本刊記者 黃雪霜 曹雪琴

康進(jìn)武：鑄造大舞臺(tái) 模擬新人生

本刊記者 黃雪霜 曹雪琴

“清華學(xué)子，薈中西之鴻儒，集四方之俊秀，……崇德修學(xué)，勉為真君子，異日肩挑大任，足以挽既倒之狂瀾，作中流之砥柱，此乃國(guó)之幸矣!”——梁?jiǎn)⒊?/p>

正如梁?jiǎn)⒊f，一個(gè)人、一個(gè)團(tuán)隊(duì)的價(jià)值應(yīng)該是站在歷史的，社會(huì)的和人民的立場(chǎng)上，到祖國(guó)建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)、大舞臺(tái)上去體現(xiàn)。在大型鑄件之國(guó)家大舞臺(tái)上，有這么一群新一代中堅(jiān)力量，他們站在前人的肩膀上，承擔(dān)起了打破傳統(tǒng)工藝鑄造，開創(chuàng)模擬仿真領(lǐng)域這一艱巨而有價(jià)值的任務(wù)，并寫下了不錯(cuò)的成績(jī)。

近日，記者采訪了清華大學(xué)機(jī)械工程副教授、材料加工工程及自動(dòng)化研究所副所長(zhǎng)康進(jìn)武。作為我國(guó)新一代鑄造研究領(lǐng)域的代表人物，康進(jìn)武十幾年來主要從事大型鑄鋼件鑄造和熱處理過程應(yīng)力分析、變形和熱裂預(yù)測(cè)研究。在三峽水輪機(jī)大型鑄鋼件變形預(yù)測(cè)及其控制方面取得很大進(jìn)展。

踏實(shí)肯干——優(yōu)秀青年的勵(lì)志歷程

“數(shù)值模擬的世界是純潔的，不受雜質(zhì)的干擾，是理想的世界，初始條件和邊界條件是由人設(shè)定的，是理想的仿真手段。因此鑄造數(shù)值模擬世界是美的。”談及自己所研究的主要方向，康進(jìn)武的言語(yǔ)里充滿著濃濃的感情。然而誰(shuí)也沒想到，就是這樣一位熱愛自己所從事事業(yè)的人，涉足鑄造專業(yè)的時(shí)候，并不是自愿的。

康進(jìn)武，1970年生，自小成績(jī)優(yōu)異，考入河北省重點(diǎn)中學(xué)，后一路免試保送入東北工學(xué)院（現(xiàn)在的東北大學(xué)）讀完本科和碩士；1995年考取清華大學(xué)機(jī)械工程系博士生，師從于我國(guó)鑄造行業(yè)領(lǐng)軍人物之一—柳百成院士；1999年獲取博士學(xué)位并留校任教。2001-2003年，到美國(guó)伍斯特理工學(xué)院任研究科學(xué)家從事研究工作，之后再次返校。起初跨入大學(xué)門檻，康進(jìn)武學(xué)的是金屬材料及熱處理專業(yè)，后因?yàn)楸Ｑ?，東北工學(xué)院為壯大鑄造專業(yè)，開出優(yōu)厚條件，將班級(jí)成績(jī)第一的康進(jìn)武調(diào)入冷門的鑄造行業(yè)，沒想到，這一調(diào)，調(diào)出了康進(jìn)武的一段鑄造人生。

本著“干一行愛一行”的樸素精神，康進(jìn)武自打進(jìn)入鑄造行業(yè)研究領(lǐng)域以來，腳踏實(shí)地，一步一個(gè)腳印，不斷成長(zhǎng)。1995年考博的時(shí)候，他是基礎(chǔ)英語(yǔ)狀元，受到柳百成院士的賞識(shí)，順利成為名校名師之弟子，自此開始了另一段深入的鑄造研究歷程。

水木清華，鐘靈毓秀，在柳百成院士的帶領(lǐng)下，康進(jìn)武開始接觸數(shù)值模擬這一鑄造領(lǐng)域全新的研究。因此，很多知識(shí)都只能一點(diǎn)一滴地從頭學(xué)起，秉承著踏實(shí)做事，認(rèn)真為學(xué)的本質(zhì)，他全身心投入到學(xué)習(xí)和工作中，深埋在編程序的“深潭“中，沒日沒夜，廢寢忘食，對(duì)他來說是常有的事。學(xué)習(xí)的過程中，康進(jìn)武也不忘創(chuàng)新思考，當(dāng)時(shí)他率先在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了把模擬結(jié)果用計(jì)算機(jī)抓圖的方法粘貼到工作報(bào)告中去，然后直接彩色打出報(bào)告，效果很好，取代了用相機(jī)從屏幕上拍下來，再洗相片的方法，獲得了柳百成院士的肯定。

專業(yè)學(xué)習(xí)之外，康進(jìn)武還成為柳院士組織交流活動(dòng)的得力干將。在北京召開的第61屆世界鑄造會(huì)議，尤其是第3屆環(huán)太平洋國(guó)際鑄造及凝固過程模擬會(huì)議籌備組織中，他發(fā)揮了重要作用。雖然與課題研究沒有直接聯(lián)系，但是他表示對(duì)自己的成長(zhǎng)產(chǎn)生了很大的影響。因?qū)W習(xí)期間的出色表現(xiàn)，還沒畢業(yè)，康進(jìn)武就獲得了母校拋過來的橄欖枝，提前一年多確定了留校任教。

持之以恒——面向國(guó)需的科研經(jīng)歷

新中國(guó)成立以來，國(guó)家工業(yè)的高速發(fā)展與我國(guó)相對(duì)落后的大型鑄件技術(shù)水平矛盾極為凸顯。我國(guó)雖然是鑄造大國(guó)，但特大型鑄件質(zhì)量不過關(guān)，已經(jīng)成為制約中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。如何振興鑄造工業(yè)？是康進(jìn)武等新中國(guó)鑄造兒女一直在思考的問題。立足于國(guó)需，他們解決了眾多關(guān)乎國(guó)家發(fā)展的重大項(xiàng)目的技術(shù)難題。

舉世聞名的三峽工程是一項(xiàng)凝聚了中華兒女大智慧的一項(xiàng)跨世紀(jì)工程，同時(shí)也包含了我國(guó)鑄造科技人員的智慧結(jié)晶。從1997年起，康進(jìn)武就參與了我國(guó)第一片國(guó)產(chǎn)三峽水輪機(jī)葉片的研制。當(dāng)時(shí)兩期工程共26個(gè)轉(zhuǎn)輪，所需的大型不銹鋼鑄件幾乎完全依賴進(jìn)口。柳百成課題組與二重合作攻關(guān)三峽葉片，還在讀博士的康進(jìn)武是骨干。在柳院士的指導(dǎo)下，他克服重重困難，采用凝固模擬技術(shù)優(yōu)化了工藝，為二重成功試制出我國(guó)第一片三峽水輪機(jī)葉片做出了貢獻(xiàn)。此后，他們還承擔(dān)下了三峽工程的第一個(gè)水輪機(jī)報(bào)廢的下環(huán)的裂紋產(chǎn)生原因分析的研究課題，提出的結(jié)論得到了企業(yè)的認(rèn)可，為企業(yè)的生產(chǎn)增加了信心。2005年開始康進(jìn)武作為骨干針對(duì)三峽葉片、下環(huán)變形這一瓶頸問題，從測(cè)試和數(shù)值模擬兩方面深入研究，揭示鑄件變形規(guī)律，實(shí)施控制措施，取得了顯著的成果。

在國(guó)家科技支撐計(jì)劃的支持下，康進(jìn)武及其所在團(tuán)隊(duì)還針對(duì)大型水輪機(jī)葉片，研究了葉片鑄造過程、熱處理過程的變形，考慮傳熱、砂型阻力和馬氏體相變的影響，建立了全面的傳熱-應(yīng)力-相變耦合模型，實(shí)現(xiàn)了鑄件鑄造和熱處理全過程的傳熱-應(yīng)力-相變多場(chǎng)耦合情況的數(shù)值模擬。模擬了三峽葉片、溪洛渡葉片、向家壩葉片等多個(gè)700MW級(jí)的大型水輪機(jī)葉片。

采用數(shù)值模擬技術(shù)的同時(shí)，他還注重測(cè)量技術(shù)，提出了采用先進(jìn)的激光測(cè)量方法來測(cè)量葉片在熱處理爐外冷卻過程中的變形，首次測(cè)量出了葉片熱處理過程中的動(dòng)態(tài)變形規(guī)律，同時(shí)用熱像儀測(cè)量了葉片在熱處理過程中整體上的溫度變化，揭示了傳熱和相變對(duì)葉片變形的影響。他帶領(lǐng)多名研究生做了大量深入細(xì)致堅(jiān)實(shí)的工作，多次長(zhǎng)時(shí)間在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。在掌握鑄件變形規(guī)律的基礎(chǔ)上，他還提出了動(dòng)態(tài)計(jì)算添加發(fā)變形量的算法。

“從多角度看問題，不斷提出新思路”這一良好思維習(xí)慣，貫穿在康進(jìn)武的工作中，發(fā)揮著重要作用。一般鑄件凝固時(shí)產(chǎn)生收縮，因此要添加冒口進(jìn)行補(bǔ)縮，避免出現(xiàn)縮孔縮松。但是鑄件凝固后冒口及對(duì)應(yīng)的補(bǔ)縮熱節(jié)最厚大，其冷卻時(shí)間也最長(zhǎng)。為了提高效率，康進(jìn)武提出了能否將凝固后的冒口進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的顛覆性想法。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，該方法是可行的，效果明顯。目前該技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了專利。

“近幾年，隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的提高，模擬技術(shù)門檻也相應(yīng)降低，鑄件模擬仿真越來越普遍，但是很多看似解決了的問題，要真正解決，難度相當(dāng)大，沒有持之以恒，實(shí)實(shí)在在的研究態(tài)度是不可能獲取真正成果的。我的體會(huì)是我們之所以能在科研上有突破，就是靠持之以恒的精神和深厚的工作積累。我們對(duì)大型水輪機(jī)鑄件的應(yīng)力變形問題研究一做就是六年，發(fā)表文章20多篇，申請(qǐng)專利5項(xiàng)?！笨颠M(jìn)武如是說。

桃李芬芳——技術(shù)、管理并重的教學(xué)理念

自留校任教以來，康進(jìn)武的角色就從一名沐浴春風(fēng)的學(xué)子轉(zhuǎn)變?yōu)榱巳霾ヌ依畹膱@丁。在教學(xué)上，他有著不同于常人的做法，不管有多忙，他都會(huì)留出時(shí)間來給他所帶領(lǐng)的研究生講課。一年之中很少有節(jié)假日，每天工作都到晚上11點(diǎn)后才回去，應(yīng)該是學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)室見到的最多的老師之一。他給研究生上學(xué)位課《多元相平衡圖》，該課雙語(yǔ)授課。他還積極探索教學(xué)改革，將學(xué)生動(dòng)手制做復(fù)雜的相圖模型實(shí)踐和理論學(xué)習(xí)相結(jié)合，將學(xué)生的研究課題和課程教學(xué)相結(jié)合，起到了很好的教學(xué)效果，并發(fā)表了兩篇關(guān)于教學(xué)改革的文章。他還給本科生講授《系統(tǒng)工程學(xué)》和《質(zhì)量管理學(xué)》兩門選修課，培養(yǎng)學(xué)生們重視管理的意識(shí)。

“很多人不理解，工科學(xué)生為什么還要去學(xué)習(xí)管理，這是一個(gè)很大的誤區(qū)。技術(shù)人員上升到一定程度，就一定會(huì)接觸管理上東西。很多大企業(yè)和相關(guān)部門都需要兩者兼而有之的綜合性人才。”康進(jìn)武如是說。

因?yàn)樽⒅毓芾恚颠M(jìn)武的工作總能展現(xiàn)協(xié)作管理特點(diǎn)。留校不久，他就建立了課題組的規(guī)章管理制度、內(nèi)部網(wǎng)站、ftp服務(wù)器等，規(guī)章制度對(duì)學(xué)生工作、學(xué)生基本技能素質(zhì)訓(xùn)練等都做了規(guī)定，將實(shí)驗(yàn)室積累的成果進(jìn)行歸類整理，參考文獻(xiàn)以及課題組歷年發(fā)表文章等都納入到系統(tǒng)中，使課題組內(nèi)部資料得到充分共享，極大提高了科研效率。此外，他還經(jīng)常組織組內(nèi)的多種交流活動(dòng)。他擔(dān)任研究所副所長(zhǎng)后，接手了研究所的每周一次午間學(xué)術(shù)沙龍，堅(jiān)持不懈，促進(jìn)了學(xué)術(shù)交流氛圍。

春播桃李，秋收碩果。本著踏踏實(shí)實(shí)的為學(xué)態(tài)度，康進(jìn)武在鑄造大舞臺(tái)上收獲了不錯(cuò)的成績(jī)：其參與的“砂型鑄造過程數(shù)值模擬研究開發(fā)與工程應(yīng)用“獲2002年北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（第5完成人）和2001年清華大學(xué)科技成果推廣應(yīng)用效益顯著專項(xiàng)獎(jiǎng)；其參加編寫的專著“鑄造工程的模擬仿真與質(zhì)量控制”獲第十一屆全國(guó)優(yōu)秀科技圖書獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

對(duì)于未來，康進(jìn)武用一句話加以概括規(guī)劃“先鞏固原來的優(yōu)勢(shì)，再不斷開拓新方向！”