扬州大学机械工程学院 朱永伟

本人2000年6月从南京航空航天大学取得博士学位正式进入扬州大学原工学院（后为机械工程学院）从事教学、科研工作。如果说教学工作是高校教师的立足之本，科研成果积淀则是教师综合水平提高与职务晋升的必要台阶。从进入扬州大学工学院工作的第一天起，我就开始思考工作后的科研方向与努力目标，本人攻读博士学位研究课题是“航空发动机整体构件的数控展成电解加工技术”，要延续博士期间研究方向，需要有精密电解装备与相应各种检测、控制条件，其时，扬州大学合并办学不久，实验场所与相关研究条件均不具备，延续博士课题研究不可行，如何确定后续研究方向以开展有效可持续的科研工作？这个问题深深困扰我达一年之久。

在扬州大学工作伊始，在实践各种教学环节和能胜任本职工作同时，利用扬州大学给予具有博士学位教师4万元的科研启动经费，建立基础研究条件，同时积极参与本专业领域各类学术会议，向专业老师、学长多方请教，参与校内青年教师交流与研讨，最后确定以“微精超声复合/辅助电加工机理与技术”为研究方向，探索此复合/辅助电加工机理，研究制约此方法应用与提升的瓶颈科学问题，以此进行各类基金项目申请，十多年来的结果证明，这个选题方向对本人后续科研工作很有帮助，且研究具有可持续性。

回顾到扬州大学工作20年来，申报十次国家自然科学基金，有五次得到资助，以国家自然科学基金研究成果为基础，还得到省自然基金、中国博士后基金及军工装备预研等项目资助，另外项目与其他单位合作研究，获得省部级科技二等奖多项。

回顾十次国基申请历程，每次申报期间苦思幂想、不思饮食、失眠焦虑的心理感受历历犹新，在基金申请书撰写期间，多少夜晚是在标书撰写与思考中渡过，不知不觉天色已大亮，儿子已离家去上学；总感觉申请书越修改，出现问题愈多，我的国基申请书几乎每一次都是修改打磨到最后一刻才提交，提交后会有身心俱疲的感觉，但到秋天放榜，每有收获的时候也是一年中最愉快的。

国基申请书的创新性、可行性、研究方案与研究基础等内容，需要得到3～5位通讯评审专家的认同，得到较高的综合评分才有可能进入会议评审，只有超过半数的会评专家投赞成票，才能最终得到资助。基金选题的选择、关键研究问题提练与研究方案的深入挖掘与完善，还有评审中的各种机遇，对基金申报结果都是很重要的，但只有不懈的努力与争取，机会才能出现。本人前四次国基申报，虽然都对申请书进行过非常细致的研讨修改，但最后都因创新性不足、或研究方案不合理及研究基础较薄弱等原因被淘汰，那几年的秋天，每到结果公布时，面对辛苦努力付之流水，痛苦失落的心情久久难以平静，但始终坚信只要不断努力终会有回报，失败同时，得到安慰的是，以国基申请书内容申报省教育厅项目、中国博士后基金、省自然基金等项目均一次成功得到资助，正是通过这些项目资助，研究完善了“超声复合/辅助电加工”方向的基础试验平台，撰写了多篇核心论文，与外单位开展项目合作应用研究，研究成果获得了多项省部级科学技术二等奖，这使本人的研究基础和成果积累也得到了确实的加强与提升。

研究不断深入才易于发现深层次的科学问题，在对多次申报失败的原因做深度总结后，提练出有新的研究思路，同时完善国基申请书与研究内容，终于在第五次国基申请中获得成功，“电解复合同步超声频振动实现微精加工关键问题研究”【1】(No:50675192，研究期限：2007.01-2009.12)，项目研究对超声频电信号的电平、相位等参数进行实时处理，设计研制超声频斩波器，对电解加工脉冲电源电压进行超声频斩波控制，可实现同频、同步超声复合微细电解加工，该加工方法具有同步超声、可控小间隙及脉冲电解加工复合技术优势，可有效提高难加工导电材料的加工效率、稳定与提高加工精度。

在项目【1】研究过程中，发现在超声频振动激励下，通过对机、电、液等加工参数的优化匹配，可在静态电解液中，通过超声激励可产生微火花放电-电解的现象，在项目【1】结题前一年（2009年），第六次提出新国家基金项目申请，最后由于有一位通讯评审专家提出反对意见：微小间隙（5μm）极板分布电容将导致间隙无法产生火花放电，项目当年虽上会评讨论，但最终落选。针对失败原因，后申请购置CCD高精、高速激光微位移传感器，对加工参数、现象与结果进行系统分析，完善申请书， 2010年第七次国基申请顺利得到批准：“低电压、静液、超声波调制放电-电解微精加工机理与试验”【2】(No:51075355,研究期限：2011.01-2013.12)，在低电压、静液、超声频信号调制条件下，优化协调超声振动参数、加工电参数及电解液电导率，项目可实现低电压、静液方式、超声调制放电-电解微精加工方法，对不同导电特性材料，可进行超声放电-电解复合微精加工。通常精密电火花机床与脉冲电解机床均难以实现超声放电-电解集成化，而本方法加工装置简单实用，可在满足加工要求条件下，大大减小加工设备成本，同时有利于实现不同性能材料的微精加工。

在项目【2】的研究中，发现超声复合/辅助电加工参数多而易变，在加工面积及加工深度较大时，加工过程不易稳定持续、且多参数难以实现在线优化匹配，由此提出第八次基金申请，同年顺利获得基金委批准资助：“基于超声电加工的多效应协同作用机理及参数在线寻优关键问题研究”【3】(No:51375428, 研究期限：2014.01-2017.12)。此项目研究建立各在线参数的实时检测及控制系统，可进行加工状态的实时判别，利用数学控制模型，通过主计算机及单片机接口、数字电位器、超声斩波器等进行超声振幅、电源幅值及加电间隙在线实时调节优化，能有效解决加工过程持续稳定与参数优化的难题。

在项目【1】-项目【3】的研究过程中，根据多维超声及旋转超声的有效作用，设法将“超声复合/辅助电加工”与多维超声效应、工具电极旋转作用有机复合，用以提高加工效率、改进成形方式、提高加工方法的应用范围，2017年第九次提出基金申请并顺利得到批准：“基于三维旋转超声辅助电解-放电展成加工的机理研究及其过程优化控制”【4】(No:51775484, 研究期限：2018.01-2021.12)。项目设计研制旋转超声电主轴，将超声振动与电极旋转作用复合于一体，电极旋转并作轴向超声振动，对提高已加工表面精度与表面质量有重要效果；同时在电极径向附加一维或二维超声频振动，在电极径向形成超声频振动的放电-电解间隙，可实现电解-放电展成方式加工，简化电极设计方法，提高复合加工的柔性，可实现复杂曲面展成复合电加工。项目研究已研制试验样机，可有效进行多维旋转超声电加工试验研究。

在项目【4】研究基础上，2021年第十次提出基金项目申请，现已得到批准 ：“多维超声复合机械-电解-放电协同实现精密高效加工机理及参数优化”【5】(No:52175438,研究期限：2022.01-2025.12)。项目研究目标是将“多维旋转超声复合/辅助电解-放电加工”与传统机械切削加工有效复合，通过机理分析探讨，设计多种加工方式参数优化试验，并进行结果分析，认识此复合加工方式机理及研究参数优化机制，将多种加工方式的技术优势有效复合，进行机理探讨与参数优化，提高该复合加工方法对不同性能材料、复杂曲面零件的加工适应性、提高加工性能指标及经济性。

回想国基的十次申请，前四次因各种原因均未能成功，第五次才得到批准，而后五次申报成功了四次，可见第一次成功的重要性，因有了研究基础，后面成功的可能性会逐渐增加，这也符合“万事开头难”、“工作启动难”的常理，相信只要有努力、自信与坚持，终会有结果回报。

国基项目是对新方法、新技术的机理与可行性的基础性探索研究，重点是内在机理研究与完善其实现机制，研究成果通常只是论文及专利，距离实际应用及成果产业化还有较大距离。今后，本人及研究团队将在基金项目研究同时，努力结合实际应用需求，进行加工技术样机的研制完善，针对具体加工要求，优化加工参数，进行相应加工设备的技术改造，期待能稳定满足各种难加工零部件的加工精度、效率及经济性要求，加速已有研究成果的转化应用。