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王仲仁:“球王”教授的別樣人生

2018年12月10日 新聞網 瀏覽次數:470

在哈工大校園裏,多年來佇立的一個寓意“知識就是力量”的球形雕塑,早已成為師生眼中最熟悉的“風景”,也成為哈工大校園的一個文化地標。  

也許年輕的學子們並不瞭解,這個球形雕塑所採用的無模脹形技術就是曾獲國際博覽會尤里卡發明金獎、對100多年來球罐製造技術產生根本性變革的一項重要技術。而這項技術的發明人,就是被譽為“球王”的王仲仁教授。  

王仲仁是我校鍛壓學科帶頭人,1955年由北京鋼鐵學院(現北京科技大學)軋鋼專業畢業後來到我校研究生班軋鋼專業跟隨蘇聯專家學習,1957年畢業後留校任教,後因學科調整到鍛壓教研室,在我校鍛壓學科發展建設中做出重要貢獻,曾任全國鍛壓學會理事長及國際塑性加工學會常務理事。塑性加工行業著名期刊《材料加工技術》於2004年出專刊祝賀王仲仁70歲生日,可見其在國內外塑性加工領域的學術地位與影響,而他更因其在球罐加工技術領域的卓越成就而贏得了“球王”美譽。

“球王”結緣北京亞運

20世紀90年代的第一個秋天,北京亞運聖火燃燒在億萬人民心中。在第十一屆亞運會上,位於北京奧林匹克體育中心田徑場東側的一個新穎別緻的藝術造型,蔚為壯觀,十分令人矚目。 

   這是一個直徑4米、重3噸的橘紅色大型鋼鐵藝術造型。從遠處看像一輪初升的太陽冉冉升起,從側面開口處看像一枚點燃的火箭即將騰空,從背面看又像一個鮮豔豐碩的桃子透着成熟的誘惑。其構思奇特精妙,給人以美的享受,為亞運會增光添彩。  

這個別具一格的精美造型,採用了一種新的工藝——無模脹形技術。這在世界球罐加工技術上成為首創,而發明人正是王仲仁。工業用球形容器,俗稱球罐,具有表面積小、承壓高、用材省、重量輕、熱導低、製造成本低、組焊週期短、佔地面積小及維修簡便等特點。因此,在石油、化工、冶金、航天、核工業、城市液化氣能源、遠洋貯運、輕工、城市設施及城市建築等領域被廣泛採用。以往球罐製造均採用在壓力機上用模具將平板加工成球形殼板,再由球形殼板組裝焊接成球罐的工藝。王仲仁發明的這項“球形容器無模脹形新工藝”從內部加壓使多面殼體變成圓球,既不需用壓力機,也不需用模具。 

   這項技術發明是對100多年來球罐製造技術的一次根本性變革,對我國和世界的球形結構及球形容器的設計領域,產生了不可估量的價值,並具有廣泛的應用前景,曾榮獲第36屆布魯塞爾國際博覽會尤里卡發明金獎、國家發明獎和國家科技進步獎。 

   目前,先後採用該技術製造的液化氣球形儲罐、壓力供水罐、球形供水塔等共11套設備,運行狀況均良好。此外還製造了以青島市“五月的風”、哈爾濱博物館廣場藝術球及哈工大校園內的尤里卡球等多個大尺寸球形裝飾。

“球王”教授走向世界舞台

金色的秋天。北京國際會議中心。

來自32個國家的400多位中外專家學者濟濟一堂,第四屆國際塑性加工會議在這裏隆重舉行。主持會議的是蜚聲海內外的中國鍛壓學會理事長、哈爾濱工業大學王仲仁教授。  

主持如此大型的國際學術會議,在我校教授中他還是第一位。——這段文字摘自1993年的《哈工大報》。因為王仲仁在我校眾多知名教授中成為首位主持大型國際學術會議的領跑者,曾多次採訪王仲仁的時任校報記者馬洪舒專門採寫了這篇題為《“球迷”教授站在國際講壇上》的報道。

  在今天看來,哈工大的教授主持國際會議似乎已不算什麼新聞,但是在20多年前,不僅在哈工大,即使是全國,中國學者主持如此規模的國際學術會議也不多見。1990年,第三屆國際塑性加工會議在日本京都召開。當中國代表團團長王仲仁鄭重表示要辦好1993年9月在北京召開的第四屆會議時,不僅外國人懷疑中國能否有能力辦好這次會議,連部分中國人也認為並不具備條件。“塑性加工”是一種加工工藝手段,也稱作“鍛壓”,源於我國商代。先以農具和兵器為代表,在我國古代史上發揮過重要作用。隨着歲月的推移,不僅在中國大地上形成龐大的、數以萬計的鍛壓從業人員隊伍,而且對世界塑性加工行業的產生和發展,也做出了不可磨滅的偉大貢獻。 

   王仲仁多年從事塑性加工理論、超塑成形與迴轉加工研究,提出許多新的見解。他的研究工作對我國塑性加工理論的研究起到了重要的推動作用,在國際塑性加工界享有很高聲望。1993年,被譽為塑性加工行業“奧林匹克”國際盛會的第四屆國際塑性加工會議不僅在北京舉辦了,而且取得了出乎意料的成功。400多位代表中,外國專家學者201名,其中很多來自美、日、德、俄等國家的學者都是國際知名的一流學者。他們對這次會議的成功表示讚揚和滿意。王仲仁在大會報告中介紹了我校和中國在超塑成形、無模脹球、連續擠壓、迴轉成形等方面取得的國際水平的成果,在中外學者中引起熱烈反響。  

    更令王仲仁高興的是,當時一批風華正茂的博士和碩士都在大會上作了報告,第一次在國際舞台上亮了相,而今早已成為塑性加工領域的知名專家和學者。2004年,由我校發起並組織的第一屆新成形技術國際會議在校召開,王仲仁擔任大會主席。

“球王”的航天情緣

    2003年10月15日,中國載人飛船“神舟五號”發射成功,神州大地一片歡騰。這一天,中國首次發射成功載人航天飛行器,成為中國航天史上的一座豐碑。  

    這一天,對王仲仁來説,同樣意義非凡。“十年磨一劍”,這項偉大的事業中,也飽含着他和他的團隊的智慧與汗水。  

在我國載人航天工程中,有一個十分關鍵的設備,是為實現宇宙飛船和航天地面模擬太空環境實驗和訓練所用的大型真空容器,也就是航天人和哈工大人熟知的KM6工程。這是發展航天技術不可或缺的核心實驗設備,被稱作“人造小太空”。王仲仁正是KM6工程的總工程師。從工程競標到工程實施,從通過抽真空實驗到“神舟五號”遨遊太空,王仲仁的心始終與KM6相伴。“KM6工程”實施現場在北京西郊圓明園附近。這是在一棟高達40米的廠房內矗立起的一個20多米高、由三大容器組成的龐然大物。整個容器高達22.4米;最大的主容器為立式圓柱形,內徑長12米;最小的試驗艙容器為卧式圓柱形,內徑5米多。此外,容器內有掛塊、隔板、導軌、筋板、消音管等,安裝太陽模擬器的隔振平台和各種大大小小管孔及法蘭組件幾百套。這個總重量數百噸的龐然大物消耗各種鋼材近千噸。KM6這樣重大的工程項目,此前國內從未有人搞過。王仲仁回憶説:“承接KM6工程項目,是要承擔很大風險的。我是在科學分析的基礎上,根據我們的實力,抱着對國家負責、誓為載人航天事業做出貢獻的態度下定這個決心的。”憑藉王仲仁在相關壓力容器工程中積累的經驗和他的合作伙伴核工業23公司在大亞灣核電站建設中的輝煌成績,以及哈工大領導、各院系教師的大力協作,工程終於落入哈工大。  

工程技術中的難題,主要是直徑12米的法蘭盤怎麼搞?一種方案是在工廠做好後運到現場。這就要在沿途砍掉幾百棵樹,並且要把沿途橋樑加寬、加固。王仲仁提出的方案是在工廠進行粗加工,現場精加工。最後,12米的大法蘭盤在工廠粗加工後被分割成幾部分運到現場,再以哈工大高超的焊接工藝成功組合。最終,這個在載人航天工程中具有極其重要位置的KM6工程僅用幾千萬元就拿了下來,工程造價只是國外同類工程項目費用的十分之一。1997年4月,KM6工程主輔容器進行抽真空試驗。一次抽真空合格,真空度比設計要求超出一個數量級,達到國外同類設備最高水平。KM6真空容器如此龐大,竟然一次成功,令許多人感到不可思議。 

談到高質量地完成KM6工程任務,王仲仁説:“搞工程和搞科研完全是兩碼事。科研是探索,允許失敗;而工程只能是一次性成功。我為KM6工程沒有耽誤我國載人航天進程而感到欣慰,也為自己在其中發揮了一點作用而自豪!”

    “球王”先生

    王仲仁從教數十載,桃李遍天下。不知從何時開始,學生們都習慣稱王仲仁 “先生”。在一屆又一屆的弟子眼中,“先生”不僅是學術上的導師,更是做人做事的楷模。  

    在培養研究生過程中,王仲仁總結出一套獨特的方法。“很多研究生是從本科直接考取的,仍然習慣於本科時的學習方法,大小事情都等着導師定,這種‘抱着走’的方法必須改變。” 

   王仲仁認為,“抱着走”永遠也培養不出研究生的獨立工作能力。作為導師,要學會“導而不抱”。首先就是在選題上導好向,再就是在主要途徑上導好航,激發學生的興趣和幹勁。“錢學森先生來哈工大作報告時,講到跟導師學最主要的是學習方法,因為知識在書本上就有,到處可以學,而可貴的是要學習方法,學會了正確的方法就可以獨立工作。”  

    王仲仁十分重視方法:“作為方法,辯證法就是最好的方法。”老校長李昌在校期間,倡導學習與運用辯證法,使王仲仁受益匪淺,他的很多創新都來自辯證的思維。如KM6的大法蘭加工是‘以小幹大’,即用小的多功能動力頭代替大機牀;無模脹球是‘以液克固’,即液體使固體變形;亞洲唯一的FL9高雷諾數大型增壓風洞收縮形體成形是‘以柔克剛’,即用較軟的彈性材料使鋼板變形。他更是把這種思維方法運用到了培養學生中,引導學生學會安排總體計劃與近期實施進度,正確處理科研中遇到的困難與尋找突破口,敢於發表自己的學術觀點的同時也要傾聽不同意見、取長補短……

    在研究方向上,王仲仁認為,一是要注重具有重要的應用背景,二是要考慮在學科上有足夠容量,允許一定數量的人進入創新之門。也就是説,選題方向不能面過窄、太偏、不新。“如果説我和我的學生們發表了較高水平的論文,做出了較好的業績,回想起來可能與我不把自己的業務活動範圍限制過窄,也就是不寄望於成為特別尖的‘專家’有關”。的確,王仲仁不僅搞理論研究,又幹實際工程;不僅寫教材,又編手冊和《農村鍛工》之類的實用圖書;不僅搞國外新工藝的推廣,更着力於創造新成形方法;不僅因科研成果突出而取得一項又一項的獎項,又善於抓住一些項目進行成果轉化;不僅採用國外的應用軟件,又讓學生獨立編寫軟件……“人走路總是靠兩條腿交替前進,不能單腿蹦。”

    畢業多年的學生趙瑞民在《吾終生的良師益友》一文中寫道:“在校期間,王先生未到不惑之年,正值壯麗年華,英姿勃發。在講台上、實驗室裏,他循循善誘,十分善於知識與方法的傳授;在操場上、在節假日,他經常和我們在一起;在大直街的地下防空洞裏揮鍬挖土;在一汽、哈鍋的生產車間裏焊接、衝壓;在雞西軍訓場上打靶、拉練,都有王先生和我們在一起的身影……”

    “球王”其人

    王仲仁喜好品茶、聽交響樂、打籃球和打太極。生活中的王仲仁謙遜儒雅,在工作中頭腦靈活,敢想敢幹,骨子裏又是個很講原則、剛直不阿的人。  

    王仲仁説,中國人要自尊自強,只有努力做出高水平成果,為國爭光,才能真正自強自立。“我多次出國參加國際學術會議,每一次重要的會議包括國際性的展覽,其實就是一次評比會,看誰在學術上有了什麼新的進展,在應用方面取得了什麼新的成果。只要處於某一領域的領先地位,特別是取得實質性的進展,都會被投以敬佩的目光。”出國學習和參加國際學術交流的主要目的,就是為了更好更快地做好中國的事情,為人類進步做出更大貢獻,為中國人爭光。  

    在逆境中,王仲仁總是能笑對一切,善於把逆境化為機遇。文化大革命期間,老師們被迫去燒鍋爐,很多人愁眉苦臉,而王仲仁很快從另一個角度覺得這是接觸新事物的一個機會。為了使煤燃燒得更好,他自己設計並參與制造了碎煤機。碎煤機的錘頭是高錳鋼,上面鑄有一個孔,尺寸不準,又很難通過機械進行加工,王仲仁就用衝頭整形辦法,把“鍛壓”給用上了。後來“備戰備荒”,他們又被安排去制磚。用手工脱坯太累,他們到制磚廠一看制磚機,橫截面一次切十塊磚,功率220KW,實在做不起。王仲仁就自己設計了一台一次只切一塊磚的小型制磚機,與參加勞動的焊接教師們親自動手製成,效果很好,功率還不到22KW。  

    他還帶領教研室的老師編寫了中國第一部鍛壓方面的工具書《鍛工手冊(上、下冊)》,於1976年出版,共162萬字。參加編寫的單位有全國的工廠、設計研究院、大專院校等35個單位,提供資料的有100多個單位,參加審查的有55個單位。這套鉅著收集和總結了當時國內外最新的、最實用的鍛壓先進技術與資料,對推動我國的鍛壓技術發展發揮了重要作用。而王仲仁就是這本工具書的主編。而後,他又根據國內外技術發展領導主編了344萬字的《鍛壓手冊·鍛造卷》,並於1993年出版,後又經過修訂,於2002年重新出版;2008年和張凱峯教授共同主編的第三版出版。  

    王仲仁先後獲國家科技進步二等獎3項、國家發明四等獎1項,省部級科技進步一等獎2項、二等獎7項;曾被評為航天工業部有突出貢獻專家,享受國務院政府特殊津貼;培養39名博士,主編《塑性加工力學基礎》《省力與近均勻成形》《王仲仁文選》等9本著作,發表論文300多篇。王仲仁認為,一流大學的學術帶頭人不應該滿足於在著名期刊上發表論文,而應將碎片化的論文凝練成系統的理論由國際著名出版社用英文出版發行。他與弟子胡衞龍、苑世劍及隔輩弟子王小松共同編寫的《工程塑性理論及其在金屬成形中的應用》由世界第三大學術期刊出版商Wiley出版社在海外出版發行。 

   王仲仁尤其重視創新的作用。所謂創新,他認為有兩類,一種是革新,另一種是發明,前一種是小的進步,後一種是帶有突破性的。他説,很多人都在搞革新,生產上的改進、論文中的新結果都屬於這一類。表面上看創新是出於“靈機一動”,實際上背後有很多深層次的思考,在腦子裏作了多少次模擬,可能是在成千上萬次的模擬中只剩下一兩個可行又實用的方案付諸實施,在此基礎上再改進。  

    王仲仁總是強調,創新必須以實用為目的,即必須務實。即使理論上的創新也無非是使其應用更方便、更快或説明的問題更多。當然,務實的另一層意思是指要重視業績,不過分看重職務、職稱及頭銜的高低及其獲得的先後,前者自身能盡其力,後者需要一些機遇,不可強求,他常用這個觀點勸導並鼓勵年輕人,要坦然面對這些,並堅持不鬆勁,把工作做得更好。

   (原載於《哈工大報》2017年12月20日03版)


編輯:梁英爽