欢迎访问西北工业大学无人系统技术研究院网站!

飞行器的“健身教练”——记无人系统技术研究院青年教师谷小军

发布时间:2020-07-03文章来源: 浏览次数:

飞行器设计师的圈子里有一句至上名言——为减轻每一克重量而奋斗!对于从事结构优化的青年科研工作者来说,这句话更是被奉为金科玉律。也正是因为这句话,无人系统技术研究院的青年教师谷小军副教授笑称“做结构优化的人,就是飞行器的健身教练,我们的目标就是帮它们‘减肥、增肌、再减肥、再增肌’。”

宝剑锋从磨砺出

2014年的夏天,当拿到西北工业大学的硕士毕业证书后,来自河北衡水的少年背起行囊,一脚踏进了巴黎这个以浪漫闻名世界的城市。“你见过凌晨四点的洛杉矶吗?”这是NBA传奇球星科比·布莱恩特给出的成功秘诀。对于少年而言,异国的三年,他在往返于实验室与宿舍的路上,见过每一个时刻的巴黎,匆匆而过的是属于游客的喧闹,而他则戴着耳机将热闹隔开,在一段段听力训练中克服着语言的障碍,在一次次试验中追逐着曾经的梦想。巴黎静默地注视着青涩的少年成长为独挡一面的青年,在对形状记忆合金结构优化设计研究中,他将心脏支架结构的高周疲劳性能提高了36%,大大提高了支架在人体内的服役寿命。而他的博士论文“考虑疲劳的形状记忆合金结构优化设计研究”更是受到巴黎综合理工学院的资助,并获得了国家留学基金委优秀自费留学生奖。


图1.谷小军老师

梅花香自苦寒来

2017年的夏天,穿着笔挺西装,从容地答复着各位颇具学术声望的教授们提出的问题,这一天的青年意气风发。当他微笑着关闭答辩PPT的时刻,是归国的时刻,是回报的时刻,亦是建功立业的征程开始的时刻。从那一刻起,他拥有了新的身份,是母校西北工业大学无人系统技术研究院的一名副教授,成为了谷老师!在这个充满活力与革新意识的“年轻”研究院里,在他所热爱的领域里,他继续着如钉子般的刻苦钻研,正如一句话所说“热闹是你们的,而我只想沉浸在研究的静默里”。在“智能无人系统科学与技术”交叉学科的支撑下,他将生物行为和特征引入传统结构设计中,形成了工学与生物学紧密契合的“仿生设计”理念。尤其在无人机翼型设计中引入鸟类翅膀理念,打造一体化智能柔性机翼,对于改善翼尖扰流、提高机动性能等方面具有明显效果。

图2.经过结构优化后的心脏支架高周疲劳性能提高36%


他研究智能变体点阵飞行器,解决传统变体结构以集中式驱动为主,存在变体效率低、变形模式单一、变形不连续等缺点,颠覆现有飞行器梁框结构,为未来先进无人变体飞行器结构设计开拓新方向,奠定理论基础。通过驱动器件和结构的一体化集成,他力求实现可变体飞行器、航行器、机械臂等装备变体-承载的精确实时响应和刚柔相济的力学特征。


图3.材料结构工艺一体化优化设计的无人机


图4.面向增材制造的飞机舱门摇臂拓扑优化设计


经过一番披荆斩棘的历练,他已经是一名乘风破浪的掌舵手。短短两年多的时间里,他在先进智能材料与结构力学行为表征、疲劳机理分析与寿命预测、结构优化设计方面开展深入研究,在西工大深厚的军工底蕴中开展面向航空航天发展中的结构优化设计问题以及未来先进无人飞行器的变构型问题开展基础和应用基础研究。先后主持国家自然基金、民机专项子课题以及多项国家重点型号的研制工作。在2018年度,经过激烈的竞争,凭借在科研领域的优秀成绩,谷老师获批陕西省人才计划青年项目,这项殊荣是对于他付出的极大肯定。

且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力,谷老师积淀着、积累着的每一丝经验,取得的每一次进步,必将汇成一片汪洋,以载巨轮徜徉。

甘为孺子育英才

据统计,飞行器结构失效中80%属于疲劳破坏,而且最可怕的在于疲劳破坏前,结构是没有明显变形的,所以在航空航天史上由于疲劳破坏导致的重大事故屡见不鲜。在谷老师开设的本科生课程《飞行器疲劳强度导论》中,他带领着学生逐步了解探寻疲劳破坏的本质机理,并引导者他们去思考解决的途径。而在智能材料崛起的时代,学生们需要了解更多的技术前沿,在《智能材料与结构系统》课程中,他为学生们展示了形状记忆合金魔术般神奇的变形性能。相较于本科生培养中一丝不苟地夯实基础,在研究生培养中,谷老师更为注重学生发现问题、查阅文献、总结归纳、实验设计、组织实施与科研表达的综合能力,凭借着这份“综合拔高式”培养理念,他成为无人系统技术研究院“炙手可热”的明星教师,作为“智能无人系统科学与技术”交叉学科首批研究生导师,谷老师感慨道“是西工大培养了我,现在轮到我为西工大培养人才了!”他是学生的引路人,每个学生都是他“独一无二”的挚友。为更好地了解学生,融入学生,谷老师自告奋勇承担了无人系统技术研究院首位研究生辅导员,在疫情期间,为学生们落实入学的各项手续,尽最大的努力满足每位学生的需求。在这亦师亦友的扶持中,相信谷老师会为未来打造一支无人系统“王牌军”!

当风轻借力,一举入高空

在与学生交流的殷切关怀中,在和同事共处的深入研讨里,有他温风和煦的谦逊;在智能制造和结构优化设计的研究中,在与团队成员的并肩协作中,又有他奋发激昂的热情,他还是曾经那个奔跑在筑梦道路上的少年,他的追求和理想没有一丝丝改变。在他的规划里,未来将在“智能无人系统科学与技术”的学科平台上,联合各方优势资源,组建一支智能材料与结构研究团队,面向未来变体飞行器结构设计需求,开展智能材料力学行为表征,智能变体结构优化设计等方面研究工作。同时积极响应国家对于科研育人的号召,为交叉学科培养一批优秀的创新型人才,为我国下一代飞行器研制培养骨干力量!

现在的谷小军老师仿佛是一只蓄势待发的雄鹰,期待历练后带来一飞冲天的精彩,谷老师一步一步地打造的阶梯,相信通向的一定是矗立云端的高峰!


(文:李亚席    图:谷小军    审核:妙颖  

关闭 打印 责任编辑:王典