中国机械工程优秀博士论文

1．刘长安、杨志宏等 基于功能特征结构映射的夹具设计模型与方法 计算机集成制造系统CIMS 20062．刘长安、杨志宏、查黎敏 Intelligent pattern recognition of manufacturing features in engineering drawings Material Science Forum 2004.93．刘长安、杨志宏、查黎敏 工艺规划决策模型与实例动态归纳 中国机械工程 20024．刘长安、杨志宏、查黎敏 基于交货期约束的集成工艺/计划系统．中国机械工程 20025．刘长安、查黎敏 加工过程的分级动态规划策略 高技术通讯 20006．鞠海华、刘长安 基于带精英策略的NSGA-II遗传算法的车间作业调度研究 《组合机床与自动化加工技术》20077.吴彦荣,刘长安 基于B-rep边界约束的Delaunay四面体剖分《组合机床与自动化加工技术》20118. 杨晶，刘长安 基于剩余加工能力的动态公差调整的研究 《组合机床与自动化加工技术》20099. 张祥敢,刘长安 基于改进BP神经网络的控制图模式识别系统《组合机床与自动化加工技术》2011获奖项目 获省科技进步三等奖(首位)一次

发表科技论文170余篇，被SCI、EI和ISTP收录80余篇次，申请国家专利30项，获得国家软件著作权7项。先后主持国家自然科学基金、“十一五”863计划、霍英东青年教师基金、国家“十五”重大科技攻关项目子专题、上海市自然科学基金、上海市科教兴市重大产业化攻关项目、美国John Deere公司国际合作项目等20余项。参加了国家标准GB/T19624-2004《在役含缺陷压力容器安全评定》的编制及科研工作。获国家和省部级科研奖励3项。2004年入选上海高校优秀青年教师后备人选培养计划，2005年入选上海市青年科技启明星人才奖励计划，2005年获第十届霍英东教育基金会高等院校青年教师基金资助，2006年获教育部新世纪优秀人才支持计划资助，2008年上海市优秀教师，2009年获上海市曙光学者称号。先后获2001－2006年度中国机械工程学会先进工作者称号，中国机械工程学会优秀论文奖，上海市优秀博士论文奖和全国百篇优秀博士论文提名奖等奖项。 跨学科经历奠定扎实根基从成长经历和履历上看，70后的轩福贞跟许多同龄的优秀新上海人无太大差别：出生于孔孟之乡的他凭着优异学习成绩考进山东工业大学，本科毕业后保送攻读研究生，硕士毕业后留校在化工系任教，两年后如愿进入华东理工大学的化工工程机械专业攻读博士学位。说起专业，轩福贞本科时念的是化工机械，硕士时则从事固体力学专业研究，博士又回到了情有独钟的化工机械。正是这样一种对工程和工业有一定了解，同时又有理科基础的跨专业经历，为他今后在学术上的发展奠定了坚实基础。 博士毕业后，轩福贞在企业发展、政府部门还是留校工作的抉择中选择了后者。采访交流中，轩福贞告诉我，他把科学研究和教书育人作为毕生事业的追求始于博士毕业后的日子，尤其是真正对做科研产生感觉，则源于博士毕业后的艰苦努力。“当时做科研成了生活中的唯一要事，周末假期很少休息，感到浑身有使不完的劲，印象最深的是那些年有几次的春节都是在实验室里度过。打理家务和照顾小孩都是太太一人默默承担，每天晚上12点后回到家里，既有工作中取得阶段成果的愉悦，但更多是对太太和孩子的愧疚”。上海市自然科学基金是轩福贞博士毕业一年后独立负责的第一个科研项目，其后，他又相继获得了上海市科技启明星计划、国家自然科学基金青年基金、教育部霍英东青年教师基金等一系列人才计划和科研课题资助。更值得强调的是，这期间他开始了与上海汽轮机厂的合作研究，围绕超超临界汽轮机——这一被誉为“制造业皇冠上明珠”的重大装备国产化瓶颈技术，开展了寿命分析和设计方法难题攻关，启动了华理工和上海汽轮机厂延续至今的产学研合作历程，也成为其学术研究从石油化工跨入电力装备的触发剂。谈及这段经历，轩福贞感慨地说，这不仅是其科研事业的启动与转型期，而且提升了对科学与技术的品味和鉴赏力。笔者认为，这或许可以作为天道酬勤的又一个案例。磨剑十年敢摘皇冠明珠“汽轮机关键部件的寿命设计这个项目从立项程序上先是企业提出，但最初形成合作意向则源于我们的聊天”。目前国内的先进汽轮机技术，如百万千瓦级超超临界汽轮机组和核电设备等均是由日本三菱、东芝和德国西门子等国外公司引进，这些产品的核心技术如寿命设计与考核不属于转让范畴。这不仅限制了产品的国产化进程，而且也长期困扰了企业技术人员：高参数新型汽轮机关键部件寿命设计的依据是什么？长期使用和服役工况改变会对寿命产生如何影响？在设计中又该如何控制？一次偶然机会，轩福贞等人了解到企业技术人员挂念的这些问题，正是博士期间他跟着导师和课题组承接和参与过的课题涉及的方向，于是说服企业开始了这一难题的合作。 轩福贞当时不可能想到，他和汽轮机厂技术员们一次偶然聊天所确定下来的研究方向——大型汽轮机关键部件的寿命分析技术——实际上是触及到了现代制造业中的共性难题，是被誉为“制造业皇冠上的明珠”超超临界汽轮机国产化的关键技术之一。采访中，轩福贞给我介绍的这方面信息让我长了见识：目前国内正在开发的世界上最大核电汽轮机焊接转子，是汽轮机设备里最难也最值钱的部分，要保证其顺利运转，寿命和工艺可靠性的核校技术居于核心地位。譬如标明其设计寿命30年，寿命分析的核心内容就是弄清楚怎么来控制寿命，它何时会到达临界点？这其中不仅仅涉及到多种新工艺，而且需要考虑新材料等诸多因素。 这些年来，轩福贞教授及其团队的研究方向，经历了从化工设备的安全评价、失效分析到先进能源装备的寿命分析和安全控制。去年，轩福贞教授获得的启明星（跟踪）计划支持项目，就涉及了核电压力容器的安全评价与检测技术。谈及这些，轩福贞教授自信地说，压力容器技术研究是我们专业的本行，与民用设备相比，核电压力容器的安全性要求更高，尤其是需要考虑辐射的影响，通过进一步修正和补充，我们目前提出的全寿命分析技术完全可移植于核电设备。这次日本福岛核电厂的泄漏事故，不幸中的万幸是压力容器经受住了考验，如果这个设备一出事情，就真正的不可收拾了。“先进的寿命设计技术应该体现在，讲60年寿命就应该是60年，这对设备的制造技术要求极高，需要从设计、制造和运行维护等全寿命过程来保证”。（有关设备全寿命设计技术的相关介绍请见本期轩福贞撰写的综述“机械结构的全寿命预测与安全保障”。）学会从工程中提炼科学问题近年来，华东理工大学在解决工程技术问题和基础理论研究方面均取得了令人瞩目的成果，这也可从2010年度上海市49项科学技术一等奖中，华理占据七分之一席位可见一斑。轩福贞教授这些年的工作业绩，也体现了华东理工大学的这一特色。他的研究不仅获得国家自然科学基金和上海市自然科学基金重点项目资助，而且承担了863计划、国家科技支撑计划、启明星计划和一大批企业研究课题。从副教授到破格博士生导师和教授，轩福贞把这些一律归结为“运气好”。如果要总结这几年的发展有哪些诀窍，轩福贞说，这应该受益于在“从工程项目中提炼出科学问题”方面做的比较好。“比如压力容器的安全评价，其本身是一个工程技术问题，我们团队搞了一个针对压力容器的失效评定图，这是一个工具方法，用于解决工程实际问题。进一步，科学上的要素就是对压力容器不同破坏模式和机理认识，利用力学的、材料的等多学科交叉的方法，获取其破坏过程和原理的系统知识，提出根本解决安全问题的方案。”轩福贞坦言，要真正从工程中提炼出科学问题其实是很不容易的，“研究选题需要关注‘顶天立地’，但应用基础研究则是位于‘天’、‘地’之间，我们也是在朝这个方向努力，这是困扰大家的难点之一”。教授的要务还是培养学生 在跟轩福贞教授交流的过程中，我觉得他对科研评价、学生培养等当下的热门话题都有不俗的见解，比如尽管他所在的机械与动力工程学院这10年来科研经费翻了10倍。但他清醒地认识到高校教师的第一要务还是学生培养，科研也要为这一目标服务，“做科研仅仅是高校教师的职责之一，更重要的通过高水平科学研究带出一批好学生。大学做研究需要从对学生的培养出发，让学生能顶天立地，顶天就是指理论上的建树，立地是扎根实际，解决工程问题，形成创新的思维和能力。” 对于当前热议的SCI论文考核标准问题，轩福贞教授认为，论文发表是科研成果体现的重要途径，但不是唯一途径，不同领域和方向研究人员的评价需要区别对待。谈及学生的培养，轩福贞教授说，“我不鼓励研究生有一点创新就发论文，而是要把问题搞清楚了，形成一个系统再写论文更有价值”。培养创新能力仅仅是研究生教育的一方面，品德与文化素养同样重要，另一方面，交流与表达能力也是高层次人才的必备要素。 最近发表论文如下：1. Zheng XT, Xuan FZ*. Shakedown analysis of multilayered beams coupled with ductile damage, Nuclear Engineering and Design, In Press, Available online 6 June 20122. Jia YF, Xuan FZ*. Anisotropic wear behavior of human enamel at the rod level in terms of nanoscratching, Wear, 2012, 290–291: 124–1323. Xiang YX, Deng MX, Xuan FZ*, Liu CJ. Effect of precipitate-dislocation interactions on generation of nonlinear Lamb waves in creep-damaged metallic alloys, Journal Applied Physics, 111,104905(2012)4. Zheng Y-T, Xuan FZ*, Wang ZD. In-situ Raman monitoring of stress evaluation and reaction in Cu2O oxide layer, Materials Letters, 78(1): 11-13, 20125. Zhu ML, Xuan FZ*, Chen J. Influence of microstructure and microdefects on long-term fatigue behavior of a Cr-Mo-V steel, Materials Science and Engineering: A, 546(1): 90-96, 20126. Zhu M-L, Xuan F-Z*, Du Y-N, Tu S-T. Very high cycle fatigue behavior of a low strength welded joint at moderate temperature. International Journal of Fatigue, 2012, 40: 74-837. Liu ZD, Zhang XC, Xuan FZ, Wang ZD, Tu ST. In situ synthesis of TiN/Ti3Al intermetallic matrix composite coatings on Ti6Al4V alloy. Materials and Design, 2012, 37: 268-2738. Wang WZ, Liang JC, Guo XP, Xuan FZ, Hong HX. Mechanical properties and dissolution behavior of plasma sprayed wollastonite coatings deposited at different substrate temperatures, Journal of Thermal Spray Technology, 10.1007/s11666-011-9699-99. Zhao P, Xuan FZ*. Ratchetting behavior of advanced 9-12% chromium ferrite steel under creep-fatigue loadings: fracture modes and dislocation patterns. Mater. Sci. Eng A, 2012, 539(30): 301-30710. Wang GZ, Li BK, Xuan FZ, Tu ST. Numerical investigation on the creep crack-tip constraint induced by loading configuration of specimens. Engineering Fracture Mechanics,2012, 79: 353-36211. Zheng XT, Xuan FZ*, Shakedown of thick cylinders with radial openings under thermo-mechanical loads. ASME, J. Pressure Vessel Technol., 2012, 134(1): 011205112. Zhou G-Y, Tu ST, Xuan FZ, Wang ZD. Viscoelastic model to describe mechanical response of compact heat exchangers with plate-foam structure. International Journal of Mechanical Sciences, 2011, 53(12): 1069-107613. Maharjan S, Zhang X C, Xuan F Z, Wang Z D, Tu S T. Residual stresses within oxide layers due to lateral growth strain and creep strain: analytical modeling. J. Appl. Phys. 110, 063511 (2011) (8 pages)14. Xuan FZ, Shao SS, Chen QQ. Synthesis creep behavior of Sn63Pb37 under the applied stress and electric current, Microelectronics Reliability, 2011, 51(12): 2336-234015. Liu H, Xuan FZ*. A new model of creep rupture data extrapolation based on power processes, Engineering Failure Analysis, 2011, 18(8): 2324-232916. Xiang YX, Deng MX, Xuan FZ*, Liu CJ. Characterization of thermal degradation in ferritic Cr-Ni alloy steel plates using nonlinear Lamb waves, NDT&E International, 2011, 44(8): 768-77417. Shao SS, Xuan FZ*, Wang ZD, Tu ST. Synthesis surface effects on the stress and deformation of film/substrate system. Applied Surface Science, 2011, 257: 9915-992018. Wang WZ, Xuan FZ, Wang ZD, Wang B, Liu CJ. Effect of overheating temperature on the microstructure and creep behavior of HP40Nb alloy. J Mater Design, 2011, 32(7): 4010-401619. Xiang YX, Deng MX, Xuan FZ*, Liu CJ. Cumulative second-harmonic analysis of ultrasonic Lamb waves for ageing behavior study of modified-HP austenite steel. Ultrasonics, 2011, 51: 974-98120. Wang HT, Wang GZ, Xuan FZ, Tu ST. Numerical investigation of ductile crack growth behavior in a dissimilar metal welded joint. Nucl. Eng. Des. 2011, 241: 3234-324321. Jia J H, Hu X Y, An Z L, Xuan F Z, Tu S T. Design and verification of a sensing device for deformation measurement of high temperature pipes. ASME, J. Pressure Vessel Technol., 2011, 133, 04160122. Hu MH, Xuan FZ, Tu ST, et al. Study of an efficient temperature measurement for an industrial bioreactor. Measurement, 2011, 44(5): 875-880.23. Tan JP, Wang GZ, Xuan FZ, Tu ST. Creep crack growth in a Cr-Mo-V type steel: experimental observation and prediction. Acta Metallurgica Sinica, 2011, 24(2): 81-91.24. Zhao P, Xuan FZ*. Study on creep-fatigue damage evaluation for advanced 9%-12% chromium steels under stress controlled cycling. Acta Metallurgica Sinica, 2011, 24(2): 148-154.25. Zheng XT, Xuan FZ*, Zhao P. Ratcheting-creep interaction of advanced 9–12% chromium ferrite steel with anelastic effect. International Journal of Fatigue, 2011, 33: 1286-1291.26. Zheng XT, Xuan FZ*. Autofrettage and shakedown analysis of strainhardening cylinders under thermo-mechanical loadings. .J. Strain Analysis 2011, 46(1):45-5527. Li YJ, Xuan FZ*, Li SX, Tu ST. Quality Evaluation of Diffusion Bonded Joints by Electrical Resistance Measuring and Microscopic Fatigue Testing. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2011, 24(2):187-194.28. Zhao P, Xuan FZ*. Ratchetting behavior of advanced 9–12% chromium ferrite steel under creep-fatigue loadings. Mechanics of Materials, 2011, 43(6): 299-312.29. Cao YP, Hui H, Wang GZ, Xuan FZ*. Inferring the temperature dependence of Beremin cleavage model parameters from the Master Curve. Nuclear Engineering and Design 241 (2011) 39-4530. Zhang XC, Xu BS, Xuan FZ, Wang ZD, Tu ST. Failure mode and fatigue mechanism of laser-remelted plasma-sprayed Ni alloy coatings in rolling contact, Surface and Coatings Technology, 2011, 205(10): 3119-312731. Zhang XC, Liu CJ, Xuan FZ, Wang ZD, Tu ST. Effect of NiCr and NiCrAl coatings on the creep resistance of a Ni alloy. Mater. Sci. Eng A 528 (2011) 2282-228732. Zhang XC, Xuan FZ, Xu JS, Tu ST, Xu BS. Stress-dependent fatigue mechanisms of CrC-NiCr coatings in rolling contact, Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. 2011, 34(6): 438-44733. Zhang XC, Liu CJ, Xuan FZ, Wang ZD, Tu ST, Creep behavior of plasma sprayed NiCr and NiCrAl coating-based systems. Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 2011; 24(3): 183-189.34. Huang YH, Xuan FZ*, Tu ST, Itoh T. Effects of hydrogen and surface dislocation on active dissolution of deformed 304 austenitic stainless steel in acid chloride solution Mater.Sci.Eng A 528 (2011) 1882-188835. Sun PJ, Wang GZ, Xuan FZ*, Tu ST, Wang ZD. Quantitative characterization of creep constraint induced by crack depths in compact tension specimens, Engineering Fracture Mechanics, 2011, 78: 653-665