贵州日报天眼新闻记者 袁航
6月10日,贵州大学关键构件抗疲劳制造中试平台车间里,一颗手指大小的银灰色航空发动机螺栓被稳稳固定。
科研人员操控着自主研制的超声滚压设备,每秒数万次高频冲击,精准打在螺纹根部的微米级沟槽上。“这不是简单塑形,是在给关键构件‘续命’。”贵州大学关键构件抗疲劳制造中试平台副院长李伟说。
这个平台是工信部首批重点培育中试平台(贵州唯一入选)。背后是中国工程院院士赵振业开创的第三代“抗疲劳制造”技术。它要推动的,是关键构件从“成形”到“抗疲劳”的代际跨越,是攀登关键构件极限寿命的“珠穆朗玛峰”。
关键构件是高端装备的“脊梁”和“关节”。主承力件扛着最大载荷,传动件传递动力,转动件高速旋转。任何一个出问题,整台装备都可能报废。
“寿命不够,装备就得反复拆修。精密部件,越拆精度越低。”李伟说。
明明材料强度还没到极限,怎么就突然断了。核心原因,是交变载荷带来的疲劳损伤。而疲劳裂纹的萌生,往往从构件表面微米级的缺陷开始。应力集中效应会把局部应力放大好几倍,直到材料扛不住。
以赵振业院士为代表的科研团队开创的第三代“抗疲劳制造”技术,解决了这个问题。它能深层调控材料表层的微米级梯度组织和残余压应力,主动抑制应力集中,形成一套“材料—抗疲劳设计—抗疲劳制造”的系统工程。
目前,平台已实现该型航空发动机螺栓寿命提升5至6倍,通过技术迭代、分阶段推进,逐步向极限寿命迈进,让国产关键构件先“能用、好用”,再追求“免维护、长寿命”。
车间里,一台航空发动机燃油泵传动轴正在接受抗疲劳强化处理。以前,这根传动轴服役不到2000小时就会出现磨损、断齿失效,直接威胁飞行安全。平台团队采用超声滚压技术,精准强化齿根的薄弱区域。经多轮工况验证,寿命提升十余倍,现已批量装机应用。
贵州大学关键构件抗疲劳制造中试平台,依托高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室,整合了贵州大学材料、机械、大数据等多个学科的科研力量,拥有超4000平方米中试场地、近8000万元中试设备,已获授权发明专利100余件。
截至目前,中试平台已服务航空航天、工程机械等领域近40家企业,攻克多项行业痛点。针对特大跨径桥梁主缆钢丝防腐镀层技术,小试阶段性能优异,但金属材料价格大幅波动导致成本激增,平台正通过中试验证优化配方、调整工艺,兼顾技术可行性与经济可行性,推动技术落地应用。
立足科研优势,平台直面高校科研场地受限、设备不成体系、专职工程人员短缺等现实难题,探索“政产学研用”深度融合的产业化新路径。
目前,贵州大学已与安顺市签署战略合作协议,打算把抗疲劳制造中试基地落户贵州航空产业城,打造市场化技术服务平台。同时,平台积极拓宽资本渠道,加速成果转化。
“市场化不是办工厂,而是做技术服务商。”李伟算了笔账:如果一颗航空螺栓能实现服役期内免更换,仅钢铁、能耗、维修成本就能明显降低,“我国钢铁产量占全球一半以上,关键构件寿命提上来,相当于少挖几亿吨铁矿,这就是绿色发展。”



