專家信息：
王新剛，男，中共黨員，1979年2月出生于黑龍江省齊齊哈爾市現(xiàn)任東北大學(xué)秦皇島分校控制工程學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師，東北大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)骨干成員，機(jī)械可靠性與動(dòng)力學(xué)分中心主任，過控教研室主任。先后出訪了美國、韓國、法國和阿聯(lián)酋等國家進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。
教育及工作經(jīng)歷：
1.2010年畢業(yè)于東北大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。
2.2010.11-2013.06 東北大學(xué) 工程熱物理 博士后。
3.2003年7月至2004年7月，在山東龍口市康達(dá)集團(tuán)噴油泵研發(fā)中心任技術(shù)員。
4.2010年3月-至今，在東北大學(xué)秦皇島分校從事專任教師工作。
5.2011年10月至2013年11月，東北大學(xué)工程熱物理專業(yè)博士后。
6.2014年10月-至今，任機(jī)械可靠性與動(dòng)力學(xué)分中心主任。
學(xué)術(shù)兼職及社會(huì)任職：
1.中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。
2.中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)可靠性工程分會(huì)委員。
3.遼寧省振動(dòng)工程學(xué)會(huì)會(huì)員。
主講課程：
1.《畫法幾何與機(jī)械制圖》
2.《機(jī)械設(shè)計(jì)》
3.《CAD/CAM》
4.《礦山機(jī)械》
培養(yǎng)研究生情況：
資料更新中……
研究方向：
1.機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性設(shè)計(jì)及可靠性靈敏度分析。
2.數(shù)控機(jī)床刀具、刀架的動(dòng)態(tài)可靠性及靈敏度設(shè)計(jì)。
3.機(jī)構(gòu)疲勞壽命估計(jì)及動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)。
4.復(fù)雜機(jī)構(gòu)的頻率可靠性分析。
承擔(dān)的科研項(xiàng)目情況：
近年來，主持、參與15余項(xiàng)國家863項(xiàng)目、973項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和國家科技支撐計(jì)劃等課題，累計(jì)個(gè)人科研進(jìn)款額200多萬。
1.主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（項(xiàng)目批號(hào)：51475086）。
2.主持國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（項(xiàng)目批號(hào)：51105068）。
3.主持中國博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)基金（項(xiàng)目批號(hào)：20110042120017）。
4.主持中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目（項(xiàng)目批號(hào)：20110491505）。
5.主持教育部中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（項(xiàng)目批號(hào)：N100323004）。
6.主持遼寧省自然科學(xué)基金優(yōu)秀人才培育基金項(xiàng)目（項(xiàng)目批號(hào)：2014020026）。
7.參加包括863目標(biāo)導(dǎo)向類項(xiàng)目、“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和遼寧省及沈陽市縱橫向課題近9項(xiàng)。
科研成果：
1.從機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的概念入手，在概率動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，把機(jī)械零件強(qiáng)度、載荷、可靠度和失效率隨時(shí)間的變化規(guī)律融入統(tǒng)計(jì)理論，并應(yīng)用順序統(tǒng)計(jì)理論和隨機(jī)過程，建立了機(jī)械部件通用的動(dòng)態(tài)可靠性數(shù)學(xué)模型，以此解釋復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的各種失效現(xiàn)象及機(jī)理，為實(shí)現(xiàn)我國大型復(fù)雜裝備安全可靠運(yùn)行，以及提升機(jī)械裝備可靠性提供了重要的理論依據(jù)。
2.結(jié)合靈敏度技術(shù)，采用攝動(dòng)方法，以動(dòng)態(tài)可靠性數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，建立了機(jī)械零部件動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度設(shè)計(jì)的計(jì)算模型，明確了動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度的物理意義及變化規(guī)律。
3.發(fā)展了具有任意分布參數(shù)的機(jī)械零件動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，解決了隨機(jī)變量在概率信息缺失的情況下如何保證機(jī)械產(chǎn)品的高可靠性及穩(wěn)健性的技術(shù)難題。
4.建立了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，從而使復(fù)雜機(jī)械部件疲勞可靠性分析與設(shè)計(jì)最終具有了可靠的理論依據(jù)，為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用全壽命周期的可靠性工作提供堅(jiān)實(shí)的理論與技術(shù)支撐。
5.采用動(dòng)態(tài)可靠及靈敏度分析技術(shù)并與現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)理論和材料學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，在對(duì)刀具失效機(jī)理研究明確的前提下，通過自創(chuàng)的刀具動(dòng)態(tài)可靠性數(shù)學(xué)模型，結(jié)合刀具的失效機(jī)理和特點(diǎn)，在磨損和破損兩種失效模式下，對(duì)數(shù)控車床刀具進(jìn)行了動(dòng)態(tài)可靠性設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度分析，從根本上解決了數(shù)控車床刀具壽命穩(wěn)定性差和平均壽命不高的現(xiàn)狀，填補(bǔ)了國內(nèi)外在這個(gè)領(lǐng)域的空白。
6.及時(shí)指出京滬高速動(dòng)車需要迫切解決的問題。應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和仿真模型簡(jiǎn)化方法，根據(jù)350km/h動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架各零部件工程圖和裝配圖，他建立了三維實(shí)體模型，在這個(gè)模型中他針對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架受力的不同情況，采取逐一模態(tài)分析的方法對(duì)每種不同工況下不同部位的危險(xiǎn)位置進(jìn)行分析，建立了構(gòu)架動(dòng)態(tài)可靠性和動(dòng)態(tài)剛度的計(jì)算模型，同時(shí)搭建了構(gòu)架強(qiáng)度及可靠性計(jì)算平臺(tái)，為提前預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主要的失效位置，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工制造過程中對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)提供了技術(shù)支撐，最終修改并完善了適合我國高鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強(qiáng)度評(píng)定準(zhǔn)則，為保障京滬高速動(dòng)車的運(yùn)行安全提供了技術(shù)保障。
7.針對(duì)航空事故頻頻發(fā)生的現(xiàn)況，他提出了非線性渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)可靠性分析方法，系統(tǒng)深入地研究了航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線性渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障模式和失效位置的結(jié)構(gòu)變化，提出了非線性渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度分析方法。這不僅幫助設(shè)計(jì)者了解渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的改變對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可靠性的影響，同時(shí)給出了技術(shù)參數(shù)可靠性靈敏度的變化規(guī)律，為渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，該理論補(bǔ)充和發(fā)展了隨機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和可靠性設(shè)計(jì)方法，解決了國內(nèi)外這方面的難題，保障了航行安全。
軟件著作權(quán)：
1.汽車起重機(jī)伸縮臂力學(xué)分析軟件V1.0，第1著作權(quán)人。
2.汽車起重機(jī)伸縮臂有限元分析軟件V2.0，第1著作權(quán)人。
發(fā)明專利:
1.便攜式電動(dòng)折疊自行車 201120464956 王新剛;王寶艷;金雅娟;朱麗莎;于恩浩;姚楠;劉彥龍;韓振猛;楊靚;馬文華;韓洋
2.完全自身力源仿生機(jī)械手 201510071803 王寶艷;王新剛;王建鵬;武文博;高建龍;徐霄;
至今共發(fā)表論文30余篇，其中【SCI】和【EI】收錄15篇(次)。出版專著一部，申請(qǐng)發(fā)明專利和軟件著作權(quán)各2項(xiàng)。
出版著作：
1、《機(jī)械零部件動(dòng)態(tài)可靠性若干問題的研究》王新剛 東北大學(xué)出版社 2014-4-1
發(fā)表論文：
1 硬質(zhì)合金刀具的動(dòng)態(tài)可靠性及失效率研究 王新剛; 呂春梅; 王寶艷; 閆明明 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2015-06-15
2 基于分形理論的顯著區(qū)域檢測(cè) 王寶艷; 王新剛 產(chǎn)業(yè)與科技論壇 2014-10-15
3 切削刀具的可靠性及失效率研究 王新剛; 呂春梅; 王寶艷 2014年全國機(jī)械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨可靠性工程分會(huì)第五屆委員會(huì)成立大會(huì)論文集 2014-08-01
4 車輛前軸的可靠性設(shè)計(jì)新方法 金雅娟; 王新剛 科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014-04-08
5 可轉(zhuǎn)位刀具的動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度研究 王新剛; 呂春梅; 逄旭; 王雪玲 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2014-03-15
6 硬質(zhì)合金刀具的動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度研究 王新剛; 李鶴; 呂春梅; 王雪玲; 逄旭 兵工學(xué)報(bào) 2014-01-15
7 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的頻率可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究 呂春梅; 張義民; 李鶴; 王新剛; 薛旦 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào) 2013-10-15
8 隨機(jī)連續(xù)桿縱向振動(dòng)系統(tǒng)頻率可靠性穩(wěn)健分析 呂春梅; 張義民; 李鶴; 王新剛 振動(dòng).測(cè)試與診斷 2013-10-15
9 OpenCV在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中的應(yīng)用 王寶艷; 王新剛 產(chǎn)業(yè)與科技論壇 2013-04-30
10 基于實(shí)測(cè)信息的零部件漸變可靠性靈敏度設(shè)計(jì) 王新剛; 王寶艷; 張奎曉; 朱麗莎 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2012-05-15
11 關(guān)于概率統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考 王寶艷; 王新剛 產(chǎn)業(yè)與科技論壇 2011-10-30
12 任意分布參數(shù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)頻率可靠性靈敏度研究 呂春梅; 張義民; 王新剛; 周娜 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2011-07-15
13 林業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度設(shè)計(jì) 張洋; 王新剛 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備 2011-06-10
14 數(shù)學(xué)建模思想和方法在數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透 王寶艷; 王新剛 產(chǎn)業(yè)與科技論壇 2011-04-30
15 林業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的時(shí)變可靠性設(shè)計(jì) 張洋; 王新剛 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備 2011-03-10
16 具有強(qiáng)非線性狀態(tài)方程的機(jī)械零部件可靠性靈敏度分析方法 張義民; 朱麗莎; 王新剛 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué) 2010-10-15
17 Advanced method to estimate reliability-based sensitivity of mechanical components with strongly nonlinear performance function 張義民; 朱麗莎; 王新剛 Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2010-10-15
18 機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì) 王莉; 王新剛 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào) 2010-06-15
19 機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度分析 王新剛; 張義民; 王寶艷 機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2010-05-20
20 基于機(jī)加工藝對(duì)機(jī)械部件可靠性影響的研究 王新剛; 張義民; 張飛 2009年全國機(jī)械可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨第四屆可靠性工程分會(huì)成立大會(huì)論文集 2009-07-26
21 基于非概率可靠性靈敏度方法的研究 王新剛; 張義民; 王寶艷 機(jī)械設(shè)計(jì) 2010-03-20
22 機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性分析 王新剛; 張義民; 王寶艷 兵工學(xué)報(bào) 2009-11-15
23 基于鞍點(diǎn)逼近的車輛零部件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) 金雅娟; 張義民; 張艷林; 王新剛 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2009-11-15
24 基于等厚渦輪盤結(jié)構(gòu)的可靠性研究 侯春宇; 韓放; 王新剛; 王莉 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2009-09-08
25 基于機(jī)車車輪的動(dòng)態(tài)疲勞可靠性研究 王新剛; 張義民; 王寶艷 工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào) 2009-08-15
26 載荷粗糙度對(duì)可靠性的影響 王新剛; 張義民; 王寶艷 機(jī)械強(qiáng)度 2009-06-15
27 任意分布參數(shù)的渦輪盤裂紋擴(kuò)展壽命可靠性分析 金雅娟; 張義民; 張艷林; 王新剛 工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào) 2009-06-15
28 渦輪轉(zhuǎn)子隨機(jī)結(jié)構(gòu)的可靠性研究 王新剛; 張義民; 王寶艷 航空動(dòng)力學(xué)報(bào) 2009-06-15
29 載荷作用次數(shù)和強(qiáng)度退化對(duì)SSI模型的影響 王新剛; 張義民; 王寶艷 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2008-12-08
30 凸方法和區(qū)間法在可靠性設(shè)計(jì)中的對(duì)比分析 王新剛; 張義民; 王寶艷; 聞邦椿 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2008-10-15
31 二維定常對(duì)流占優(yōu)擴(kuò)散方程的指數(shù)變換及相應(yīng)的有限體積法 王寶艷; 張鐵; 王新剛; 孫巖剛 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版) 2008-03-15
32 油酸基咪唑啉類緩蝕劑的復(fù)配及其緩蝕性能研究 王新剛; 王晶; 張波; 時(shí)軍 材料保護(hù) 2008-01-15
33 半代聚酰胺-胺型樹狀高分子對(duì)介孔氧化鋁孔徑調(diào)解作用 張波; 王晶; 王新剛 硅酸鹽通報(bào) 2006-12-28
34 抗震設(shè)計(jì)中球罐固有頻率的改進(jìn)計(jì)算方法 王新剛; 謝根栓; 王寶艷 化工機(jī)械 2006-12-20
35 關(guān)于化工設(shè)備塔的假設(shè)條件的有限元分析及證明 王新剛; 謝根栓; 王寶艷 化工裝備技術(shù) 2006-06-10
36 高等教育在推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用探析 王新剛; 劉晶玉 經(jīng)濟(jì)問題 2002-12-28
37 機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的研究 王新剛 東北大學(xué) 2009-11-20
榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：
1、入選2013年度河北省 三三三人才工程。
機(jī)械零部件完美可靠的設(shè)計(jì)師
——記東北大學(xué)秦皇島分校機(jī)械可靠性與動(dòng)力學(xué)研究中心副教授王新剛
縫紉機(jī)、汽車變檔機(jī)制、車用直列式發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)的星形發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)螺旋槳同步射擊器、車等速萬向節(jié)等等這些動(dòng)態(tài)機(jī)械無時(shí)無刻不與我們的生活親密接觸。然而，隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、大型化、高參數(shù)化，產(chǎn)品故障機(jī)率隨之增多。我國機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)水平與國際先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的差距，這已成為制約我國機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展的瓶頸。可靠性作為產(chǎn)品質(zhì)量的主要指標(biāo)不僅引起社會(huì)大眾的關(guān)注，更受到工程界的重視。作為一名動(dòng)力學(xué)研究學(xué)者，王新剛從鐵路機(jī)車車輪、車軸、轉(zhuǎn)向架和車軸承等重要部件這些細(xì)節(jié)入手，開始關(guān)注機(jī)械零部件可靠性，從此一發(fā)不可收拾，踏上了機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用的征程。
融會(huì)貫通的理論
生長(zhǎng)在東北老工業(yè)基地的王新剛始終對(duì)各種機(jī)械部件情有獨(dú)鐘，在讀博時(shí)就確定了自己的研究方向——機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)，在東北大學(xué)寬闊的學(xué)術(shù)平臺(tái)上演繹了人生精彩。從機(jī)車車輪的動(dòng)態(tài)疲勞可靠性研究開始，他把力學(xué)理論靈活地運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)中機(jī)械零部件的可靠性設(shè)計(jì)。他說：“傳統(tǒng)的機(jī)械零部件可靠性型是建立在靜態(tài)力學(xué)模型基礎(chǔ)上的，屬于靜態(tài)可靠性范疇。實(shí)際上機(jī)械零部件因使用期限長(zhǎng)，并受自身材料性能、所處環(huán)境情況、荷載效應(yīng)的變化以及振動(dòng)頻率、輸出響應(yīng)和能量傳遞等其它各種因素的影響，使產(chǎn)品的可靠性表現(xiàn)出了動(dòng)態(tài)的特征。這種產(chǎn)品特性參數(shù)的變化通常是一個(gè)隨時(shí)間漸變的過程，而傳統(tǒng)模型下是恰恰忽略了這個(gè)重要特性。”
可是，動(dòng)態(tài)可靠性遠(yuǎn)比靜態(tài)可靠性復(fù)雜得多。為了彌補(bǔ)這種缺失并確立運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)或強(qiáng)度退化狀況下的可靠性指標(biāo)，他從機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的概念入手，在概率動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，把機(jī)械零件強(qiáng)度、載荷、可靠度和失效率隨時(shí)間的變化規(guī)律融入統(tǒng)計(jì)理論，并應(yīng)用順序統(tǒng)計(jì)理論和隨機(jī)過程，建立了機(jī)械部件通用的動(dòng)態(tài)可靠性數(shù)學(xué)模型，以此解釋復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的各種失效現(xiàn)象及機(jī)理，為實(shí)現(xiàn)我國大型復(fù)雜裝備安全可靠運(yùn)行，以及提升機(jī)械裝備可靠性提供了重要的理論依據(jù)。
隨著研究的深入，他發(fā)現(xiàn)，原有的可靠性靈敏度公式在功能方程線性或非線性不強(qiáng)的情況下是實(shí)用的。但是如果在強(qiáng)非線性情況下，采用差分或攝動(dòng)計(jì)算來代替微分時(shí)，參數(shù)或設(shè)計(jì)變量的變化量取的過大或過小都會(huì)影響可靠性靈敏度分析的精度，甚至?xí)霈F(xiàn)完全錯(cuò)誤的信息。為修正原有公式的偏差，他結(jié)合靈敏度技術(shù)，采用攝動(dòng)方法，以動(dòng)態(tài)可靠性數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，建立了機(jī)械零部件動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度設(shè)計(jì)的計(jì)算模型，明確了動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度的物理意義及變化規(guī)律。
研究就是永無止境的完美追求。在先前建立的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上，他融入了可靠性和穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法，建立了基于靈敏度的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。“研究的目地就是服務(wù)于大眾。”他說，為能快速準(zhǔn)確地找到最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，提高機(jī)械零件的可靠性及穩(wěn)健性，他又加入了隨機(jī)攝動(dòng)方法、Edgeworth級(jí)數(shù)方法及相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)修正公式，通過計(jì)算機(jī)程序建立了集可靠性設(shè)計(jì)、靈敏度分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和穩(wěn)健設(shè)計(jì)為一體的機(jī)械零件動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，他又發(fā)展了具有任意分布參數(shù)的機(jī)械零件動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，解決了隨機(jī)變量在概率信息缺失的情況下如何保證機(jī)械產(chǎn)品的高可靠性及穩(wěn)健性的技術(shù)難題。
成功的設(shè)計(jì)者既能敏銳把握時(shí)代脈動(dòng)，又可融會(huì)貫通解決問題。在設(shè)計(jì)中，他發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的部件結(jié)構(gòu)和工況更復(fù)雜，零部件的功能方程很難建立，隱式的功能函數(shù)又讓以前建立的數(shù)學(xué)模型求解困難，而且非線性極強(qiáng)，數(shù)據(jù)量較大，只有集結(jié)多種軟件，加以理論模型才能完成任務(wù)。
新發(fā)現(xiàn)激活了他探索的欲望，以部件的參數(shù)化實(shí)體模型為分析對(duì)象，按照理論推導(dǎo)和有限元方法，他順藤摸瓜找到了部件在載荷-時(shí)間歷程中靜載下和動(dòng)載下的危險(xiǎn)部位，借助于iSIGHT平臺(tái)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)多組數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、處理，確定出部件壽命的動(dòng)態(tài)可靠度曲線，并經(jīng)Monte-Carlo法進(jìn)行了檢驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，以靈敏度作為約束條件，他建立了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，從而使復(fù)雜機(jī)械部件疲勞可靠性分析與設(shè)計(jì)最終具有了可靠的理論依據(jù)，為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用全壽命周期的可靠性工作提供堅(jiān)實(shí)的理論與技術(shù)支撐。
另辟溪徑的創(chuàng)新
隨著技術(shù)產(chǎn)業(yè)興起和社會(huì)生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，國際市場(chǎng)竟?fàn)幍慕裹c(diǎn)由價(jià)格竟?fàn)庌D(zhuǎn)向質(zhì)量設(shè)計(jì)竟?fàn)帯Ｗ鳛闄C(jī)械零部件的設(shè)計(jì)者，王新剛深知，機(jī)械零部件這種大眾化“消費(fèi)品”的受歡迎程度不僅取決于生產(chǎn)質(zhì)量，更受限于安全可靠的設(shè)計(jì)。他認(rèn)為，“對(duì)任何機(jī)械結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)與分析時(shí)，必須有相應(yīng)的可靠性數(shù)學(xué)模型才能得以實(shí)現(xiàn)”。在當(dāng)今機(jī)械制造及切削加工自動(dòng)化系統(tǒng)不斷提高的同時(shí)，對(duì)機(jī)床極其關(guān)鍵功能部件的可靠性要求也越來越高。例如刀具可靠性差會(huì)產(chǎn)生廢品，損壞機(jī)床和設(shè)備，使企業(yè)蒙受經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。
由于刀具的材料屬性、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)頻率、輸出響應(yīng)、能量傳遞等具有隨機(jī)不確定性和典型的動(dòng)態(tài)特性，難以在實(shí)際中找到有效辦法對(duì)刀具的可靠性及壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，所以他決定采用動(dòng)態(tài)可靠及靈敏度分析技術(shù)并與現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)理論和材料學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，在對(duì)刀具失效機(jī)理研究明確的前提下，通過自創(chuàng)的刀具動(dòng)態(tài)可靠性數(shù)學(xué)模型，結(jié)合刀具的失效機(jī)理和特點(diǎn)，在磨損和破損兩種失效模式下，對(duì)數(shù)控車床刀具進(jìn)行了動(dòng)態(tài)可靠性設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度分析，從根本上解決了數(shù)控車床刀具壽命穩(wěn)定性差和平均壽命不高的現(xiàn)狀，填補(bǔ)了國內(nèi)外在這個(gè)領(lǐng)域的空白。由于在刀具的設(shè)計(jì)過程中就考慮了動(dòng)態(tài)工作中的安全性，從而大大降低了刀具服役期間的失效概率，提高了刀具耐用度，保證了被加工零部件的工藝要求，降低了廢品率，可為中型機(jī)械加工企業(yè)每年挽回經(jīng)濟(jì)損失100余萬元。
“動(dòng)車組的關(guān)鍵部件是轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架的核心件是構(gòu)架，它支承車體并使之在軌道上運(yùn)行，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的靜態(tài)強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的準(zhǔn)確評(píng)定和可靠性設(shè)計(jì)不可忽視”，憑著多年的研究經(jīng)驗(yàn)，他及時(shí)指出京滬高速動(dòng)車需要迫切解決的問題。應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和仿真模型簡(jiǎn)化方法，根據(jù)350km/h動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架各零部件工程圖和裝配圖，他建立了三維實(shí)體模型，在這個(gè)模型中他針對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架受力的不同情況，采取逐一模態(tài)分析的方法對(duì)每種不同工況下不同部位的危險(xiǎn)位置進(jìn)行分析，建立了構(gòu)架動(dòng)態(tài)可靠性和動(dòng)態(tài)剛度的計(jì)算模型，同時(shí)搭建了構(gòu)架強(qiáng)度及可靠性計(jì)算平臺(tái)，為提前預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主要的失效位置，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工制造過程中對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)提供了技術(shù)支撐，最終修改并完善了適合我國高鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強(qiáng)度評(píng)定準(zhǔn)則，為保障京滬高速動(dòng)車的運(yùn)行安全提供了技術(shù)保障。同時(shí)為我國未來高速客車轉(zhuǎn)向架的發(fā)展模式、機(jī)械制造技術(shù)等工程開發(fā)提供了實(shí)用參考價(jià)值。
而針對(duì)航空事故頻頻發(fā)生的現(xiàn)況，他提出了非線性渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)可靠性分析方法，系統(tǒng)深入地研究了航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線性渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障模式和失效位置的結(jié)構(gòu)變化，提出了非線性渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度分析方法。這不僅幫助設(shè)計(jì)者了解渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的改變對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可靠性的影響，同時(shí)給出了技術(shù)參數(shù)可靠性靈敏度的變化規(guī)律，為渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，該理論補(bǔ)充和發(fā)展了隨機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和可靠性設(shè)計(jì)方法，解決了國內(nèi)外這方面的難題，保障了航行安全。
不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海。王新剛的成功，也正是他基于對(duì)每個(gè)機(jī)械零部件完美可靠的設(shè)計(jì)追求上創(chuàng)造的。
來源：科學(xué)中國人 2015年第7期
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