疲劳是一个机械损伤累积、延时失效过程,它包括裂纹萌生和裂纹扩展两个过程,可在无明显变形下突然失效,是最危险的失效形式。抗疲劳制造技术是以疲劳性能指标为主要判断依据,通过控制产品表面完整性,提高疲劳强度的制造技术。西方发达国家,在上世纪中期,用了20年时间,举国家之力,研究发展表面完整性制造、抗疲劳制造,凭借关键件寿命大幅度提高,垄断了世界高端机械装备制造。
通过抗疲劳长寿命制造技术,解决装备制造业转动件、传动件、主承力件三类关键件长期存在的寿命短、可靠性差、结构重三大共性难题,是装备制造业发展的核心问题。据调查,因转动件、传动件、主承力件疲劳寿命短、故障率高,难以满足国外用户的要求,制约企业进一步发展的问题十分突出。例如某企业反映由于抗疲劳技术问题难以解决,其产品失效率达到了40-45%,三包索赔率高,给企业造成巨大经济损失。
发展抗疲劳制造技术,关系装备制造业技术进步的全局,对提升装备制造业的核心竞争力、促进装备制造业可持续发展、建设机械装备制造强国,尤其对于河南建设现代制造业强省,具有十分重要的意义。抗疲劳制造是一项极其复杂庞大的系统工程,需要大量的人力、物力、财力,需要长期的联合系统攻关,因此建议:
1、政府主导,引入社会资金,建立(高校)理论-(科研机构)技术-(企业)生产“三强一体”的河南省装备制造产业创新联盟或核心技术创新研究院,协同攻克齿轮、轴承、传动轴装备制造业三大关键零部件,寿命短、可靠性差、结构重共性难题,为装备制造业龙头企业提供引领产业发展的前沿技术,打造关键零部件产业高地,以关键零部件的技术创新,引领整个装备制造业的发展。
2、建立由高校牵头、龙头企业参与的抗疲劳制造公共创新服务平台。为企业提供产品开发、实验测试、设计制造等前瞻性、战略性生产技术;提供材料、产品、装备的检验检测服务;并通过信息集成和供应链集成,形成产业优势。
3、构建抗疲劳制造人才培养体系。在已有研究基础的高校创办抗疲劳制造学科,积极引进海内外抗疲劳制造技术尖端人才,加强抗疲劳制造研发队伍建设;在河南省相关高等院校设置抗疲劳制造专业,创新人才培养体系,带动机械工程、材料、力学等学科的发展。从根本上改变装备制造业的人才培养与工程脱节的问题。
4、营造发展抗疲劳制造的社会氛围。广泛宣传抗疲劳制造技术理念,宣传抗疲劳制造技术对于提升装备制造业核心竞争力,促进装备制造业可持续发展的重要性,让各级政府有关各部门、企业家、工程技术人员、企业的管理者,树立全新的制造理念,真正将满足产品图纸设计要求的制造转变为满足产品设计性能要求的制造。下大力气引导装备制造企业坚定不移地走抗疲劳制造之路,鼓励大专院校、科研院所参与抗疲劳制造技术研究、工程实验。
(执笔人赵明皞系民建省委科教委员会主任、郑州大学科研处处长、博士生导师)