(1)提出了新原理 (2)發(fā)明了新機(jī)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(jī)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(diǎn),又有等厚篩分的優(yōu)點(diǎn),篩機(jī)長(zhǎng)度較等厚篩為短,工藝效果較這兩種篩機(jī)要好,由聞邦椿院士團(tuán)隊(duì)研制的這種篩機(jī)曾在鐵道部門(mén)應(yīng)用,獲得鐵道部的獎(jiǎng)勵(lì)。

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


2、發(fā)明了新機(jī)構(gòu)
我團(tuán)隊(duì)研制的平衡加隔振的20-40米雙質(zhì)體長(zhǎng)距離振動(dòng)輸送機(jī),裝于五層樓上,振動(dòng)對(duì)建筑物無(wú)影響,曾獲冶金部科技成果獎(jiǎng).

3、建立了新模型
提出了10多個(gè)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)新模型,例如:
(1)慣性力項(xiàng)為非線(xiàn)性的動(dòng)力學(xué)模型;
(2)不對(duì)稱(chēng)軟式分段線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型;
(3)硬軟式復(fù)合分段線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型;
(4)分段慢變的非線(xiàn)性的動(dòng)力學(xué)模型;
(5)雙參數(shù)慢變的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型;
(6)帶間隙的滯回非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型;
(7)帶有沖擊的非線(xiàn)性振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型;
(8)振動(dòng)同步傳動(dòng)的新模型;
(9)近共振條件下振動(dòng)同步的模型;
(10)帶有滾柱的的振動(dòng)同步的模型。
有多種模型是在非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)研究中最先提出的,在我們撰寫(xiě)的《工程非線(xiàn)性振動(dòng)》的專(zhuān)著中進(jìn)行了介紹。
4 發(fā)展了新理論
在以下四個(gè)方面的研究中,提出了若干新的理論和方法:
(1)振動(dòng)利用工程方面的研究,研究了物料運(yùn)動(dòng)的非線(xiàn)性動(dòng)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(xiàn)性動(dòng)力學(xué)理論等,并提出了考慮質(zhì)量為分段的非線(xiàn)性振動(dòng)系統(tǒng)、彈性元件為非線(xiàn)性的各類(lèi)非線(xiàn)性振動(dòng)系統(tǒng)、帶滯回阻尼力的非線(xiàn)性系統(tǒng)、具有沖擊和摩擦的非線(xiàn)性振動(dòng)系統(tǒng)等。
(2)振動(dòng)同步及振動(dòng)同步傳動(dòng)的研究。在國(guó)際上首先提出了振動(dòng)同步傳動(dòng)的新概念,并研究了雙激振電機(jī)及多激振電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)同步傳動(dòng)的理論等,并將同步理論擴(kuò)展到控制同步,研究了振動(dòng)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(jì)理論和方法的研。究提出了具有我國(guó)特色的產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)理論和方法或產(chǎn)品系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)理論和方法,明確給出產(chǎn)品設(shè)計(jì)的3I調(diào)研、7D規(guī)劃、1+3+X具體實(shí)施、5(C+A)檢驗(yàn)和評(píng)估的四個(gè)設(shè)計(jì)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(duì)規(guī)則,用來(lái)指導(dǎo)集體和個(gè)人做人、做事和做學(xué)問(wèn)的成功概率和效益。
針對(duì)我國(guó)研制的篩分面積最大的反向回轉(zhuǎn)自同步大型振動(dòng)篩(圖5)工藝效果差的問(wèn)題,我課題組進(jìn)行了深入的理論和試驗(yàn)研究,提出了應(yīng)將激振器安裝到機(jī)器的上下兩端,或采用加有墮輪的強(qiáng)迫同步器進(jìn)行強(qiáng)迫同步, 進(jìn)而使振動(dòng)機(jī)能獲得接近于圓形的橢圓軌跡,以提高篩機(jī)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(qiáng)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(duì)世界最大巨型振動(dòng)篩(56m2)的改型設(shè)計(jì),左圖為原有的設(shè)計(jì)
提出了新方法
研究并提出了以功能優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、可視優(yōu)化設(shè)計(jì)及特殊性能優(yōu)為核心內(nèi)容的1+3+X的綜合設(shè)計(jì)方法,同時(shí)提出了以非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的深層次動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法,撰寫(xiě)和出版了8部專(zhuān)著(圖7)。圖7 基于系統(tǒng)工程的產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)理論與方法專(zhuān)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》問(wèn)世。這一部2000萬(wàn)字的巨著, 僅用了一年半的時(shí)間就編纂完成(圖8)。
該手冊(cè)于2012年被評(píng)為中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng),并于2013年被評(píng)為中國(guó)出版政府獎(jiǎng)的提名獎(jiǎng)。

6、研發(fā)了新技術(shù)
研究出有關(guān)振動(dòng)利用與控制若干新技術(shù):如大長(zhǎng)度振動(dòng)輸送機(jī)常常會(huì)出現(xiàn)彈性彎曲振動(dòng),為預(yù)防出現(xiàn)彈性彎曲振動(dòng),我們研究一種可以減輕或消除彎曲振動(dòng)新技術(shù)。
再比如,在自同步振動(dòng)機(jī)兩臺(tái)激振電機(jī)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)之后,將一臺(tái)激振電機(jī)的電源切斷,該激振電機(jī)仍可繼續(xù)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn),我們稱(chēng)這種運(yùn)動(dòng)為振動(dòng)同步傳動(dòng)。當(dāng)一臺(tái)激振電機(jī)的電源切斷的以后,該激振電機(jī)的功耗為零,而另外一臺(tái)激振電機(jī)略微增加,因而從總電能消耗來(lái)看,可減少能源的消耗約15-30%,我們已經(jīng)過(guò)試驗(yàn)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(duì),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(dòng)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(jī)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(huì)效益,于1985年并獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。
7、研制了新機(jī)器
此外,研究成功研制10余種新機(jī)器,如:
(1)慣性共振概率新篩機(jī)(圖2),
(2)激振器偏轉(zhuǎn)式大型冷礦振動(dòng)篩(圖9),
(3)20~40米長(zhǎng)的平衡加隔振的大長(zhǎng)度振動(dòng)輸送機(jī)
(4)自同步振動(dòng)放礦機(jī),
(5)雙激振器自同步振動(dòng)破碎機(jī),
(6)750噸振動(dòng)沉拔樁機(jī)(圖11),
(7)新型振動(dòng)壓路機(jī)(圖10),
(8)振動(dòng)光飾機(jī),
(9)振動(dòng)干燥機(jī),
(10)雙質(zhì)體近共振工作的自同步振動(dòng)離心脫水機(jī)(圖12)
這些機(jī)器的成功應(yīng)用,可為社會(huì)創(chuàng)造重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


8 創(chuàng)建了新學(xué)科
以上各個(gè)方面的創(chuàng)新的集成和綜合,使“振動(dòng)利用工程”新學(xué)科的創(chuàng)建成為現(xiàn)實(shí)。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(jī)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(kāi)發(fā)了新技術(shù);
(7)新機(jī)器的研制; (8)各種創(chuàng)新的綜合。
由此,在國(guó)際上首先創(chuàng)建了“振動(dòng)利用工程”新學(xué)科,提出了振動(dòng)利用工程的新概念,這在其他國(guó)家是很難做到的,我國(guó)已為創(chuàng)建這一新學(xué)科提供了良好的機(jī)遇、環(huán)境和條件。在這一領(lǐng)域撰寫(xiě)了8部振動(dòng)機(jī)械方面的著作(圖13),達(dá)到了國(guó)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(kāi)展振動(dòng)工程實(shí)際應(yīng)用的研究與開(kāi)發(fā)工作, 擴(kuò)大非線(xiàn)性振動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍, 將非線(xiàn)性振動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種工藝過(guò)程。
(2) 在研究振動(dòng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上, 深入開(kāi)展非線(xiàn)性振動(dòng)工程應(yīng)用的基礎(chǔ)理論與工作機(jī)理的研究, 如加強(qiáng)非線(xiàn)性振動(dòng)與非線(xiàn)性波動(dòng)理論, 非線(xiàn)性振動(dòng)的穩(wěn)定性以及非線(xiàn)性振動(dòng)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(qiáng)振動(dòng)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(xiàn)性振動(dòng)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)。