2017年國家科技獎獲獎項目巡禮：解密創新之路

國家技術發明獎一等獎獲得者賈振元

我就是個干活的

趙永新 呂東光

創新感言：做科研要找對路子。刻苦的人很多，關鍵在于找準方向。道走對了可能事半功倍；道走錯了，你費大力氣、繞大圈子也不一定能成功。

獲獎項目：高性能碳纖維復合材料構件高質高效加工技術與裝備

“我就是個干活的”——見面握手時，賈振元這樣“自報家門”。

今年54歲的賈振元是大連理工大學長江學者特聘教授，國家973計劃項目首席科學家，國家萬人計劃入選者，2017年度國家技術發明獎一等獎項目第一完成人。

個頭不高、頭發灰白的他對記者說：“農民要種好地、多打糧食，工人要把工做好、拿出好產品，我們搞工程科學的就要把問題弄懂、把技術弄通，爭取解決實際問題、滿足國家重大需求。”

賈振元干的這個活，是世界性難題——碳纖維增強樹脂基復合材料(以下簡稱“碳纖維復合材料”)構件的高質高效加工。

瞄準制約行業發展的卡脖子問題

從博士畢業留校任教至今，賈振元在機械工程精密加工領域干了將近30年。“我們做工程科學的，總希望自己做的事情能有意義，把自己的研究和國家需求結合起來，瞄準高校有優勢、企業無法解決、制約行業發展的卡脖子問題。”

碳纖維復合材料的高質高效加工，就是這樣的“卡脖子”問題。

航空、航天、交通等領域的高端裝備，質量越輕跑得越快、飛得越遠，有效載荷也越大。賈振元介紹，這些裝備的重量一般按“克”計算，飛機結構重量每降低1%，油耗可以減少3%—4%；高鐵減重1%，能耗可減少6%—7%。

減輕重量有兩種途徑：一是設計巧妙，二是材料輕質。目前既輕巧又有剛度、強度的材料，當屬碳纖維復合材料。而且它易實現材料與結構整體同步制造，已成為高端裝備減重增效的優選材料。

“但光有好材料還不行，加工技術必須跟得上。”賈振元說，只有先經過切邊、制孔等系列機械加工，復合材料構件才能連接裝配、用到高端裝備上。讓企業頭疼的是：復合材料構件加工過程中很容易產生毛刺、撕裂、分層等損傷。這些加工損傷會影響構件的承載性能、疲勞壽命和可靠性。

2003年，科研團隊在與企業合作時發現了這個“卡脖子”問題后，下決心攻克這一難關。

賈振元告訴記者，碳纖維復合材料多層疊加、多相混合、各向異性，與金屬等均質材料完全不同，是典型的難加工材料。

“必須從根子上解決問題。”賈振元為團隊確定了研發路徑：從應用基礎研究出發，從構成機理上弄清楚造成碳纖維復合材料加工損傷的根源，然后再從工程實踐中提煉出解決共性問題的理論方法。

憑著“螞蟻啃骨頭”的精神，他們終于取得多項重大突破：探明了碳纖維復合材料去除機理和加工損傷形成機制，提出了針對碳纖維復合材料加工的切削理論，建立了切削力和切削過程動態仿真模型。

在此基礎上，研發團隊用理論指導實踐，提出“微元去除”和“反向剪切”加工損傷抑制原理，先后發明三大類、9個系列的制孔、銑削等刀具。研發團隊還開發了負壓逆向冷卻和具有自風冷排屑功能的系列加工工藝，研制了13臺套數控加工工藝裝備。

自2010年起，賈振元團隊研制的新型刀具和技術裝備投入應用，把碳纖維復合材料的加工損傷控制在0.1毫米內。

最喜歡別人叫我賈老師

從2005年至今，賈振元四次榮獲國家技術發明獎。這期間，他也由機械工程學院院長升至機械工程與材料能源學部部長，并于2015年起擔任大連理工大學副校長。

“其實我最喜歡別人叫我‘賈老師’。”他坦陳，“我給自己的定義就是老師，教書是本分，科研是本分。我當院長、部長很多年，行政和科研不能說沒有沖突，關鍵是你如何分配好時間、提高效率。”

賈振元是如何做到的？

同事的答案是“三不會”。團隊骨干高航教授說：“賈老師一不會打麻將，二不會打撲克，三不會唱歌，幾乎沒什么業余愛好。”

賈振元的訣竅，是三個“一會兒”：早上早到一會兒，中午少休息一會兒，下班以后再多干一會兒。

“其實賈老師搞科研不止三個‘一會兒’。”團隊成員王福吉教授介紹說，賈振元幾乎沒有節假日，辦公桌上全是書，一有空就看材料、研究問題。“有一次星期天我到辦公樓處理點事，經過賈老師辦公室時，瞅見他正低著頭、仔細琢磨手里的刀具。”