《南京航空航天大学报》  
上一期    下一期

郭万林:面向前沿做世界一流的研究和教育

   期次:第1261期   作者:王伟何彩俪   查看:77   


  郭万林教授从大学求学到工作,已有近40年的时间:前20年,他在西北工业大学飞机系完成了本硕博的学习,并在西安交通大学工作了十余年,期间专心致志于发展三维疲劳断裂理论,其所建立的三维约束理论被国际上称为“郭理论”。从1999年受聘为“长江学者”来到南航,教书育人又已18年,这期间他在推动三维疲劳断裂理论用于飞机型号设计研制的同时,开创了纳尺度物理力学和纳智能材料器件研究新领域,取得了一系列具有国际影响力的学术成果。
  他说,现在的科研工作者赶上了最好的时代,“大学应该引领时代的发展,大学的教师要面向前沿,做世界一流的研究和教育”。
  科研工作者的爱国情怀
      1981年,郭万林进入西北工业大学学习。同年,日后成为他的研究生导师和人生导师、我国航空事业的奠基人之一的黄玉珊教授,在西工大创建了飞机结构强度研究所。谈起自己的导师,他依然被先生23岁获得斯坦福大学的博士学位时毅然回到战火纷飞的祖国,到中央大学任教的爱国情怀深深感动着。在黄玉珊先生诞辰百年、逝世三十年之际,作为关门弟子的郭万林回忆起恩师的点点滴滴,不禁感慨道:“究竟是什么样的精神才会让一个23岁的博士从美丽的斯坦福校园,义无反顾地回到一个连首都都处于沦陷中的国 家任教呀!”
  黄玉珊先生不光把郭万林带进了损伤容限设计的前沿研究,还把爱国之情传递给了他。1995年,郭万林应邀前往在澳大利亚莫纳什(Monash)大学和澳国防科学技术组织(DSTO)专家中心工作,主要工作是去解决F111飞机的疲劳裂纹问题。1996年,郭万林获得国家杰出青年基金,为他提供了60万的科研经费,亲友问他这60万的科研经费,自己能拿到多少?他说:“一分都没有,全是拿来做科研的。但是国家拿出这么多钱很不容易,我必须要回去。”
  回想起20年前在澳洲工作的那段时间,他不禁感慨中国的快速发展,在澳大利亚的超市里,人们都推着小车买东西,大包小包都往里塞,“就像东西不要钱一样”,而那时中国的老百姓还“含蓄”地提着塑料袋选购东西,开轿车想都不敢想。
  20年后的今天,坐在国家重点实验室里的郭万林感慨万千:“中国近三十年的发展变化是以前想都想不到的,我们一定要珍惜这样的好时代。”
  一个中国知识分子,他的命运、他的事业、他的前途是和自己的祖国紧紧地连在一起的。在他还默默无名时,祖国培育了他,当他学有所成时,他愿用一生所学回馈祖国。
      创立三维疲劳断裂的“郭理论”
  在郭万林作为免试研究生从西工大飞机系本科进入研究生学习的阶段,正值“损伤容限设计”这一新的飞机结构设计概念在国际上发展的黄金时期,我国在这方面的研究也刚刚起步,他的导师黄玉珊教授正是我国飞机结构损伤容限设计的主要推动者。
  郭万林介绍,早期的飞机设计理念,是基于飞机部件上没有任何初始缺陷或裂纹存在这一假定。但材料之所以有强度,重要因素就是各种缺陷、位错的设计。材料的制造利用的就是这类缺陷,裂纹也因此在材料结构中滋生。随着材料在各种环境中的使用,裂纹更不可避免会扩展和繁衍。以美国为首的西方国家在大量机毁人亡的惨痛教训下,从上世纪70年代开始了损伤容限研究和设计。
  当时,导师给了郭万林一份国外的研究报告,他仔细对比分析其中的实验数据发现,仅仅厚度不同,含裂纹试样的承载能力就有几倍的变化,裂纹疲劳扩展寿命的变化则高达数倍至上百倍。在不断研究下,在博士阶段他就发现使用后来被国际上称为“郭因子”的三维约束参数的有限特性,可以把难以求解的三维问题简化成可以求解的问题,这让他在国际上率先获得了对三维弹塑性裂纹问题的理论解。
  在理论突破的基础上,又经过二十多年的不懈努力,郭万林带领他的团队系统地攻克了飞机结构三维损伤容限关键技术,为我国研制成功损伤容限时代的先进飞机起到不可或缺的作用。他所建立的三维弹塑性断裂理论也逐渐被国际学术界广泛承认、大量大篇幅引用评价,并冠以“郭因子”“郭解”等。
  2008年,在我国某型飞机全机试验到关键阶段时,飞机出现较严重的裂纹,在这种紧急情况下,设计方和实验方都不敢贸然继续试验,在暂停实验后,他们委托郭万林及团队对飞机结构进行分析和计算。郭万林和团队成员们经过几个月日夜奋战,用他们建立的三维疲劳断裂理论理论计算分析后发现开裂的飞机结构不仅能够承受100%的设计载荷,而且还有强度富余,型号研制方据此成功地完成了剩余强度试验,与他们的理论预测一致。
  此后,他们还应用三维断裂理论对飞机主机翼、新型机翼等关键连接结构和轴结构进行了系统的损伤容限分析,给出的评估结果与之后完成的全机试验结果一致,受到设计方肯定———“为该领域的重大技术创新,使我国三维损伤容限分析达到国际领先水平”。(下转第二版)

南京航空航天大学 版权所有 

北京华文科教科技有限公司仅提供技术支持,图文与本公司无关

京ICP备12019430号-7

本期已有9028次访问,全刊已有7587011次访问