记广西大学机械工程学院院长蔡敢为

主编:江东洲

来源:《探寻优秀的内涵--广西壮族自治区第八批优秀专家风采录》

志存高远敢为人先

——记广西大学机械工程学院院长蔡敢为

任东霞

专家简介:蔡敢为,男,年5月毕业于华中理工大学,获工学博士学位。-年在中南大学作博士后研究。年-年在英国伦敦大学国王学院作访问学者。现任广西大学机械工程学院院长,博士生导师,兼任中国机械动力学学会副理事长。近年来,先后承担国家自然科学基金重点项目和面上项目7项,其中主持4项。在国际、国内学术刊物及学术会议发表论文余篇,其中70多篇被SCI、EI收录。以第一作者所著学术专著“连杆机构弹性振动理论研究”入选“十二五”国家重点图书出版规划。

已获得和申请发明专利达余项。获广西自然科学奖二等奖,广西教学成果奖特等奖、二等奖、三等奖,湖北省新闻出版局“湖北省社会公益出版专项资金奖励”。

“无论是做学问,还是做其他事情,都要有持之以恒的毅力,要不断地积累、努力,要循序渐进,厚积薄发。”当这些朴素的道理从一位取得无数科研成果和荣誉的专家嘴里说出时,我们相信每一个词的背后,都有一段不平凡的故事;每一句话,都值得我们年轻人去领悟和践行。说出这些话的,就是广西大学机械工程学院院长、博士生导师蔡敢为。

薪火相传以身作则塑师魂

多年的成长求学岁月,从硕士到博士、博士后,每每登上一个新的高度,迎来的是更加广阔的学术视野和不断进步完善的人格品质,其间,各位导师们对蔡敢为的影响是极为深远的。在博士后站工作时,蔡敢为的导师是一位60多岁的中国工程院院士,年岁已高的她仍然奔波于全国各地参加学术研讨会,工作中事必躬亲,毫不马虎,治学态度非常严谨。导师这种对于科学研究的热爱和风雨兼程、奋斗不息的精神深深地影响着蔡敢为,潜移默化地成为了他自己的为人和治学态度。

年,蔡敢为作为访问学者到英国伦敦大学学习。刚到英国不久,他接到广西高校人才小高地的答辩工作安排,考虑到事关重大,蔡敢为安排好英国那边的相关事宜,立马飞回国内。由于时间匆忙,答辩的PPT等材料都是在伦敦到北京的飞机上完成的。处理好学校的事后,才又匆忙奔赴英国。作为博士生和硕士生导师的蔡敢为,他将当年从自己导师身上传承下来的认真、勤奋和严谨,作为一笔宝贵的精神财富,以身作则传给了自己的学生。当笔者问到,对于学生有哪些严格的要求时,蔡敢为笑了笑,说:“我对学生要求不严格,太严格了会不利于创新思维的培养,我看重的是要有事业心,要努力勤奋,最好还有些团队合作精神。此外,语言能力和悟性也很重要。”挑战重重的科研工作需要一颗对事业极其坚定而热爱的心,需要为之付出年复一年的努力,需要集结团队的共同智慧和力量来攻克难题,这些实实在在的道理都是蔡敢为多年在学术研究中的亲身体会。此外,细致严谨的蔡敢为发现,在团队工作中沟通和讨论很重要,能够将自己的想法明白地讲出来非常有利于工作的高效进行。并且在论文写作中,优秀的技术成果需要依靠明白晓畅的文字呈现出来,所以具有良好的语言表达能力会有助于在学术之路上走得更高更远。

少年立志情系国家勇奋进

当笔者问及当年为什么选择机械工程专业时,蔡敢为回答,年轻人,尤其是他那个时候的年轻人,对学科专业的了解是很少的。对专业的选择,常常受到某些偶然因素影响。一部电影《第二个春天》,让少年时期的蔡敢为找到了奋斗的方向。电影讲述的是我国海军某部奉命承担自行设计制造新战舰的任务,经过大家的共同努力,终于在第二个春天里胜利建成新型战舰“海鹰”号。将自己的理想与祖国的建设需要紧密相连是这一代人共同的情怀,蔡敢为那时就决定选择机械制造专业,决心在祖国的工业制造领域有所作为。

蔡敢为大学毕业后被分配到企业工作,在这段时间里他将理论知识和生产实践对接起来。他发现,之前不好理解的一些机械理论,一实践会发现很简单。通过实践往往对理论知识会有更加深刻具体的认识,并且在实践中可以发现很多具有深远意义的科学问题,能够培养和激发创新的思维火花。所以在后来的求学和教学中,他非常注重理论和实践的紧密结合。经过了一定的实践锻炼后,蔡敢为认识到自己的理论知识还远远不够,只有不断地学习才能到达领域中最深最尖端之处,才能创造出属于我们国家自己的核心技术。当年立下的鸿鹄之志,他从未忘记。在这样的信念和精神支持下,他从硕士到博士,又进入博士后工作站,多年的孜孜不倦和勤奋上进,蔡敢为埋头于自己热爱的机械工程领域,取得了诸多科研成果。

在华中科技大学读博期间,他开展了具有三维编织复合材料构件的机构动力学的课题研究。当时,刚有美国学者提出三维编织复合材料的专利不久,对这个领域的研究还未完全展开,这对于蔡敢为来说无疑是一个极大的挑战。因为,一般认为,力学研究者研究机械方面的课题相对机械学科的研究者去研究力学学科的课题容易。而他将面临的不仅是跨学科去研究固体力学学科的问题,而且是研究固体力学中较难的复合材料力学问题,而三维编织复合材料由于其纤维结构的复杂性,研究其力学性能更加困难。但是,蔡敢为毅然选择了迎接挑战:由机械到固体力学,由固体力学再到三维编织复合材料力学的研究,难题重重。然而,他从来也没有想到放弃,因为“坚持”是他的人生信念,生命不息,奋斗不止,“不要失去信心,只要坚持不懈,就终会有成果。”就是靠着这样一股不屈服劲头,他刻苦钻研了三年,他终于在三维编织复合材料力学性能、构件刚度、阻尼、含三维编织复合材料构件的机构动力学等诸多方面取得了一系列创新成果。

3年,蔡敢为从华中科技大学调到广西大学工作,这对他来说又是人生中一个充满意义的挑战。“华中科技大学的科研基础相对较完善,进行学术研究会有很大的优势,即使没有我也会做得非常好,相对于锦上添花,我更希望在另外一个天地里做更多的事,这样,对社会的贡献可能大一些,或者更有意义些。”就这样,蔡敢为放弃了在华中科技大学机械工程学院发展的机会,来到广西大学,用自己的学识和经验全身心地投入到机械工程学院的建设中。人的价值是什么?蔡敢为认为,那就是在有限的生命里对他人、对社会和国家做更多的事情。这种朴素的情操是从革命年代里过来的那一辈人的共同理想,是一个高级知识分子对自己的职业理解和热爱,也是一位身为人师和长者教给学生们最好最珍贵的知识。

纵硕果累累仍壮心不已

多年来,蔡敢为的科研成就硕果累累,仅就近五年来就承担国家自然科学基金项目3项,其中主持2项,参与1项,另主持广西科学基金项目2项、广西理工中心重点项目1项及一批其他科研项目,主要在电动机——连杆机构系统的非线性振动、水轮发电机组的全局耦合振动、多自由度可控设计理论与应用研究等方面展开研究。在国内外发表论文50多篇,其中SCI、EI收录40多篇,出版一部学术专著入选“十二五”国家重点图书出版规划,获得授权国家发明专利近50多项,获得广西自然科学奖二等奖一项(排名第一)。他的众多成果为本学科的建设和发展作出了突出贡献。这里,笔者选取了四项近期的主要科研成就:

首先,在很长的时间内,人们在弹性连杆机构的动态分析中,一般是采用主动件等速运动的假设,而不考虑电机电磁参数的影响。仅有少数学者在弹性连杆机构动态方程的基础上引入一个简单的机电关系式,但也没有对机电耦合关系作深入细致的分析。同时,连杆机构运行中的许多振动现象没有得到合理解释。蔡敢为在深入研究驱动电机机电耦合关系的基础上,提出了反映机电耦合关系的有限元电机单元,并用有限单元法建立了反映驱动电机与机构组成的系统的动力学特性与其电磁参数、结构参数及材料参数之间的内在联系的动力学模型,在该动力学模型的基础上研究发现了一系列新的机构振动的原因和规律。所形成的驱动电机与连杆机构、可控机构组成的机电系统的设计理论,可以解释和避免许多以前未能解释的机构振动现象,为这类机构系统的设计提供新的理论依据,也为机构的良好运行提供参考。同时,研究成果也对丰富机构动力学理论有较大贡献。

其次,水轮发电机组的强烈振动一直是十分棘手的难题。蔡敢为在之前研究的基础上,提出了从机、电、液全局耦合的角度探索水轮发电机组的振动机理,建立了能反映混流式水轮发电机组机、电、液全局耦合关系的非线性动态方程,反映了机组的动态特性与电磁参数、结构参数和水力参数之间的内在关系。在此基础上,研究发现了机组在电磁激励、惯性激励和水力激励等同时共同作用下的一些振动规律。这些研究成果可以解释和避免一些以前未能解释的机组振动现象,为水轮发动机组的设计与运行提供新的理论参考。同时,也为丰富耦合动力学理论作出较大的贡献。

此外,蔡敢为对多自由度可控机构理论、变胞机构理论等进行了系统研究,并将成果用于工程机械等领域,研究发明了一系列的新产品。其中应用多自由度可控机构理论设计发明的新型机械式挖掘机,具有以往机械式和液压式挖掘机的共同优点,既克服了以往机械式挖掘机动作简单、挖掘速度等难控制等不足,又克服了液压挖掘机液压元件要求高、易产生漏油、可靠度难保证等不足。另外,因为采用电动方式,更容易实现遥控操作,噪声也会很小。他还研究发现了一类全新的多自由度连杆机构,即有限离散变速输入多自由度连杆机构,可由单一恒速驱动输入下获得可变化的轨迹输出,特别适合只要求实现点位轨迹规划的工程机械。

还有,在长期研究非线性振动理论的基础上,针对现在许多高刚度工件不能采用振动时效方法消减残余应力的问题,蔡敢为利用非线性振动系统的响应频率可以远高于激振频率的特性,发明了新型非线性振动时效装置,实现大量高刚度工件的振动时效消减残余应力。蔡敢为的诸多科研成果直接作用于机械工程工作实践中的问题,具有极强的实用性,大大提高了工业生产的性能和效率,同时其成果也丰富和发展了本学科的相关理论。

当笔者问到如何看待取得的这么多成果和荣誉时,已过“知天命”之年的蔡敢为却摇了摇头,直言:“还很不够。”因为在他心里还有更加高远的追求,并且他正在将这种追求实实在在地付诸于自己的努力中。他不断地完善各项研究成果,尽心尽力打造属于我们国家自主研发的核心技术,这是他最大的心愿,是他当年立下的志向——为祖国的富强繁荣尽上自己最大的一份力量。

整装待发直挂云帆济沧海

蔡敢为在广西大学工作已十年有余了,接手机械工程学院院长后,他领导全院上下团结一心、不畏困难、迎接挑战,使学院在学科建设、科学研究、办学规模、教学水平和育人环境等方面都取得了显著的成绩。当前的广西正加快实现与全国同步全面建成小康社会,建成西南中南地区开放发展新的战略支点。在这样一个黄金期,身兼院长和教授双重身份的蔡敢为表示信心百倍。“学院的发展关键在于人才的培养,一方面要加强师资队伍的建设,调动广大青年教师从事教学和科研的积极性,使青年教师迅速成长,不断提高学院的整个教学质量和科研水平;另一方面,要培养学生的创新精神和实践能力。”蔡敢为重视实践性教学,主张坚持在实践中消化理论,在实践中提出问题,在实践中解决问题。各项课题一定要建立在实践研究之上,要做具有创新性的科学研究,而不是跟在国外的研究之后。

近年来,广西大学机械工程一级学科成为了第一批广西优势特色重点学科,学院还成为广西大学拥有的第一个国家级实验教学示范中心。为了培养学生的创新和实践能力,蔡敢为采取鼓励高年级学生参加教师科研课题、举办机械设计大奖赛、对学生开放实验室和资料室等措施,鼓励学生动手动脑,将所学的专业知识应用于实践中。

面向未来,蔡敢为充满信心。久在科研一线的他对目前国内外机械工程领域的学术水平非常了解。他说,以前国外的研究确实比国内强很多,但是经过我们这么多年的努力,我们国家的科研条件和水平已经有了相当大的提高。相对于国外科研水平发展空间的有限性,我们的成果非常丰硕,我们在逐步增强自主创新研发的能力。他将机械工程学院定位为坚持走产、学、研合作办学的道路,为广西经济发展和西部大开发培养德、智、体全面发展的高级工程复合型人才。目前,他正带领学院一班人大力开展科学研究,加强机械工程重点学科建设,努力把机械工程学院建成研究型的学院和广西机械工程领域高层次专门人才的培养基地。

繁忙的科研任务和行政工作占据了蔡敢为生活的绝大部分时间。可以说他的时间甚至包括节假日基本上都是在学校中度过的。对于这种工作和生活状态,蔡敢为甘之如饴,科研和教学工作已然成为他的精神支柱。当谈到如何平衡工作和家庭生活时,笔者看到,蔡敢为的脸上浮现出一丝愧疚。他说多年来一心扑在学校的事务上,家里的事情都是靠妻子一手操劳,但家人对于他的忙碌从来都没有一句怨言,一直在背后默默地理解和支持他。他“舍小家为大家”,时时刻刻考虑的是国家和学生的需要,往往忘了自己和身边最亲的家人。也正是这种奉献精神才换来一项项卓越的科研成果和荣誉,才换来桃李芬芳满天下的盛景,才换来为国家和社会作出的突出贡献。

采访手记:采访之前,笔者翻看着蔡敢为个人资料中厚厚的成果和荣誉介绍,内心崇敬之余总有些紧张。然而,第一次面对蔡敢为,他的热情与谦和,让之前的顾虑烟消云散。堆满了书的办公桌,温暖的笑容,坚毅的眼神,儒雅的举止……在他的娓娓道来中,笔者走进了这样一位用坚持和勇气攀越重重知识高峰者的心灵世界,如同亲历了一场精神的洗礼。“执着追求并从中得到最大快乐的人,才是成功者。”

(主编简介:江东洲,男,汉族,年7月生,广西玉林市人,中共党员,中央民族大学在职研究生学历,现任《科技日报》栏目主编、科技日报广西记者站站长、海南记者站站长,担任广西发展战略研究会会长、海南省发展战略学研究会会长。,电子邮箱:

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