改革開放40年(1978-2018年),中國工程機(jī)械行業(yè)經(jīng)歷了跌宕起伏的大變革與大轉(zhuǎn)型,經(jīng)歷了量價(jià)齊升的“ 黃金十年” ,也經(jīng)歷了產(chǎn)業(yè)調(diào)整的陣痛,并在大起大落之間,在轉(zhuǎn)型升級(jí)中不斷走向成熟,取得了有目共睹的巨大成績。與此同時(shí),這一階段也是中國工程機(jī)械業(yè)內(nèi)群體大放異彩的重要時(shí)期。正是因?yàn)樗麄兊匿J意進(jìn)取和集體智慧,才推動(dòng)中國工程機(jī)械行業(yè)不斷把握住轉(zhuǎn)型風(fēng)口,實(shí)現(xiàn)一次又一次跨越升級(jí)。
馮忠緒,陜西省教學(xué)名師,曾任西安公路學(xué)院機(jī)械系副主任、西安公路交通大學(xué)機(jī)械系主任、長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院院長、交通部西安筑路機(jī)械測試中心常務(wù)副主任、道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任等職。兼任國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC195建筑施工機(jī)械與設(shè)備的工作組專家、中國公路學(xué)會(huì)筑路機(jī)械分會(huì)副理事長兼專家委員會(huì)委員、中國工程機(jī)械學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、中國公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)理事兼專家委員會(huì)委員等。3次獲交通部優(yōu)秀教師榮譽(yù)稱號(hào),被中共陜西省委授予優(yōu)秀共產(chǎn)黨員榮譽(yù)稱號(hào),享受國務(wù)院政府特殊津貼和陜西省三秦人才津貼,獲陜西省教學(xué)成果獎(jiǎng)4項(xiàng),獲陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)4項(xiàng),發(fā)表論文百余篇,出版著作5部。
1948年2月15日(農(nóng)歷正月初六),在解放寶雞的轟鳴炮聲中,我出生在陜西省鳳翔縣陳村鎮(zhèn)西街村一個(gè)普通農(nóng)民家庭。
父親早逝,小腳母親苦苦支撐著一個(gè)有6個(gè)孩子的家庭,童年的生活艱難困苦。記得上小學(xué)時(shí),為了生計(jì),下午放學(xué)給生產(chǎn)隊(duì)牲口割青草掙工分,勞務(wù)繁重,因此得了哮喘。后來在初中、高中上學(xué)時(shí)每個(gè)冬天咳嗽不停,直到1988年冬去莫斯科學(xué)習(xí),不知什么原因哮喘反倒好了。
上初中時(shí),正值三年困難時(shí)期,整天餓肚子。初中生國家規(guī)定每月28斤帶皮糧食,全是高粱等粗糧,星期天推石磨磨成帶皮的粉,在家烙成餅帶到學(xué)校吃一個(gè)禮拜,天特別熱時(shí)周三下午回家再拿一次。由于吃不飽,學(xué)校規(guī)定半天上課半天在宿舍休息,這倒使我們這群總不能安靜下來的娃娃餓著肚子看了不少武俠和長篇小說。1963年夏,我從紫荊山中學(xué)到鳳翔縣城參加高中升學(xué)考試,大熱天路上遇雷雨,盡管考試時(shí)發(fā)燒,但考試成績依然全縣第一,被錄取到當(dāng)時(shí)陜西省最好的重點(diǎn)中學(xué)——西安20中上學(xué),轉(zhuǎn)為城市戶口。消息傳來時(shí),我正在我家的門前曬青柴,一下懵了,首先想到錢從哪兒來?
西安20中始于清光緒十七年(1891年)間的“崇化書院”,魯迅先生在西安講學(xué)時(shí)曾住在學(xué)校圖書館的側(cè)房,1963年第一次面向全省招生,我們班招收了我和陜北來的張八姓兩人。1963年踏進(jìn)校門,班主任王尚健老師看見我的寒酸樣子,像母親一樣叫我到她家吃飯。那時(shí)吃飯都是有定量的,我吃了她的,她就沒有了。逢周日,西安的同學(xué)都回家了,她怕我孤獨(dú),給我與張八姓買西北電影院的電影票或五一劇院的戲票,還幫我申請(qǐng)了學(xué)校的最高助學(xué)金。1964年暑假,我與幾個(gè)家庭特別困難的同學(xué)沒有回家,參加了東郊東方廠的道路建設(shè),又遇酷暑,終生無法忘卻。西安20中的師資、環(huán)境與氛圍都很好。學(xué)校不僅特別注重自學(xué)能力的培養(yǎng),自學(xué)與老師重點(diǎn)講解相結(jié)合,師生互動(dòng)環(huán)節(jié)多,實(shí)驗(yàn)多,老師與學(xué)生的競爭都很激烈;而且注重學(xué)生品德與人文素質(zhì)的養(yǎng)成,有濃厚的文藝與體育氛圍。學(xué)校曾參加1964年大型舞蹈史詩東方紅的排練與演出,我也有幸參加過該排練。當(dāng)時(shí)西安有4個(gè)特級(jí)中學(xué)教師,“大梁小梁德祿志強(qiáng)”,教化學(xué)的李德祿和教數(shù)學(xué)的夏志強(qiáng)老師都在西安20中。夏志強(qiáng)老師給我們班教數(shù)學(xué),我是班上團(tuán)支部書記,又是數(shù)學(xué)課代表,經(jīng)常去他家送作業(yè)。夏老師有好幾個(gè)孩子,一家人擠在學(xué)校的一間瓦房中,生活清貧。他上課條理清晰,重點(diǎn)突出,板書像印刷的一樣工整,課堂的許多細(xì)節(jié)至今記憶猶新。給我教幾何的弓矢石老師,教語文的賈澤月、劉道平等老師都是西安教育界的名流。在這些名師的指教下,我高中三年各科學(xué)習(xí)成績都在班上領(lǐng)跑,特別是數(shù)學(xué),考試中連附加題都做了,多次成績超百。特別懷念的是,在延安參加革命的西安市教育局局長耿丁一擔(dān)任20中校長,我們每天早晨上早操和早讀,他都在場,不論刮風(fēng)下雨,還是天寒地凍,這對(duì)每個(gè)學(xué)生都是督促與激勵(lì),這種敬業(yè)精神是我們終身的精神財(cái)富。1966年5月,學(xué)校準(zhǔn)備保送我上大學(xué),志愿都填了,家庭與社會(huì)關(guān)系的外調(diào)也做了,然而讀大學(xué)的美夢(mèng)被文化大革命的浪潮徹底所淹沒。
1966年6月-1968年9月我在20中參加文化大革命,毛主席第七次、第八次接見紅衛(wèi)兵時(shí)我有幸參加了。
1968年10月,上山下鄉(xiāng),參加了工作。記得在農(nóng)村繳公糧時(shí),要踏著木板把180斤的糧包子背上去,勞動(dòng)強(qiáng)度之大可想而知。1970年6月8日,招工到寶雞市紅光鐵廠當(dāng)汽車駕駛員,在深山老林中為大煉鋼鐵拉鐵礦石。
1977年參加了文化大革命后恢復(fù)的第一屆高考,我毅然放棄了那個(gè)商品短缺年代“給個(gè)縣長都不換”的駕駛員工作,1978年2月到西安公路學(xué)院建筑與筑路機(jī)械專業(yè)上本科,1985年1月工程機(jī)械研究生畢業(yè),獲得同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位。在校7年,我路燈下背英語單詞,節(jié)假日伏案苦思,學(xué)校周六晚上的露天電影也舍不得花時(shí)間去看。讀研期間,設(shè)計(jì)與安裝了計(jì)算機(jī)和電液伺服控制、液壓加載的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)臺(tái)架,完成了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的試驗(yàn)研究,從研究中懂得了工程機(jī)械牽引動(dòng)力學(xué)與動(dòng)態(tài)性能的研究內(nèi)涵及重要性,并將工程機(jī)械動(dòng)態(tài)性能與可靠性作為主要的研究方向。
1985年研究生畢業(yè)后一直在西安公路學(xué)院、西安公路交通大學(xué)、長安大學(xué)從事教學(xué)與科研工作。1985-1988年,主要跟隨張少名教授從事行星齒輪傳動(dòng)及其均載問題的研究。
1988-1989年在莫斯科汽車公路學(xué)院學(xué)習(xí),師從蘇聯(lián)功勛科學(xué)家В. И.Бaлoвнeв院士,了解到前蘇聯(lián)在實(shí)驗(yàn)室開展水泥混凝土振動(dòng)攪拌試驗(yàn)的一些消息,由于1989年蘇聯(lián)動(dòng)亂并隨之解體,無法得到詳細(xì)的信息?;貒笳滴覈窘ㄔO(shè)啟動(dòng),看到混凝土作為最大宗的建筑材料,由于水泥結(jié)團(tuán)等原因不易攪拌均勻,不僅浪費(fèi)水泥,而且降低了混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能。針對(duì)世界工程界存在多年的這一難題,我們提出了多種實(shí)施方案,經(jīng)過分析與原理試驗(yàn),最終選擇了振動(dòng)攪拌作為突破點(diǎn)。我們將機(jī)械工程、建筑材料與混凝土試驗(yàn)科學(xué)緊密結(jié)合,建立了攪拌過程的數(shù)學(xué)模型,通過振動(dòng)攪拌理論及其機(jī)理、振動(dòng)作用下混凝土結(jié)構(gòu)—流變特性的基礎(chǔ)研究,以及從理論和實(shí)踐及其結(jié)合上的原始性創(chuàng)新,提出了混凝土振動(dòng)攪拌的實(shí)現(xiàn)方式,振動(dòng)參數(shù)與攪拌參數(shù)合理選取與匹配的方法,解決了振動(dòng)強(qiáng)度大時(shí)機(jī)器可靠性差等國外至今沒有解決的難題。2013年10月研制成功了國內(nèi)外第一臺(tái)1m3雙臥軸混凝土振動(dòng)攪拌主機(jī),2015年2月研制出了國內(nèi)外第一臺(tái)600t/h穩(wěn)定土振動(dòng)攪拌設(shè)備,目前已經(jīng)形成了水泥混凝土與穩(wěn)定土兩個(gè)系列產(chǎn)品,在全國20多個(gè)省份得到快速應(yīng)用。實(shí)踐證實(shí),通過振動(dòng)來強(qiáng)化材料的混合過程,能使膠凝材料與細(xì)集料充分彌散而緊密包裹骨料,解決了材料混合的微細(xì)觀均勻性差和在施工中的性能變異問題,大幅提高了工程的質(zhì)量和耐久性。
近30年來在振動(dòng)攪拌理論與設(shè)備的持續(xù)研究,錘煉了一支能戰(zhàn)斗的研究團(tuán)隊(duì),他們不因失敗而分離,也不因成功而懈怠,形成了艱苦奮斗、團(tuán)結(jié)合作、不懈創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)精神。開始沒有資金,所有活都得自己干?;炷猎囼?yàn)又臟又累,篩沙子與石料,人工上料,做試樣,清理廢棄物,不斷循環(huán),天天如此。每個(gè)人的實(shí)驗(yàn)量都相當(dāng)大,3-11月的實(shí)驗(yàn)期,備料、攪拌、做正方體及小梁試樣、測抗壓與抗折強(qiáng)度,一個(gè)試驗(yàn)周期28天,需要持續(xù)1 2年,“進(jìn)實(shí)驗(yàn)室出來后都成了‘灰蛋蛋’,連鞋子里面都灌進(jìn)了灰”??崾顣r(shí)實(shí)驗(yàn)室就是個(gè)“大棚”,溫度比室外還高,又不通風(fēng),衣服全濕透了。多年后94級(jí)女研究生于麗娟回憶起當(dāng)年的情景,至今連細(xì)節(jié)都記憶猶新,感嘆當(dāng)年熬過來的拼勁有多狠。在這個(gè)團(tuán)隊(duì)里,每個(gè)人都在用青春來養(yǎng)育科技,用智慧和汗水來澆灌成果之花,至今仍有許多深藏在每個(gè)人心里不為人知的故事。
30余年來,我們經(jīng)過不斷探索發(fā)現(xiàn),目前廣泛應(yīng)用的振動(dòng)壓實(shí)方法能量利用率較低,易造成環(huán)境污染。在自行式壓實(shí)、高頻壓實(shí)、振蕩壓實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)、沖擊壓實(shí)、多頻振動(dòng)壓實(shí)、垂直振動(dòng)壓實(shí)等壓實(shí)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,我們提出了仿沖擊振動(dòng)壓實(shí)的理論與裝備,這是集碾壓、沖擊、振動(dòng)等特點(diǎn)的一種復(fù)合壓實(shí)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)試驗(yàn)與10t的工業(yè)試驗(yàn)樣機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果證明,仿沖擊振動(dòng)壓實(shí)的沖擊作用力強(qiáng),壓實(shí)影響深度大;瞬時(shí)有多種頻率作用,壓實(shí)效率高;碾輪為圓鋼輪,振幅恒定,不隨壓實(shí)材料而變化,壓實(shí)度均勻,表面平整;碾輪結(jié)構(gòu)采用動(dòng)平衡設(shè)計(jì),振動(dòng)軸受靜力作用,結(jié)構(gòu)簡單,可靠性好,不需減震系統(tǒng),沒有額外的能量損失,效率高。目前,該項(xiàng)目已在成果轉(zhuǎn)化中。
設(shè)計(jì)與計(jì)算分析是工程機(jī)械研發(fā)中工作量最大的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。基于CAD、CAE技術(shù)與壓路機(jī)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)庫,我們團(tuán)隊(duì)建設(shè)了壓路機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)與分析的平臺(tái)。該平臺(tái)將壓路機(jī)—土壤系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型、分析軟件和試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合起來,構(gòu)建壓路機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)與分析平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)性能的虛擬試驗(yàn)與仿真分析,有效提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平,縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析與試驗(yàn)周期。壓路機(jī)機(jī)械與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析軟件的集成,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)合仿真;土壤的模型與分析軟件,以及壓路機(jī)與土壤系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型與分析軟件的集成,可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)工作過程的仿真;已經(jīng)完成的國內(nèi)外50余臺(tái)壓路機(jī)在試驗(yàn)土槽與現(xiàn)場試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù),使得支撐壓路機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)與分析的數(shù)據(jù)庫不斷得到更新與補(bǔ)充。
為了提升我國壓路機(jī)性能的整體水平,對(duì)標(biāo)國外先進(jìn)機(jī)型,以改善壓實(shí)度、可靠性與舒適性為主要目標(biāo),在標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)土槽與施工現(xiàn)場對(duì)50余臺(tái)壓路機(jī)進(jìn)行了多工況作業(yè)過程中動(dòng)態(tài)性能與作業(yè)性能的全面測試,研制了壓路機(jī)整機(jī)與工作裝置的試驗(yàn)臺(tái)架,通過理論分析與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,從壓路機(jī)作業(yè)的質(zhì)量、效率、能耗與參數(shù)匹配的合理性,以及參數(shù)化設(shè)計(jì)與數(shù)字化控制,載荷與工況變化與發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與工作可靠性,振動(dòng)施工噪聲與污染的防治和文明施工,對(duì)我國企業(yè)的壓路機(jī)提出了針對(duì)性的改進(jìn)方案與性能的提升對(duì)策,為企業(yè)建立了試驗(yàn)流程與規(guī)范、產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范與施工工藝指南,推出了一批性價(jià)比較高的新產(chǎn)品,取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
機(jī)器動(dòng)態(tài)性能的研究首先要解決試驗(yàn)設(shè)施、試驗(yàn)平臺(tái)與試驗(yàn)方法的問題。除現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化試驗(yàn),以及在室內(nèi)試驗(yàn)土槽試驗(yàn)外,我們團(tuán)隊(duì)在機(jī)器動(dòng)態(tài)性能的研究中建設(shè)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)臺(tái)、工程機(jī)械液壓底盤模擬試驗(yàn)臺(tái)、工程機(jī)械工作裝置綜合試驗(yàn)臺(tái)、振動(dòng)鋼輪可靠性與壽命試驗(yàn)臺(tái)、單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)整機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)、雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)整機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)、輪胎壓路機(jī)整機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)、攤鋪機(jī)整機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)、熨平板試驗(yàn)臺(tái)、攪拌裝置試驗(yàn)臺(tái)等,對(duì)國內(nèi)外百余臺(tái)(套)壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、攪拌設(shè)備、銑刨機(jī)、平地機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械在現(xiàn)場、試驗(yàn)土槽與試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了多工況作業(yè)過程中動(dòng)態(tài)性能與作業(yè)性能的試驗(yàn)研究,對(duì)瀝青混合料的振動(dòng)篩與攪拌器、攤鋪機(jī)熨平板、壓路機(jī)振動(dòng)鋼輪、銑刨機(jī)轉(zhuǎn)鼓等關(guān)鍵部件進(jìn)行了工作載荷與作業(yè)性能的測試與分析,通過理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,從機(jī)器實(shí)際作業(yè)的質(zhì)量、效率、能耗與參數(shù)匹配的合理性、機(jī)器的載荷與工況變化與發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與工作可靠性、機(jī)器的振動(dòng)噪聲與排放的防治,提出了針對(duì)性的對(duì)策與解決方案。在實(shí)施驗(yàn)證的基礎(chǔ)上編制了產(chǎn)品與關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)范與使用指南,明顯提升了道路施工裝備的作業(yè)性能與可靠性。
道路施工質(zhì)量取決于道路材料、施工工藝、施工機(jī)械等多種因素,涉及機(jī)械工程、土木工程、建筑材料、施工工藝與工程試驗(yàn)等多門學(xué)科。30多年的研究發(fā)現(xiàn),均勻和密實(shí)是道路與建筑材料生產(chǎn)中最重要的事。我們獨(dú)辟蹊徑,從學(xué)科交叉尋找道路施工裝備創(chuàng)新的突破口,開創(chuàng)了道路施工技術(shù)與裝備這一新的研究領(lǐng)域,在道路與建筑材料的攪拌理論及裝備、道路壓實(shí)理論與裝備、道路施工裝備的動(dòng)態(tài)性能及可靠性等方向都取得了突破性的進(jìn)展。
30余年來,我主持完成國家863計(jì)劃重大項(xiàng)目子課題、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、陜西省重大科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金計(jì)劃項(xiàng)目等科研項(xiàng)目60余項(xiàng),培養(yǎng)研究生百余名,主持的項(xiàng)目獲陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)4項(xiàng),發(fā)表論文百余篇,出版著作5部,其中3部獲交通部資助。
2000年12月-2007年5月,我擔(dān)任長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院院長。長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院由西安公路交通大學(xué)筑路機(jī)械系、機(jī)械系、交通部西安筑路機(jī)械測試中心與西北建筑工程學(xué)院機(jī)電系(部分)合并組建而成。教師隊(duì)伍的融合與重建、學(xué)科研究方向的凝煉、學(xué)科建設(shè)平臺(tái)與對(duì)外服務(wù)平臺(tái)的搭建是學(xué)院發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。通過引進(jìn)與培養(yǎng),教師隊(duì)伍的學(xué)歷、年齡與學(xué)緣結(jié)構(gòu)得到了迅速的改觀,經(jīng)過全院大討論,凝煉出了工程機(jī)械動(dòng)態(tài)性能與作業(yè)質(zhì)量控制、工程機(jī)械機(jī)電液一體化、高速公路機(jī)械化施工、養(yǎng)護(hù)與管理等研究方向,申報(bào)成功了機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)、機(jī)械工程博士后流動(dòng)站、道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成為國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科。特別是與三一、柳工、徐工、美的等企業(yè)申報(bào)成功高速公路筑養(yǎng)裝備與技術(shù)教育部工程研究中心,成為我國工程機(jī)械領(lǐng)域規(guī)模最大的教學(xué)、科研和試驗(yàn)檢測基地,奠定了學(xué)院在我國工程機(jī)械領(lǐng)域的地位。
教書育人是我的天職,也是最大的樂趣。從教30余年來,一直從事專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)工作,曾給60多個(gè)本科班學(xué)生上課,指導(dǎo)過30多個(gè)班學(xué)生的課程設(shè)計(jì),70余人的畢業(yè)設(shè)計(jì),主講的“機(jī)械原理”課程是陜西省精品課程,帶領(lǐng)的“機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”為陜西省教學(xué)團(tuán)隊(duì),帶領(lǐng)的“工程機(jī)械制造與運(yùn)用領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)”是陜西省人才培養(yǎng)創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)。本人是陜西省教學(xué)名師,獲陜西省教學(xué)成果獎(jiǎng)4項(xiàng),3次獲交通部優(yōu)秀教師榮譽(yù)稱號(hào),被中共陜西省委授予優(yōu)秀共產(chǎn)黨員榮譽(yù)稱號(hào),享受國務(wù)院政府特殊津貼和陜西省三秦人才津貼。