作者:高长安 张学军 赵彦斌 来源:中国科学报 发布时间:2015/4/10 9:27:17
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石家庄铁道大学杨绍普:走出有价值的人生曲线

 

■本报记者 高长安 通讯员 张学军 赵彦斌

多年来,杨绍普用他的坚韧和执着,在自己人生的“高度非线性运动”中忘我地拼搏、奋斗,书写着担当、创造的价值。

“生命的轨迹是高度非线性运动,只有拼搏、奋斗,才能走出有价值的曲线。”这就是石家庄铁道大学副校长杨绍普教授的信念。

杨绍普师从著名的非线性动力学大师陈予恕院士,研究非线性动力学与控制这个枯涩艰难的学科,他致力于应用非线性动力学的理论与方法,研究工程中的科学问题,先后研究解决了提速机车悬挂系统的稳定性、汽车悬挂系统动力学分析、提速桥梁振动控制以及大型施工机械的振动故障诊断等问题。

他的研究成果在陇海线提速机车、京广线桥梁振动控制、秦岭隧道TBM施工以及多条高铁、地铁施工重大工程中得到应用。

多年来,杨绍普用他的坚韧和执着,在自己人生的“高度非线性运动”中忘我地拼搏、奋斗,书写着担当、创造的价值。

建功铁路大提速

杨绍普1983年7月毕业于天津大学,两年后获工学硕士学位后,进入石家庄铁道大学任教。

5年后,他又选择到天津大学读博,学习并尝试利用刚在国内兴起的“非线性系统分叉理论”,研究高速机车动力学问题。

杨绍普读博遇到的第一个难题是处理转向架的阻尼力问题。为了攻克这一难题,他到北大、清华、南开等高校和铁科院,查阅资料,拜师学习。

“这是一个非光滑的非线性系统,传统的方法不能处理。”杨绍普向《中国科学报》记者介绍说,自己当时甚至学了数学家都很少涉足的“奇异性理论”。最终,他以“滞后非线性系统分叉与奇异性”的博士论文顺利通过答辩。

“用‘非线性系统分叉理论’研究高速机车动力学,是因为我当时意识到我国铁路必然要走向高速之路,动力学必然是高速的重要问题!动力学研究必会大有用武之地。”杨绍普说。

幸运总是留给有准备的人,杨绍普的超前意识几年后很快得到验证,这也使得他在我国上世纪90年代末铁路大提速中崭露头角。

我国铁路运输起步晚,到上世纪90年代,旅客列车最高运行速度始终徘徊在每小时80至110公里间,以致1994年客户运量降至最低点,铁路提速已势在必行。

如何提高提速机车的运行稳定性?提速后既有桥梁能否承受如此大的冲击力?一系列问题中,首当其冲是提速机车的动力学性能。

1996年,当时的铁道部紧急向系统内十几家大专院校和研究机构发出“英雄帖”。杨绍普和他的团队有幸参加了这一课题。

“线性问题的结果是可预见的,非线性问题却复杂得多。”杨绍普说,非线性与线性的本质区别在于,非线性不适用迭加原理,这就为系统动力学分析带来了巨大困难。

在如乱麻一般纠结的因素中作出的每一个判断,都关系重大。杨绍普慎而又慎。他利用博士论文中提出的非光滑非线性系统分叉分析方法,一遍一遍反复分析计算。

“这种机车临界速度太低,有安全隐患!”2000年,在大同机车厂为提速生产的SS7型电力机车振动问题召开的研讨会上,很多专家对这个非常重要的指标提出了疑问。

“这个临界速度是非线性临界速度,是进行了全局动力学分析后得到的结果,和传统的线性临界速度概念和意义完全不同,这个方案是安全的。”研讨会上杨绍普力排众议。

后来,杨绍普带领团队成功对走行部参数进行了分析优化,解决了机车电器设备振动过大问题。最终,这一机车成为陇海线提速的主力车型。

经过不断探索,杨绍普和他的团队研究出复杂工程结构振动控制的新措施,为陇海线机车提速、京广线桥梁振动控制等重大工程提供了重要技术保证。

2003年,杨绍普主持的“工程结构的振动控制与故障诊断研究及应用”获得国家科技进步奖二等奖。

让团队一起成长

“每月一次的学术报告,每次两人主讲,每人半小时。”8年前,马增强师从杨绍普攻读车辆工程博士学位。他告诉记者,这样的报告会在那时就已经成为团队的一道“营养大餐”。

“这样的活动要坚持下来需要有人推。”马增强说,不管多忙,杨老师都会按时张罗这件事。

“一定要交流,一个团队不能靠单打独斗,也不能搞山头主义。”杨绍普习惯用“盖房子”来解释他的想法:如果每个人总盯着自己的兴趣点,谁架谁的梁,谁砌谁的墙,没有规划,拼拼凑凑,房子就起不来。

“现在很多项目都涉及多学科,一个人的学术眼界毕竟有限。”已经感受到交流带来好处的马增强告诉记者,有时费力要研究的一个方向,可能别人两年前就已经证明行不通了,大家一交流,就省了走弯路。

扬帆远航,靠舵手,也靠团队。“要让每一个人和团队一起成长。”这是杨绍普始终如一的愿望。

令杨绍普欣慰的是,从2004年研究所成立之初的5个人到目前的25人,杨绍普率领团队先后完成8项包括国家“973”项目和国家自然科学基金重点项目在内的国家重点科研课题,30余项原铁道部、河北省科研项目;发表论文260余篇,其中150篇被SCI、EI等收录。

突破传统思路

2013年,杨绍普率领团队进行的“大型施工机械安全分析、评估与监测关键技术研究及应用”获得河北省科学技术进步奖一等奖。

一直参与此项研究的石家庄铁道大学机械工程学院副院长潘存治说:“十年走来,相当不易。”

如今,这项成果已在高铁900吨架桥机、隧道盾构机以及无砟轨道混凝土浇筑机等大型施工机械上得到成功应用。

“没有他的较真、严谨,就没有这项成果。”潘存治介绍,就是项目评审答辩,杨绍普都亲自制作PPT,在家反复练习。

就像非线性运动中蕴含着秩序,面对纷繁的工作,杨绍普似乎总是知道,他要坚持的是什么。

在长期研究的基础上,杨绍普突破以往单独研究汽车动力学和路面动力学的传统思路,提出“将车辆和道路耦合研究其非线性动力学行为”的学术思想。

按照他提出的车辆—道路耦合动力学研究框架,将这一学术思路应用于高速公路长期监测中,2008年的“大广高速公路长寿命路段健康状态远程监测系统”项目作为重要实践,对研究至关重要。

这个项目需要随着路面施工,同时埋入传感器。但是,由于浇筑混凝土、压实路面时难免会碰到传感器,在用超声波雷达探测仪检查时,发现有传感器偏移的现象。杨绍普要求,偏出预设线路的必须抠出来重新埋。

一个返工就至少半天,成本消耗实在太大。眼看项目经费已成赤字,团队的人有些心疼。

“宁可不挣钱,也要把研究做好。”杨绍普坚持,“这关系到工程数据和研究结论,绝不能有半点疏忽。”

最终,这项成果获得2014年河北省科技进步奖一等奖。

近年来,杨绍普先后获得国家“杰青”、全国模范教师、河北省“燕赵学者”、河北省首批“巨人计划”创新团队领军人才、“973”首席科学家、全国杰出专业技术人才等多项荣誉。

“一个人要做的事情很多,有些虽然做起来很难,但却必须要做,因为那是未来和希望。”杨绍普说。

《中国科学报》 (2015-04-10 第5版 人物)
 
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