用他的堅韌和執著,在自己人生的“高度非線性運動”中忘我地拼搏、奮斗,書寫著擔當、創造的價值。

       建功鐵路大提速

       楊紹普1983年7月畢業于天津大學,兩年后獲工學碩士學位后,進入石家莊鐵道大學任教。

       5年后,他又選擇到天津大學讀博,學習并嘗試利用剛在國內興起的“非線性系統分叉理論”,研究高速機車動力學問題。

       楊紹普讀博遇到的第一個難題是處理轉向架的阻尼力問題。為了攻克這一難題,他到北大、清華、南開等高校和鐵科院,查閱資料,拜師學習。

       “這是一個非光滑的非線性系統,傳統的方法不能處理。”楊紹普向《中國科學報》記者介紹說,自己當時甚至學了數學家都很少涉足的“奇異性理論”。最終,他以“滯后非線性系統分叉與奇異性”的博士論文順利通過答辯。

      “用‘非線性系統分叉理論’研究高速機車動力學,是因為我當時意識到我國鐵路必然要走向高速之路,動力學必然是高速的重要問題!動力學研究必會大有用武之地。”楊紹普說。

       幸運總是留給有準備的人,楊紹普的超前意識幾年后很快得到驗證,這也使得他在我國上世紀90年代末鐵路大提速中嶄露頭角。

       我國鐵路運輸起步晚,到上世紀90年代,旅客列車最高運行速度始終徘徊在每小時80至110公里間,以致1994年客戶運量降至最低點,鐵路提速已勢在必行。

       如何提高提速機車的運行穩定性?提速后既有橋梁能否承受如此大的沖擊力?一系列問題中,首當其沖是提速機車的動力學性能。

       1996年,當時的鐵道部緊急向系統內十幾家大專院校和研究機構發出“英雄帖”。楊紹普和他的團隊有幸參加了這一課題。

       “線性問題的結果是可預見的,非線性問題卻復雜得多。”楊紹普說,非線性與線性的本質區別在于,非線性不適用迭加原理,這就為系統動力學分析帶來了巨大困難。

       在如亂麻一般糾結的因素中作出的每一個判斷,都關系重大。楊紹普慎而又慎。他利用博士論文中提出的非光滑非線性系統分叉分析方法,一遍一遍反復分析計算。

       “這種機車臨界速度太低,有安全隱患!”2000年,在大同機車廠為提速生產的SS7型電力機車振動問題召開的研討會上,很多專家對這個非常重要的指標提出了疑問。

       “這個臨界速度是非線性臨界速度,是進行了全局動力學分析后得到的結果,和傳統的線性臨界速度概念和意義完全不同,這個方案是安全的。”研討會上楊紹普力排眾議。

       后來,楊紹普帶領團隊成功對走行部參數進行了分析優化,解決了機車電器設備振動過大問題。最終,這一機車成為隴海線提速的主力車型。

       經過不斷探索,楊紹普和他的團隊研究出復雜工程結構振動控制的新措施,為隴海線機車提速、京廣線橋梁振動控制等重大工程提供了重要技術保證。

      2003年,楊紹普主持的“工程結構的振動控制與故障診斷研究及應用”獲得國家科技進步獎二等獎。

讓團隊一起成長

       “每月一次的學術報告,每次兩人主講,每人半小時。”8年前,馬增強師從楊紹普攻讀車輛工程博士學位。他告訴記者,這樣的報告會在那時就已經成為團隊的一道“營養大餐”。

       “這樣的活動要堅持下來需要有人推。”馬增強說,不管多忙,楊老師都會按時張羅這件事。

       “一定要交流,一個團隊不能靠單打獨斗,也不能搞山頭主義。”楊紹普習慣用“蓋房子”來解釋他的想法:如果每個人總盯著自己的興趣點,誰架誰的梁,誰砌誰的墻,沒有規劃,拼拼湊湊,房子就起不來。

        “現在很多項目都涉及多學科,一個人的學術眼界畢竟有限。”已經感受到交流帶來好處的馬增強告訴記者,有時費力要研究的一個方向,可能別人兩年前就已經證明行不通了,大家一交流,就省了走彎路。

        揚帆遠航,靠舵手,也靠團隊。“要讓每一個人和團隊一起成長。”這是楊紹普始終如一的愿望。

        令楊紹普欣慰的是,從2004年研究所成立之初的5個人到目前的25人,楊紹普率領團隊先后完成8項包括國家“973”項目和國家自然科學基金重點項目在內的國家重點科研課題,30余項原鐵道部、河北省科研項目;發表論文260余篇,其中150篇被SCI、EI等收錄。

       突破傳統思路

       2013年,楊紹普率領團隊進行的“大型施工機械安全分析、評估與監測關鍵技術研究及應用”獲得河北省科學技術進步獎一等獎。

       一直參與此項研究的石家莊鐵道大學機械工程學院副院長潘存治說:“十年走來,相當不易。”

如今,這項成果已在高鐵900噸架橋機、隧道盾構機以及無砟軌道混凝土澆筑機等大型施工機械上得到成功應用。

       “沒有他的較真、嚴謹,就沒有這項成果。”潘存治介紹,就是項目評審答辯,楊紹普都親自制作PPT,在家反復練習。

       就像非線性運動中蘊含著秩序,面對紛繁的工作,楊紹普似乎總是知道,他要堅持的是什么。

       在長期研究的基礎上,楊紹普突破以往單獨研究汽車動力學和路面動力學的傳統思路,提出“將車輛和道路耦合研究其非線性動力學行為”的學術思想。

       按照他提出的車輛—道路耦合動力學研究框架,將這一學術思路應用于高速公路長期監測中,2008年的“大廣高速公路長壽命路段健康狀態遠程監測系統”項目作為重要實踐,對研究至關重要。

       這個項目需要隨著路面施工,同時埋入傳感器。但是,由于澆筑混凝土、壓實路面時難免會碰到傳感器,在用超聲波雷達探測儀檢查時,發現有傳感器偏移的現象。楊紹普要求,偏出預設線路的必須摳出來重新埋。

       一個返工就至少半天,成本消耗實在太大。眼看項目經費已成赤字,團隊的人有些心疼。

       “寧可不掙錢,也要把研究做好。”楊紹普堅持,“這關系到工程數據和研究結論,絕不能有半點疏忽。”

       最終,這項成果獲得2014年河北省科技進步獎一等獎。

       近年來,楊紹普先后獲得國家“杰青”、全國模范教師、河北省“燕趙學者”、河北省首批“巨人計劃”創新團隊領軍人才、“973”首席科學家、全國杰出專業技術人才等多項榮譽。

       “一個人要做的事情很多,有些雖然做起來很難,但卻必須要做,因為那是未來和希望。”楊紹普說。

                                                                                                            《中國科學報》 (2015-04-10 第5版 人物)

 

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