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自序

我1933年2月11日生于上海,籍贯为江苏常州。1945年毕业于上海中西女中第二附属小学。1951年毕业于上海圣芳济中学,曾任学生会副主席。1955年毕业于清华大学机械工程系,获优秀毕业生金质奖章。1978—1981年作为第一批赴美访问学者赴美国进修,并担任领队;在美国威斯康星大学及麻省理工学院材料科学与工程系从事科学研究。

我1955年毕业后留校在清华大学机械工程系工作,1984年评为教授。2013年至今,任清华大学机械工程学院及材料学院教授。1999年当选为中国工程院院士。2015年至今,兼任国家建设制造强国战略咨询委员会委员。曾任清华大学学术委员会委员、《清华大学学报》编委会主任、机械工程系学术委员会主任,及哈尔滨工业大学、上海交通大学、西安交通大学、西北工业大学等高等院校兼职教授。

我从事铸造及材料加工工程学科教育事业60余年。1981年回国后,用英语讲授了多门新课,为国家培养了大批工程科技人才,已获博士学位的就有50余名,为培养铸造及材料加工学科工程科技人才做出贡献。获1993年北京市高校优秀教学成果一等奖。

在推动我国先进制造技术发展,应用电子计算机技术改造传统铸造行业以及铸铁结晶凝固基础研究与球墨铸铁生产技术应用研究等方面均做出了贡献。获奖成果近20项,其中省部级科技进步一等奖4项、省部级二等奖9项、国外奖励2项。完成国家发明专利2项。在主要学术刊物发表论文400余篇。

2002年,获“光华工程科技奖”;2012年及2015年,先后获中国机械工程学会“中国铸造杰出贡献奖”及“中国铸造终身成就奖”。

一、学术成就

1.深入研究铸铁结晶凝固过程及石墨形态控制机理,为研究开发新型铸铁材料奠定科学基础

1978年赴美国做访问学者,其间我努力学习并掌握扫描俄歇谱仪、电子显微探针等最新的材料分析仪器,因而在采用先进材料分析仪器探索铸铁结晶凝固机理领域,取得了一批创新成果。1981年获美国铸造学会优秀论文奖。

回国后,在国内率先采用先进材料测试及实验手段,研究铸铁结晶凝固过程。1982年获“机械工业部科技进步二等奖”。1984年代表中国赴法国参加国际球墨铸铁标准会议。1988年与沈阳铸造所等单位共同负责修订了国家标准《球墨铸铁件》。1988年获“国家教育委员会科学技术进步奖”二等奖。负责并指导博士生共同完成在特殊条件下的铸铁结晶凝固过程研究,获1995年“国家教育委员会科学技术进步奖(基础类)”一等奖。

2.在国内较早提出用计算机技术改造传统铸造行业,在多尺度建模与仿真领域取得创新成果

1979年我在美国进修时,深深为计算机在科技及工程领域的广泛应用感到震惊,意识到计算机正在改变人类社会。回国后,立即带领博士生和硕士生开辟了铸造凝固过程宏观及微观模拟仿真研究的新领域。经过几十年的努力,我领导的研究团队在国际铸造学术界已占有一席之地,多次主持召开国际学术会议,或应邀在大会做特邀主题报告。

1992年,研究开发完成商品化三维铸造工艺CAD及凝固过程模拟分析系统,1993年被国家科委批准为“国家级科技成果重点推广计划”项目。研究成果在多个企业单位推广应用,达到优化铸造工艺、确保铸件质量、缩短试制周期及降低生产成本的目的,为工厂取得了显著的经济及社会效益。1996年,获“国家教育委员会科学技术进步奖”二等奖。完成“铸件充型凝固过程的数值模拟研究”,获1999年“教育部科学技术进步奖(基础)”一等奖。完成国家科委863/CIMS关键技术攻关项目“并行工程”的子课题“并行工程环境下铸造CAD/CAE”研究,总项目获1999年“教育部科学技术进步奖”二等奖。

1997—2001年,负责及领导研究团队完成国家攀登计划预选项目中有关铸造模拟领域的子课题。研究成果进一步在工程应用方面取得了显著效果。在德阳东方电机股份有限公司、上海沪东造船集团铸造厂、德阳东方汽轮机厂、中国第二重型机械集团有限公司(简称:中国二重)、马鞍山钢铁公司机械公司等国家重要工矿企业中应用,取得了显著的经济效益和社会效益。2002年,“砂型铸造过程数值模拟研究开发与工程应用”项目,获“北京市科学技术进步奖”二等奖。

研究开发完成的《铸造之星》软件,是国内第一个在Windows操作系统下运行的商品化软件,已先后在国内60余家单位应用。例如,与中国二重合作,负责长江三峡水轮机叶片铸造工艺方案的流场及温度场模拟仿真及优化分析。中国二重于2000年试制长江三峡水轮机叶片一次浇铸成功。由国务院三峡办、中国机械工业联合会共同主持召开的鉴定委员会认为“该叶片技术资料齐全,采用了计算机优化等先进技术,符合有关标准要求,达到国际同行业先进水平”。2002年马鞍山钢铁公司在没有生产特大型铸钢件设备和经验的情况下,采用《铸造之星》软件优化工艺,一次试制成功重达218t的大型轧钢机机架铸钢件。

近几年来,领导研究团队参加多项国家重点基础研究项目及国家自然科学重大基金项目,负责其中多项有关“精确成形过程多学科模拟仿真”的子课题等研究。研究团队涌现了一批年青学科带头人,在学科交叉、研究创新方面发挥了重要作用。2012及2014年,研究团队积极参与特大型铸件及钢锭的建模与仿真领域研究,先后获“教育部科学技术进步奖”二等奖2项;2018年,航空发动机高温合金叶片定向凝固多尺度建模与仿真技术及工程应用研究获“北京市科学技术进步奖”一等奖;2019年,铝、镁合金高致密压铸成形及建模仿真技术研究获“教育部科学技术进步奖”二等奖。

二、制造强国战略研究

“如何振兴我国制造业,发展先进制造技术”是我长期思考和关心的问题。1999年,当选中国工程院院士后,在中国工程院的直接领导下,积极参与振兴制造业、发展先进制造技术,为建设制造强国战略研究做出了贡献。

2002年,主持召开以“面向21世纪的材料成形加工技术与科学”为主题的第184次香山科学会议。

2003年,积极参与“国家中长期科技发展战略研究”第3课题“制造业发展科技问题”研究,多次代表课题组向国家科技领导小组汇报研究进展。

2004年陪同课题组组长中国工程院徐匡迪院长向国务院领导汇报研究成果,获得好评。

2005年,积极参与中国工程院大型咨询项目“装备制造业自主创新战略研究”,任副组长。主持编写综合报告,研究成果于2007年正式出版。

2013年,积极参与中国工程院大型咨询项目“制造强国战略研究”,任副组长。

2015年,国务院正式颁布实施《中国制造2025》,并受聘“国家制造强国建设战略咨询委员会”委员至今。先后多次在美国、韩国、德国、日本等国内外学术会议宣讲振兴中国制造业对策及加强研发关键核心技术,以及专门组团赴美国考察美国创新网络及制造业创新研究院,为我国制造业发展和振兴研究提供了有益经验和教训。

三、教书育人

我从事铸造及材料加工工程专业教育事业60余年,十分重视教书育人、以德为先;注意身体力行,严格要求学生既要勇于创新,又要学风严谨;既要重视基础科学理论,又要为国民经济发展做贡献。为国家培养了一大批铸造及材料加工工程学科的工程科技人才。“教授必须讲课”,1981年回国后,率先用英语讲授“多元相平衡图”及“现代材料加工工艺学”,为本科生讲授新课“材料加工工程概论”。已培养博士50余名,其中多数博士已在国内高校及研究院所等单位发挥了重要作用。

1987—1995年任全国高校铸造专业教学指导委员会主任,1996—2000年任全国高校材料加工专业教学指导委员会副主任兼铸造学科教学指导小组组长,为制订我国铸造学科工程科技人才的培养目标及规格、组织编写教材、指导教学改革等方面发挥了重要指导作用。因培养工程类型硕士研究生成绩卓著,获1993年“北京市普通高等学校优秀教学成果奖”一等奖。

近年来,专门为全校博士研究生讲授“先进制造技术发展趋势”,多次参加为校内外研究生举办的“学术人生讲座”,以及在中国工程院为新疆、西藏等地优秀少先队员讲授“学术人生道路”。

四、国际学术交流

国际学术交流是学习国外先进科学技术的重要途径,也是展现我国科技水平的重要窗口。我作为“改革开放”后第一批赴美访问学者,并担任领队,亲身感受到我国改革开放政策的无比正确和远见卓识。出国访问,不仅学习了国际先进科学技术,也促进了国际民间友好往来;至今,我仍和威斯康星大学、麻省理工学院、通用和福特汽车研发中心等院校及机构的专家学者保持友好交往。

多年来我应邀出国访问近100次,先后赴美、英、德、法、韩、日等国近30所大学讲学、做学术报告;在国际学术会议宣读论文30余篇,并多次应邀在大会做主题报告;在国际铸造学术界享有盛誉。1992年在美国讲学时,获美国密歇根州州长颁发的“特殊表彰”奖状。我积极参与并在国际学术组织及国际学术会议任职,为国家争得荣誉。1984—1996年任国际铸造学会“稀土在铸造合金中应用”国际委员会学术秘书及主席,主持编写出版了《稀土在铸铁、铸钢及有色合金中应用综述报告》,获国际铸造学会高度评价。

我曾多次主持召开了国际学术会议。1995年任第61届世界铸造会议组委会副主席兼学术委员会主席,主持大会学术论坛。1996年在北京主持召开第3届环太平洋国际铸造及凝固模拟会议。2006年在北京主持召开第8届国际铸铁科学与工艺会议。2011年,受中国工程院委托,在清华大学主持召开“数字化设计与制造发展”国际高峰论坛。

他山之石,可以攻玉。我还多次组织国内制造企业、科研院所相关科研人员赴日本、韩国、美国考察先进制造技术及铸造与凝固过程建模仿真技术,促进了我国先进制造技术的发展。

五、体会

光阴如箭!我自1951年踏入清华园,已度过一个多甲子。一生从事高等工程教育及科学研究,深感要有所作为、有所贡献、有所成就,一是要有崇高的理想与奉献精神,二是要有创新思维、敢于站在学科前沿,三是要有顽强拼搏与求实的工作作风,四是要有健康的体魄,五是要全面发展、热爱生活。

1.爱国奉献

我幼年是在日本帝国主义占领下的上海度过的,后来又处于国民党的反动腐败统治之下,深切盼望祖国强大、人民幸福。小学学到了文天祥正气歌中的名言“人生自古谁无死,留取丹心照汗青”,中学学到了范仲淹的“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”,那些世代传颂的经典诗篇,对我的一生都产生了难以磨灭的影响。新中国成立后来到清华大学,更增强了我的爱国意识。作为第一批访问学者赴美国进修时,我就下定决心,一定要尽量多地学习美国的先进科学技术,为祖国的建设服务。总之,一定要有远大理想,热爱祖国,热爱人民,努力用自己的智慧、知识和劳动,促进我国科教事业的发展,追赶世界先进水平。只有祖国强大了,才会有我们每个人的光辉前程。

2.创新思维

作为传统的制造业及材料成形加工行业,如何适应一日千里的科学技术发展?只有勇于创新、学科交叉、跟踪前沿,利用世界上最先进的科学理论和信息技术来改造和促进传统制造业的技术进步,才能取得创新成果。1978年赴美国做访问学者,看到了新的材料分析仪器,如扫描俄歇谱仪、电子显微探针等,我抓紧学习和掌握它们的操作技能。因此,在探索铸铁结晶凝固机理领域,取得了一批创新成果。

1978年刚到美国时,我为计算机在工程领域的广泛应用感到震惊,敏锐地意识到计算机正在改变人类社会。在威斯康星大学,我学计算机语言,与美国大学生一起上课、上机、编程,节假日也和美国学生一样,提一包食物、一杯饮料埋头在学校计算机中心里。回国后,立即带领博士生和硕士生开辟铸造及凝固过程宏观及微观模拟仿真研究新领域。经过几十年来研究团队的共同努力,取得了一批理论创新成果,推进了我国铸造业的发展,领导的课题组在国际铸造学术界也占有一席之地。

3.拼搏精神

在清华学习,在清华讲课,在国外做访问学者,回国后从事科学研究,顽强拼搏与实干精神始终是我的做事准则。在美国做访问学者期间,在材料分析实验室和计算机中心顽强奋战。学习计算机语言课程,每晚七八点钟就到学校计算机中心编程,直至凌晨三四点才回去睡觉。一分辛劳、一分收获,今天的这些成就是和早年乃至现在、仍然坚持的勤奋实干精神分不开的。只有靠脚踏实地、努力拼搏,才能够取得成绩,取得成功。

4.健康体魄

我从小热爱体育运动。初中时就代表学校参加了全市篮球比赛,高中时参加了垒球队,并获全市中学生比赛冠军。大学时,南翔校长“为祖国健康工作五十年”的教诲一直鼓舞着我。足球、篮球、排球都有所涉足,更喜欢上了滑冰。毕业后,在清华冰场一直滑到七十岁高龄。20世纪六七十年代时,高校开门办学,有时要步行几十公里,到了目的地放下行李,还能立刻打一场全程篮球。

我既从事基础研究,又从事工程推广应用研究,经常带领研究生马不停蹄地奔赴各地进行考察、调研或试验。有时,晚上回到住地,我又通知和召集研究生讨论他们的论文进展情况。有的研究生早已累倒在床上,故经常感叹“身体还不如导师”。

5.热爱生活

顽强拼搏不等于苦行僧似的枯燥生活。小学时学会的英文歌曲的歌词“Work while we work, and play while we play. That's the way to be happy and gay”,也经常鼓舞着自己,要热爱生活。

改革开放为我们知识分子带来了春天。在祖国及世界各地考察、参加会议的同时,也欣赏了祖国大好河山和世界美丽风光。我热爱摄影,1979年,刚到美国3个月,用节约省下的生活费用买了第1架相机,现在已拥有多台长变焦数码相机。先后在30多个国家、100多个地域奔波,及时运用各种“长枪短炮”,辛勤采集世界名胜古迹、自然奇特风采、民俗传统文化。2010—2014年,正式出版了《万里行踪》《五洲锦绣》《萍踪掠影》三本摄影集。由于风光宜人、山川迥异、人文情趣、异域奇观,加上经过特种处理,图片转为视频,更是异彩缤纷、独具风采,获得了不少中外专家、师生、亲友的称赞。摄影作品还多次在中国工程院、北京市、学校等摄影展展出并获奖。爱好摄影既提高了自己的审美情趣、文化修养,开阔了国际视野,也向学生和年轻教师展示了清华人热爱生活、全面发展的情操和志趣。

六、结束语

回顾80多年来的历程,我是随祖国的发展、强盛而成长的。新中国成立后我考进清华大学,受到祖国人民的培育、母校的教育、名师的指点、同学的爱护、团队的支持以及清华园“自强不息、厚德载物”校训潜移默化的熏陶,深感自己肩负的责任重大。几十年来,勤勤恳恳,丝毫不敢有松懈之心。虽然经历过各种曲折,却始终想以自己的绵薄之力报效我们伟大的祖国。改革开放为知识分子带来了春天,使我们这一代人重新焕发青春。我能为我国制造业和铸造行业的振兴及人才的培养贡献自己的微薄力量,能为祖国的强盛和人民的幸福而奋斗终生,感到由衷的高兴和莫大的喜悦。

“老骥伏枥,志在千里”。展望未来,面对祖国发展一日千里的大好时机,只有努力拼搏,为振兴中华继续奉献自己的一切。

柳百成

2021年7月 +O9092BbWDqSG2Bst6ezwm3KMvGqQ74q4zWkuokCYh/0aEI+lP/U6b0u124adxqI

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