(1)提出了新原理 (2)發(fā)明了新機械 (3)建立了新模型 (4)發(fā)展了新理論 (5)研究了新方法 (5)研發(fā)了新技術(shù) (7)研制了新機器 (8)創(chuàng)建了新學(xué)科
1 、研究出新原理
研究并提出了一種概率等厚篩分新原理. 該種篩分原理既有概率篩分的優(yōu)點,又有等厚篩分的優(yōu)點,篩機長度較等厚篩為短,工藝效果較這兩種篩機要好,由聞邦椿院士團(tuán)隊研制的這種篩機曾在鐵道部門應(yīng)用,獲得鐵道部的獎勵。

2、發(fā)明了新機構(gòu)
研究出10余種新機構(gòu)。如慣性共振式雙質(zhì)體近共振新機構(gòu)(圖2)、雙激振器振動破碎機的新機構(gòu)、不對稱彈性力的雙質(zhì)體非線性近共振新機構(gòu)、振動同步傳動的自同步新機構(gòu)、激振器偏轉(zhuǎn)式自同步非共振新機構(gòu)、平衡加隔振振動輸送的新機構(gòu)(圖4)。


2、發(fā)明了新機構(gòu)
我團(tuán)隊研制的平衡加隔振的20-40米雙質(zhì)體長距離振動輸送機,裝于五層樓上,振動對建筑物無影響,曾獲冶金部科技成果獎.

3、建立了新模型
提出了10多個非線性動力學(xué)新模型,例如:
(1)慣性力項為非線性的動力學(xué)模型;
(2)不對稱軟式分段線性動力學(xué)模型;
(3)硬軟式復(fù)合分段線性動力學(xué)模型;
(4)分段慢變的非線性的動力學(xué)模型;
(5)雙參數(shù)慢變的非線性動力學(xué)模型;
(6)帶間隙的滯回非線性動力學(xué)模型;
(7)帶有沖擊的非線性振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型;
(8)振動同步傳動的新模型;
(9)近共振條件下振動同步的模型;
(10)帶有滾柱的的振動同步的模型。
有多種模型是在非線性動力學(xué)研究中最先提出的,在我們撰寫的《工程非線性振動》的專著中進(jìn)行了介紹。
4 發(fā)展了新理論
在以下四個方面的研究中,提出了若干新的理論和方法:
(1)振動利用工程方面的研究,研究了物料運動的非線性動力學(xué)理論、單質(zhì)體或多質(zhì)體系統(tǒng)的硬式、軟式、復(fù)合形式的非線性動力學(xué)理論等,并提出了考慮質(zhì)量為分段的非線性振動系統(tǒng)、彈性元件為非線性的各類非線性振動系統(tǒng)、帶滯回阻尼力的非線性系統(tǒng)、具有沖擊和摩擦的非線性振動系統(tǒng)等。
(2)振動同步及振動同步傳動的研究。在國際上首先提出了振動同步傳動的新概念,并研究了雙激振電機及多激振電機驅(qū)動的在遠(yuǎn)超共振與近共振狀態(tài)下單質(zhì)體和雙質(zhì)體的同步理論與振動同步傳動的理論等,并將同步理論擴(kuò)展到控制同步,研究了振動同步與控制同步合成的復(fù)合同步等新理論。
(3)產(chǎn)品設(shè)計理論和方法的研。究提出了具有我國特色的產(chǎn)品綜合設(shè)計理論和方法或產(chǎn)品系統(tǒng)化的設(shè)計理論和方法,明確給出產(chǎn)品設(shè)計的3I調(diào)研、7D規(guī)劃、1+3+X具體實施、5(C+A)檢驗和評估的四個設(shè)計階段。
(4)有關(guān)科學(xué)方法論的研究。提出了現(xiàn)代成功學(xué)方法論的體系和12對規(guī)則,用來指導(dǎo)集體和個人做人、做事和做學(xué)問的成功概率和效益。
針對我國研制的篩分面積最大的反向回轉(zhuǎn)自同步大型振動篩(圖5)工藝效果差的問題,我課題組進(jìn)行了深入的理論和試驗研究,提出了應(yīng)將激振器安裝到機器的上下兩端,或采用加有墮輪的強迫同步器進(jìn)行強迫同步, 進(jìn)而使振動機能獲得接近于圓形的橢圓軌跡,以提高篩機的工藝效果(圖6)。
若兩激振器分別安裝于給料端上方和排料端下方,兩激振器做同向回轉(zhuǎn),可以獲得接近圓形的軌跡。

此外,還可以采用加有墮輪的速比為1的強迫同步器進(jìn)行同步,以獲得近似于圓的橢圓軌跡,進(jìn)而提高該篩的工藝效果。

圖6 對世界最大巨型振動篩(56m2)的改型設(shè)計,左圖為原有的設(shè)計
提出了新方法
研究并提出了以功能優(yōu)化設(shè)計、動態(tài)優(yōu)化設(shè)計、智能優(yōu)化設(shè)計、可視優(yōu)化設(shè)計及特殊性能優(yōu)為核心內(nèi)容的1+3+X的綜合設(shè)計方法,同時提出了以非線性動力學(xué)為基礎(chǔ)的深層次動態(tài)設(shè)計方法,撰寫和出版了8部專著(圖7)。圖7 基于系統(tǒng)工程的產(chǎn)品綜合設(shè)計理論與方法專著(共八種)

5、提出了新方法
2010年,由作者主編并有170人參加編審的第5版6卷本《機械設(shè)計手冊》問世。這一部2000萬字的巨著, 僅用了一年半的時間就編纂完成(圖8)。
該手冊于2012年被評為中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎,并于2013年被評為中國出版政府獎的提名獎。
6、研發(fā)了新技術(shù)
研究出有關(guān)振動利用與控制若干新技術(shù):如大長度振動輸送機常常會出現(xiàn)彈性彎曲振動,為預(yù)防出現(xiàn)彈性彎曲振動,我們研究一種可以減輕或消除彎曲振動新技術(shù)。
再比如,在自同步振動機兩臺激振電機實現(xiàn)同步運轉(zhuǎn)之后,將一臺激振電機的電源切斷,該激振電機仍可繼續(xù)實現(xiàn)同步運轉(zhuǎn),我們稱這種運動為振動同步傳動。當(dāng)一臺激振電機的電源切斷的以后,該激振電機的功耗為零,而另外一臺激振電機略微增加,因而從總電能消耗來看,可減少能源的消耗約15-30%,我們已經(jīng)過試驗證明了這一技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和可使用性。
作者領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊,還研究成功一種名為激振器偏轉(zhuǎn)自同步式二次隔振大型冷燒結(jié)礦振動篩的設(shè)備。把偏轉(zhuǎn)式自同步理論應(yīng)用于該篩中,降低了機器的高度及質(zhì)量,從而降低了制造成本,并可以獲得理想的工藝效果(圖9)。該設(shè)備已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,于1985年并獲國家科技進(jìn)步獎。
7、研制了新機器
此外,研究成功研制10余種新機器,如:
(1)慣性共振概率新篩機(圖2),
(2)激振器偏轉(zhuǎn)式大型冷礦振動篩(圖9),
(3)20~40米長的平衡加隔振的大長度振動輸送機
(4)自同步振動放礦機,
(5)雙激振器自同步振動破碎機,
(6)750噸振動沉拔樁機(圖11),
(7)新型振動壓路機(圖10),
(8)振動光飾機,
(9)振動干燥機,
(10)雙質(zhì)體近共振工作的自同步振動離心脫水機(圖12)
這些機器的成功應(yīng)用,可為社會創(chuàng)造重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。


8 創(chuàng)建了新學(xué)科
以上各個方面的創(chuàng)新的集成和綜合,使“振動利用工程”新學(xué)科的創(chuàng)建成為現(xiàn)實。在這一領(lǐng)域的研究中完成了以下創(chuàng)新:
(1)提出了新原理; (2)發(fā)明了新機構(gòu)
(3)建立了新模型; (4)創(chuàng)建了新理論;
(5)新方法的研究; (6)開發(fā)了新技術(shù);
(7)新機器的研制; (8)各種創(chuàng)新的綜合。
由此,在國際上首先創(chuàng)建了“振動利用工程”新學(xué)科,提出了振動利用工程的新概念,這在其他國家是很難做到的,我國已為創(chuàng)建這一新學(xué)科提供了良好的機遇、環(huán)境和條件。在這一領(lǐng)域撰寫了8部振動機械方面的著作(圖13),達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。愿意把我們的研究理論和成果奉獻(xiàn)給大家。

展望:
(1) 應(yīng)該大力開展振動工程實際應(yīng)用的研究與開發(fā)工作, 擴(kuò)大非線性振動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍, 將非線性振動技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種工藝過程。
(2) 在研究振動技術(shù)實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上, 深入開展非線性振動工程應(yīng)用的基礎(chǔ)理論與工作機理的研究, 如加強非線性振動與非線性波動理論, 非線性振動的穩(wěn)定性以及非線性振動系統(tǒng)的分叉與混沌, 研究分形理論與突變論在工程中應(yīng)用等。
(3) 要加強振動技術(shù)與信息技術(shù), 即多煤體技術(shù)、集成電路技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的結(jié)合, 使非線性振動工程應(yīng)用的理論與技術(shù)成為一種以智力為依托的高新技術(shù)。