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【安徽省杰出专业技术人才】吕勇:治学严谨 专业专精

发布者:宣传部发布时间:2021-09-09浏览次数:169


吕勇:治学严谨 专业专精

 

    吕勇,教授,长期致力于冶金机械动力学与故障诊断研究,主持国家自然科学基金项目、安徽省杰出青年基金、安徽省自然科学基金项目、合肥青年晨光计划等纵向课题14项,主持承担宝钢、武钢、湘钢、冶钢等企业横向课题33项。

    在Mechanical Systems & Signal Processing、机械工程学报、振动工程学报等权威学术期刊发表学术论文130余篇,被SCI、EI收录58篇,包括ESI高被引论文2篇,授权发明专利7项。吕勇教授作为负责人或主要完成人获省部级科技进步奖6项,其中一等奖2项,二等奖3项,三等奖1项;获省高等学校教学成果奖一等奖1项。作为第一完成人的科研成果“热连轧机组状态监测与故障诊断技术及应用”获2013年安徽省科技进步一等奖。获评安徽省有突出贡献中青年专家(2017年)、中国钢铁工业优秀科技工作者(2017年)、宝钢优秀教师奖(2016年)、安徽省新世纪高层次人才(2012年)等荣誉称号。兼任中国金属学会冶金设备分会委员、冶金设备分会设备故障诊断学术委员会副主任委员,安徽省金属学会冶金设备学术委员会秘书长、委员,中国冶金教育学会学位与研究生教育研究会副理事长等学术职务。

    针对冶金设备主传动系统中典型的剧烈振动问题,通过对转炉、轧机、卷取机、板带连轧机等冶金设备的主传动系统建立考虑时变固有特性的设备-工艺相耦合动力学模型,发现了冶金设备运行中结构参数与工艺过程相耦合引起的自激振动是导致设备主传动系统剧烈振动的主要原因。针对不同的冶金设备,构建了基于电机、减速器、浮动轴、轧辊等冶金设备的多自由度扭转振动动力学模型。提出了多工艺参数优化模型,有效消除了主传动系统的剧烈振动现象,改善了设备受力状况,提高了高端品种钢材的质量和生产效率。针对改进设计的冶金设备的动力学评估问题,系统地研究了冶炼、连铸、轧制过程中冶金设备的动力学行为特性,探究了不同工艺参数对设备及产品质量的影响规律。

    吕勇教授及其团队采用系统级耦合分析方法,通过对不同冶金设备的运行特点和载荷工况研究,建立了复杂设备系统分解与合成的关键技术,制定了相应的数字化仿真策略,完成了冶金设备多物理场耦合仿真和多维度设计的动力学分析。研究成果在武钢、冶钢、湘钢等冶金企业取得了成功应用,为冶金企业生产提供了理论支撑和技术指导,保证了重大冶金设备的安全高效运行。

    针对冶金设备监测与诊断系统中多源采集以及故障信号强烈非线性非平稳的特征,提出自适应投影本征变换多元经验模式分解、四元数奇异谱分析等多元信号处理算法,同步处理多元数据进行信息融合和挖掘。针对冶金设备变工况运行状态的时变特征提取,提出高阶动模式分解等算法,通过增加时间维度捕捉非线性时间序列场变量间的时变关系,进行冶金设备关键部件的寿命预测。针对冶金设备故障诊断需要在无系统模型情况下识别系统本征的特点,提出高维经验模式分解、高维动模式分解等高维信号处理算法,通过研究高维吸引子的分布规律和运动特征,提取低维信号中蕴含的状态特征信息,并系统提出了采用相空间重构来表征早期故障信息的定性和定量分析方法,进行冶金机械早期故障诊断。

    吕勇教授及其团队系统地将上述提出的信号处理方法应用到冶金机械信号处理,在定性定量分析、降噪处理、特征提取与故障分类等方面进行了深入研究,形成了系统鲜明的依托冶金机械的故障诊断研究特色。研究成果被清华太阳城官网、西安交通太阳城官网、浙江太阳城官网、伦敦国王学院、比利时列日太阳城官网、加拿大阿尔伯塔太阳城官网等国内外学术机构的众多学者引用。发表论文谷歌学术近5年被引频次近500次。研究成果被成功应用于武钢、湘钢等冶金企业的在线监测与故障诊断系统,实现冶金连续生产线关键部件的故障诊断和性能退化状态监测。

    针对冶金设备监测实时数据量大、传输困难等问题,采用模块化的设计思路,开发了基于插件技术的组态式的分布式设备状态在线监测系统。针对冶金生产设备分布区域广、监测点多、布线难度大等难点,将基于无线传感器网络的物联网技术,应用于冶金设备的监测与诊断系统中。针对冶金生产现场大型设备造成的无线通讯信号反射以及强电磁干扰造成通讯环境恶劣等问题,开发了适用于冶金生产强电磁干扰环境的高可靠无线传感器网络技术,在传输可靠性、系统可扩展性、低功耗长寿命方面进行了系统研究。吕勇教授及其团队开发了如烧结抽风机传动系统、转炉倾动机构、高线精轧机组以及热连轧生产线等在线监测与诊断系统,达到降低生产线故障率,提高带钢产品成材率,节能降耗,增加高附加值产品产量的目标。作为第一完成人的科研成果“热连轧机组状态监测与故障诊断技术及应用”获安徽省科技进步一等奖。项目研究成果在武钢、湘钢等冶金企业得到成功应用,对开发高端品种钢材,提升企业核心竞争力具有重要意义。

    吕勇教授治学严谨、勇于创新,带领团队不断进取,长期致力于冶金机械动力学及故障诊断研究,研究内容涉及学科前沿和学科交叉,形成了冶金特色研究领域,做出了重要贡献。主持开发的热连轧机组远程状态监测与诊断系统,可显著提高产品产量、质量、成材率及合格率;有利于主轧线机组工艺与设备的稳定操作,减少设备故障率;对带钢甩尾现象进行有效监测和预防,显著降低生产辊耗,减少换辊次数。使某冶金企业热轧厂生产设备故障时间由4小时/月缩减为2.17时/月,关键设备精度达标率由90%提升至99.5%。通过长期对冶金机械动力学与故障机理研究和关键技术的实施,极大地提高了冶金生产装备的服役可靠性,确保了关键冶金生产线的高效稳定生产,有效提升了高端产品的质量和产量,创造直接经济效益近2亿元。(机械学院)

 

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