学科交叉复合型 工程实践结硕果——孔凡忠

2015-09-16

2002年1月，我在清华大学工程力学系取得博士学位。历经四年的辛苦耕耘和耳濡目染，“自强不息，厚德载物”的清华校训常在耳边回响，“行胜于言”的求真务实已深深烙在心头，美丽的荷塘月色和潺潺小溪让我对可爱的清华园充满了眷恋……

经过清华力学系的四年熏陶，我具备了扎实的理论基础和很强的数值仿真能力，很想在工程实践中有所作为。2002年，中国汽车工业正经历着“井喷”式的快速发展，于是，我选择进入清华大学汽车碰撞试验室作博士后，开始了与工程相结合的全新实践。

经过十余年的发展，汽车碰撞试验室已经具备按照美国FMVSS、欧洲ECE和我国安全法规进行整车和座椅、安全带、转向机构等碰撞试验的能力，完成了70余辆整车和几百次台车碰撞试验，积累了丰富的试验经验。但是，汽车碰撞数值仿真研究尚处于起步阶段，这为我这个计算力学出身的博士后提供了展现才华的舞台。

随着我国汽车正面碰撞安全法规CMVDR294的颁布执行，大量国产平头客车面临不能达标而停止生产销售的被动局面，对它们进行改进设计或者升级换代势在必行。困扰我国汽车工业的这道难题落在了汽车碰撞试验室的肩头，我还没有来得及喘息就投入了科研攻关，一切是那么自然，那么顺理成章……

汽车碰撞是一个多种非线性、多种破坏模式耦合在一起的极其复杂的动态响应问题，计算量巨大，不使用超级计算机很难得到满足工程需要的计算结果。同时，中国汽车市场千变万化、竞争激烈，时间就是厂家的生命线。因此，必须设法提高计算效率，我首先想到了并行计算。在合作导师的支持下，立足现有条件，我带领研究生组建了一套使用灵活、低成本、高性能、易扩展的8CPU网络机群并行计算系统，并行效率高达80.6%，从而，为整车改进设计与数值模拟的同步进行奠定了坚实的基础。

对于平头客车碰撞安全性的改进，国外的汽车巨头们一般采取在车身前部增加吸能短鼻、将前桥移到车身A立柱前借助轮胎吸收碰撞能量、安装安全气囊等措施进行改进。“长安之星”就是与日本合作采取这种方案，改进后完全是一种新车型，相当于二次引进，需要重建全套模具夹具等工装设备，耗资巨大，周期长。这种技术改进路线显然不适合我国平头客车生产厂家的具体情况，对现有社会资源也会造成巨大浪费。因此，在确保现有的模具夹具等工装设备能够继续使用、车身外形不变的条件下，我们需要在短时间内提高国产平头客车的安全性能，时间紧任务重难度大。

经过艰苦努力，我作为主要项目承担者或者主要骨干，先后完成了福田风景BJ6486、金杯海狮SY6480、昌河铃木CH6352和福田风景BJ6516等四种国产平头客车正面碰撞安全性的设计与改进工作，探索出一条符合我国轻型客车生产企业现实情况的低成本、高效益的技术改进路线，所有改进措施均已在批量化生产中实施，取得巨大的经济效益和社会效益。

在站期间，承担的主要科研项目4项，总经费累计400多万元，研究水平处于国内领先，碰撞模拟及实际效果达到国际先进水平。部级成果鉴定2项，部级科技进步二等奖1项。发表的论文13篇，SCI已收录2篇，EI收录3篇。此外，我还担任了两年的汽车系博士后联系人和本科生班主任，协助指导多名硕士研究生。

两年的博士后生活结束了，我和同事们一起在北汽福田、沈阳金杯、江西昌铃等奔走调研的匆忙，在试验室忙碌到深夜的焦灼，网络机群并行监控界面的闪烁跳动，除夕前夜向昌铃传真最终方案的尽心尽责，以及与汽车厂家一起协同战斗的场景仍时时浮现在眼前，就像昨天一样历历在目……

工程项目的完成需要科研团队的紧密合作，汽车碰撞试验室经过近二十年的发展，积累了雄厚的技术基础，造就了一直富有战斗力的科研团队，我个人之所以能够发挥一些作用，取得一些成绩，完全是融入集体的结果。

通过两年的博士后工作，我深感收获巨大，完成了从力学到汽车工程的跨越，切实体现了学科交叉的巨大优势，两年难忘的博士后生涯将激励我永远奋勇向前！