11月9日，第八屆“上銀優(yōu)秀機(jī)械博士論文獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)典禮在四川成都舉行。上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院林忠欽教授、Mingwang Fu教授指導(dǎo)的博士生鄧宇君的學(xué)位論文《聚合物微結(jié)構(gòu)成形的介觀尺度效應(yīng)及其本構(gòu)建模》獲得銅獎(jiǎng)；殷躍紅教授指導(dǎo)的博士生姜振華的學(xué)位論文《光學(xué)大鏡加工中弧面磨削幾何學(xué)原理及其實(shí)現(xiàn)方法》獲得佳作獎(jiǎng)。

頒獎(jiǎng)典禮之前，鄧宇君和姜振華與參會(huì)代表們分享了自己目前的研究情況和研究成果，交換了對(duì)科研前沿的認(rèn)識(shí)并獲得了大家的一致認(rèn)可。

 “上銀優(yōu)秀機(jī)械博士論文獎(jiǎng)”由上銀科技股份有限公司和中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)共同設(shè)立，旨在培養(yǎng)優(yōu)秀機(jī)械工程人才，增進(jìn)企業(yè)界與學(xué)術(shù)界之互動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械工業(yè)技術(shù)之提升與創(chuàng)新。獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)象為中國(guó)（大陸、臺(tái)灣和港澳地區(qū)）各大學(xué)機(jī)械工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域、特別是精密機(jī)械領(lǐng)域的博士學(xué)位獲得者及其博士生導(dǎo)師

本次評(píng)選，上銀組委會(huì)共評(píng)出獲獎(jiǎng)博士論文24篇，其中金獎(jiǎng)1篇，銀獎(jiǎng)2篇，銅獎(jiǎng)3篇，優(yōu)秀獎(jiǎng)5篇、佳作獎(jiǎng)10篇和特別獎(jiǎng)3篇。

附：獲獎(jiǎng)?wù)撐慕榻B

論文題目： 聚合物微結(jié)構(gòu)成形的介觀尺度效應(yīng)及其本構(gòu)建模

作者： 鄧宇君

指導(dǎo)教師： 林忠欽 教授、Mingwang Fu教授

論文簡(jiǎn)介：

本論文得到了”國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目”《薄膜表面微細(xì)結(jié)構(gòu)直接熱輥連續(xù)成形的介觀尺度效應(yīng)及控形控性新方法》No. 51235008的支持。

針對(duì)介觀尺度下聚合物材料尺度效應(yīng)，搭建了考慮應(yīng)變率影響的彈粘塑性模型、建立了應(yīng)變梯度彈粘塑性本構(gòu)模型，給出了考慮尺度效應(yīng)的聚合物變形仿真分析的數(shù)值分析模型，實(shí)現(xiàn)了聚合物表面復(fù)雜結(jié)構(gòu)大面積微細(xì)輥壓成形的數(shù)值分析預(yù)測(cè)。上述研究為介觀尺度下聚合物材料流變行為分析和聚合物表面功能結(jié)構(gòu)的微細(xì)壓印成形工藝設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。研究成果主要集中在以下幾個(gè)方面：

(1) 研究應(yīng)變率對(duì)聚合物應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響規(guī)律，建立了適用于宏觀尺度下聚合物變形的彈粘塑性本構(gòu)模型。針對(duì)應(yīng)用廣泛的PMMA材料，求解其彈粘塑性模型中的關(guān)鍵參數(shù)，并進(jìn)一步分析了關(guān)鍵參數(shù)對(duì)聚合物材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響規(guī)律。

(2) 將偶應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)梯度引入彈粘塑性本構(gòu)模型中，建立了考慮介觀尺度效應(yīng)的應(yīng)變梯度彈粘塑性本構(gòu)模型。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)材料內(nèi)稟長(zhǎng)度進(jìn)行求解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論值對(duì)比分析，驗(yàn)證了應(yīng)變梯度彈粘塑性本構(gòu)模型預(yù)測(cè)聚合物介觀尺度效應(yīng)的可行性和精確性。

(3) 構(gòu)建了應(yīng)變梯度彈粘塑性本構(gòu)模型的增量數(shù)值化方法，結(jié)合自定義單元，建立了考慮聚合物尺度效應(yīng)的仿真建模方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模型預(yù)測(cè)聚合物介觀尺度效應(yīng)的準(zhǔn)確性，并揭示了介觀尺度下聚合物材料力學(xué)性能的強(qiáng)化機(jī)理。

(4) 基于微細(xì)輥壓成形系統(tǒng)，對(duì)輥壓工藝參數(shù)對(duì)聚合物表面復(fù)雜結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量的影響規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得到了輥壓成形高度的回歸模型，分析了聚合物材料在微細(xì)輥壓成形中的流動(dòng)特點(diǎn)，為聚合物復(fù)雜結(jié)構(gòu)微細(xì)輥壓工藝研究奠定了理論基礎(chǔ)。

論文名稱：光學(xué)大鏡加工中弧面磨削幾何學(xué)原理及其實(shí)現(xiàn)方法

作者：姜振華

指導(dǎo)教師：殷躍紅 教授

論文簡(jiǎn)介：

近年來(lái)，大型高分辨率的對(duì)地、對(duì)空光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于軍事，科研等各個(gè)領(lǐng)域，由此對(duì)離軸非球等形式的復(fù)雜曲面光學(xué)大鏡的需求也不斷增加。本文針對(duì)光學(xué)大鏡加工中弧面磨削幾何學(xué)原理及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。

針對(duì)少軸磨削變接觸點(diǎn)、變曲率的特點(diǎn), 本文對(duì)弧面砂輪幾何形狀進(jìn)行了參數(shù)化表征, 從幾何學(xué)的角度揭示了少軸磨削與五軸磨削之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系, 建立了少軸磨削虛擬軸等效原理模型。基于微分幾何中的高斯映射等方法，提出了基于光學(xué)鏡面幾何性質(zhì)、磨床特性、工藝要求的弧面砂輪幾何參數(shù)與軸傾角的定量確定方法。在虛擬軸等效原理的基礎(chǔ)上，建立了少軸弧面磨削運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，解決了不同機(jī)床構(gòu)型、不同磨削方式的少軸軌跡規(guī)劃問(wèn)題。

誤差建模與補(bǔ)償是提高加工精度的重要手段。本文針對(duì)離軸非球等形式的復(fù)雜光學(xué)大鏡，建立了一套完整的可用于少軸磨削傾斜弧面砂輪幾何誤差建模、分離與補(bǔ)償?shù)姆椒ā；谡`差條件下的虛擬軸運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，建立了包含所有砂輪幾何誤差分量在內(nèi)的統(tǒng)一的鏡面法向誤差模型，為砂輪制造、安裝、修整提供精度要求的依據(jù)。通過(guò)對(duì)鏡面法向誤差的線性化，同時(shí)利用鏡面測(cè)量獲得的誤差信息，實(shí)現(xiàn)了砂輪局部各誤差分量的求解、分離。通過(guò)建立控制點(diǎn)誤差補(bǔ)償函數(shù)，大大提高了補(bǔ)償后鏡面的面形精度。

弧面砂輪與工件的幾何接觸區(qū)域（磨削區(qū)域）是弧面磨削過(guò)程中最重要的幾何變量之一。本文根據(jù)弧面磨削的幾何運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，利用微分幾何對(duì)接觸區(qū)域的相關(guān)曲面包括砂輪曲面、砂輪運(yùn)動(dòng)包絡(luò)面、工件加工殘留面進(jìn)行了微分化表征，從而能夠通過(guò)磨削點(diǎn)附近砂輪曲面的主曲率、磨削深度等少數(shù)變量實(shí)現(xiàn)接觸區(qū)域的三維直觀建模。基于接觸區(qū)域模型，本文嘗試對(duì)少軸磨削力、弧面砂輪的幾何磨損等進(jìn)行了建模，并取得了良好的效果。

最后本文針對(duì)弧面磨削幾何學(xué)原理在磨削系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)了用于大型少軸光學(xué)磨床的CNC系統(tǒng)與CAM系統(tǒng)，為少軸弧面磨削在光學(xué)大鏡快速制造過(guò)程中的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。