赵俊生

男, 中北大学

学习/工作经历

1991.09-1995.07 华北工学院 机械设计与制造专业大学学习,获工学学士学位
1997.09-1999.07 华北工学院 机械电子工程系分团委副书记
1999.09-2001.03 中北大学 动力机械及工程专业研究生学习,获工学硕士学位
2004.09-2007.09 北京理工大学 动力机械及工程专业研究生学习,获工学博士学位
2007.09-2014.11 中北大学副教授,从事教学科研工作
2015.12-今 中北大学教授,机械工程学院机电与控制工程系主任

研究领域和兴趣

柴油机振动控制、摩擦磨损与润滑、塑性成形与多尺度数值仿真

主要业绩

自“九五”以来一直致力于柴油机振动与噪声控制、动力机械摩擦磨损与润滑、滑动轴承塑性强化成形及多尺度数值仿真等方面的研究。先后主持完成总装专题项目、科工局DEDP项目子题、省部级、国防预研、军品配套等纵向项目,及院所、企业、高校的横向合作,在科学研究方面有较多的经验积累。参研“九五”预研“发动机-悬置-载体系统减振技术”,获中国兵器工业集团公司科学技术“二等奖”。目前主持陆军装备部十三五预研、内燃机可靠性国家重点实验室开放基金、山西省重点研发计划(国际科技合作)、山西省自然科学基金等多项纵向项目。近3年来在国内外重要学术期刊上发表论文近20篇,其中SCI、EI收录18篇,发表教学研究论文2篇;出版专著2部,国家授权发明专利1项并实现成果转化,用于科研产品的研发试验中。
1. 柴油机振动控制
针对高功率密度柴油机内部激励载荷特性引起的振动响应,在对激励载荷分析的基础上,通过优化设计确定弹性支撑机构所需的刚度、阻尼、安装位置等物理、几何参数。研发的金属丝网减振器、连杆衬套等系列产品,通过武器装备承制单位资格认证、GJB9001A-2000质量管理体系认证、武器装备科研生产许可证,为某型号8×8、6×6战车车辆动力舱和国产150系列高速大功率柴油机配套供货。并应用多个军用动力型号中。针对1015系列柴油机开展了整机辐射噪声预测及结构辐射噪声优化控制,取得了良好的效果。
2. 高强度锡青铜衬套研制
“九五”以来将内燃机动压滑动轴承设计技术、润滑性能分析技术应用于大功率柴油机连杆轴承的分析、设计及试验研究,应用成形过程的有限元数值模拟技术,结合塑性强化工艺,自主研制了与多种高、中、低速柴油机配套的锡青铜连杆衬套,通过了GJB9001A-2001 军工产品质量体系认证,获得了国防科工委“武器装备科研生产许可证”,研发能力在国内处于领先地位。研发产品已成功为国产150系列军用高速大功率柴油机配套,装备于北方通用动力集团70所、616厂、617厂、6456厂等单位。配套军品科研生产十余年来,累计产值5000多万元,得到了用户的良好评价,多次荣获“优秀合格供方”。
3. 曲轴-轴承振动、润滑特性分析
基于曲轴动力学、弹性流体动力润滑及平衡率计算理论,运用模态综合法对曲轴和轴承座进行缩减,同时综合考虑表面粗糙度、弹性变形和机油填充率的影响,基于平均Reynolds方程和有限元法,建立12V150柴油机曲轴-轴承系统动力学与弹性流体动力润滑耦合作用下的计算模型。综合考虑系统动力学、动力润滑的运动件振动耦合效应与摩擦磨损控制的分析设计,完成了2000kW柴油机曲轴振动、动压润滑及摩擦磨损控制方案。部分参数在七〇所承研的“两栖高航速车辆2000kW柴油机技术”中得到应用。
4. 塑性成形多尺度数值仿真
针对陆军装备部装十三五预研项目中强化柴油机转速、爆压的提升对连杆衬套的强韧性提出更高的要求,应用分子动力学、有限元数值仿真等手段,研究了其成形过程中材料流动的规律、旋压力的变化规律、等效应力-应变的变化规律、小角度晶界引入对基体位错动力学影响,揭示了微观上位错-晶界角度相互作用会直接影响宏观应力-应变关系。研究结果在国际期刊上发表论文7篇,关于晶界角度变化机制研究文章被作为封面文章下载700余次。在此基础上研究了基于强力旋压工艺参数的弹塑性增量Ramberg-Osgood 本构方程及基于BP 神经网络和遗传算法的工艺参数优化,为高强度锡青铜衬套塑性强化提供了理论依据。
5. 测试设备研制及测控软件开发
1)摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验台研制
基于柴油机动压滑动轴承设计、润滑性能分析验证需求,授权国家发明专利“摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验台”实现成果转化,提供了一种摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验台,弥补柴油机摆动摩擦副模拟性试验的国内空白。所研制试验台应用于新产品的研制过程中的活塞销衬套摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验,为各种高、中、低速内燃机连杆衬套的摩擦学设计提供了试验保障。
2)高速大功率柴油机平衡优化及多体动力学分析系统
根据70所柴油机平衡技术、悬置减振技术及连杆衬套设计技术要求,基于ADAMS开发了“柴油机平衡分析及平衡优化设计”软件。所开发的软件可实现对任意缸数的直列、V型等常用结构形式的柴油机惯性力系的平衡分析与计算,得到所分析机型不平衡的惯性成分。应用该通用发动机多体动力学模型,可实现平衡轴有效、无效仿真分析,并进行平衡机构优化设计结果的功能验证。
3)转子动平衡、轴心轨迹及轴承油膜厚度动态测量
考虑轴颈的倾斜提出了一种新的双截面多点测量方法,采用温度补偿及移频变尺度随机共振方法,实现转子轴心轨迹及油膜厚度的精确动态测量及监控方法。开发了转子动平衡、轴心轨迹及油膜厚度动态测试系统,可精确测量转子轴心轨迹,间接获取油膜厚度在一个工作循环内变化的规律、转子在不同承载位置油膜厚度分布,以及载荷、润滑条件、轴承结构尺寸等参数对轴承油膜厚度的影响规律。并应用于潍柴动力柴油机主轴承润滑特性研究及产品开发,用于对仿真结果的验证及转子运行的故障诊断。

代表成果

[1] Junsheng Zhao, Limin Zhang, Fengming Du, Xia Yuan, Pengfei Wang. The Microstructural Evolution of Cu-Sn-P Alloy during Hot Deformation Process[J]. Materials, 2022, 15(13), 4501; https://doi.org/10.3390/ma15134501. SCI;
[2] Zhao, Junsheng; Gu, Yuantong; Feng, Zhigang. Optimization of processing parameters of power spinning for bushing based on neural network and genetic algorithms[J], Journal of Beijing Institute of Technology, 2019, 28(3): 606-616 . DOI:10.15918/j.jbit1004-0579.18063. EI;
[3] Junsheng Zhao, Yuantong Gu, Shengxian Yi, Xuelong Lu. Influence of structural parameters of turbocharger floating bearing on its dynamic characteristic coefficients[J], Journal of Beijing Institute of Technology, 2017, 26(2): 183-190. DOI:10.15918/j.jbit1004-0579.201726.0206. EI;
[4] 赵俊生,李正文,李涵,白金霖,章朝栋. 曲轴三维耦合振动特性与非线性参数的影响研究[J].振动与冲击,2020,39(12):198-205. DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.12.027. EI;
[5] 白金霖,赵俊生*,李云强,郝晓华,章朝栋,李正文. 正时齿轮相位系数对振动特性的影响[J].内燃机学报,2020,38(04):375-383. DOI: 10.16236/j.cnki.nrjxb.202004049. EI;
[6] 章朝栋,赵俊生*,朱桂香,李涵,李正文. 曲轴平衡率对主轴承润滑特性的影响[J].内燃机学报,2020,38(02):178-184. DOI:10.16236/j.cnki.nrjxb.202002024. EI;
[7]赵俊生,王建平,原霞,宋吉林,樊文欣;摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验台;2010、201010621193.4;2012、201010621193.4;
[8]赵俊生,强力旋压连杆衬套分析与试验,科学出版社,2014,北京;ISBN 978-7-03-042702-1;
[9]赵俊生,原霞,樊文欣;超细晶铜基筒形件制备及强韧性调控;报告编号405747348-201903D421035/01;支持渠道:山西省重点研发计划;
[10]赵俊生,动力机械高强高韧耐磨滑动轴承研制及工程应用(主旨报告),2023,中国机械工程学会摩擦学分会中部地区2023年摩擦学学术论坛,安徽芜湖。

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