尹學軍：志在科技報國的海歸赤子

李吉亮

30年前，尹學軍留學德國，1998年取得博士學位后回國創業。17年來，他滿懷對振動控制事業的熱愛，專注于該領域的研究與推廣，尤其擅長大型裝備和復雜工程的振動控制，先后將振動控制技術系統地應用于工業裝備、核電裝備、軌道交通和建筑橋梁等領域，為我國振動控制技術的跨越式發展作出了突出貢獻。

去過北京長安街百盛商店的人，想必都感受過地鐵一號線從地下通過時，樓面產生的振動和墻體發出的噪聲。我國至今已有2900公里地鐵投入運行，由于大多是先有城市后建地鐵，因此很多線路不得不從居民樓下方穿過。于是，地鐵運行帶來的振動噪聲便成了關系千家萬戶的大問題，解決不好將會給沿線居民的生活造成巨大影響。

值得關注的是，近些年我國新建的地鐵在靠近居民樓的地段，都采用了一種“鋼彈簧浮置板”道床隔振技術，地鐵無需拆遷或改線，即使從居民樓正下方穿過，居民也不會覺察到異樣，避免了振動擾民，極大地方便了地鐵的規劃建設。

該技術正是由尹學軍帶領的隔而固（青島）振動控制有限公司（以下稱隔而固）團隊發明研制的，目前全國已有200多公里地鐵和輕軌采用了該技術，每公里可避免拆遷費用3億元以上，總計節省拆遷費用600億元以上，最早采用該技術的地鐵線路至今已安全運行12年。

17年前，尹學軍剛回國時，我國的振動控制產品還停留在橡膠墊、鋼絲繩、小彈簧隔振器的水平。那時，尹學軍向人們建議把重達上千噸的汽車沖壓線或高速旋轉的汽輪發電機組放在彈簧基礎上，或讓地鐵運行在彈簧支承的浮置板道床上，回應他的多是擔心和懷疑。

17年后，經過尹學軍和團隊的不懈努力，振動控制技術在大型裝備和復雜工程中得到了廣泛應用，隔而固也逐漸成為了行業龍頭。尹學軍先后申請專利167項，已獲專利授權112項，其中發明專利授權53項；參編國家和行業標準5部，發表專業論文50篇；作為主要完成人榮獲國家科技進步二等獎2項，省部級科學技術一等獎4項、特等獎1項，2009年入選中組部“千人計劃”，2014年起享受國務院特殊津貼。

胸懷科技報國壯志

奮力拼搏成就行業龍頭

1985年尹學軍被公派至德國柏林工業大學攻讀碩士和博士學位，初到德國就被其現代化水平深深震撼。他默默許下心愿，要將西方的先進技術帶回祖國，使祖國人民也享受上現代化的科技。

博士研究生期間，尹學軍主要從事高鐵輪軌在高頻振動下的滾動接觸力學與磨耗研究，他如饑似渴地聆聽著大師們的教誨，積極參與各種科研學術活動，打下了堅實的力學和振動學基礎，養成了求真務實的科研作風。

畢業后，尹學軍在德國一家公司工作，掌握了當時世界領先的振動控制技術。在了解到我國該領域與西方發達國家巨大的差距后，他看到了振動控制技術在國內的迫切需求和對國家科技發展的重要意義，產生了強大的使命感。1998 年，尹學軍懷揣著創業激情，作為合伙人回國創立了隔而固，專門從事振動控制技術的研究和推廣。2007年他又根據市場發展需要，成立青島科而泰環境控制技術有限公司（以下稱科而泰），從事噪聲控制技術的研發和應用。

隔而固創立之初，我國中高端振動控制市場基本處于空白，無論是業主還是專家都對振動控制技術了解甚少，誰也不愿第一個“吃螃蟹”。尹學軍在推廣技術時常常面對質疑：“數百噸的壓力機放在彈簧支座上會不會晃得厲害，甚至晃倒？”有的業主甚至在安裝隔振裝置之后明明效果很好，但看到機器比以前晃得厲害，又讓把隔振器拆掉恢復原狀。在這種背景下，技術推廣之路緩慢而艱難。

朋友們勸尹學軍放棄，但他堅定地認為，高端振動控制技術對提升國家工業基礎和裝備技術水平具有重大戰略意義，他既然有幸掌握了世界上最先進的振動控制技術，就應該肩負起提升中國振動控制技術水平的責任。他說：“我堅信有價值的技術一定會被接受，我要做的就是盡快縮短我國高端振動控制技術與西方的差距。”

當時公司人員少，尹學軍就一人身兼多職，放棄所有休息時間，帶領團隊跑遍了主要行業的設計院，參加各種學術會議和展會，使振動控制技術的重要性逐漸被業內認識，并逐漸應用于全國各地的工業裝備、電力、地鐵、建筑橋梁等行業。

客戶們把尹學軍和隔而固視為振動控制方面的專家，遇到問題就找他們解決。而尹學軍也總能在較短的時間拿出最佳技術方案，設計出適合的產品，得到業內專家的認可和支持。這一切得益于尹學軍扎實的力學功底、一絲不茍的作風、謙虛好學的精神和高度的責任感。他充分利用這些優勢打好打贏這些難題硬仗，做好行業首例工程，在行業內逐漸贏得信譽和知名度，隔而固也從默默無名的小企業成為了行業龍頭。

攻克振動控制關鍵技術

助推工業裝備現代化

隨著我國工業現代化的發展，各種大型工業裝備產生的振動影響也越來越大，尤其是大型沖擊裝備和回轉裝備。尹學軍主持了擁有自主知識產權的大型工業裝備振動控制技術研究，建立了振動控制系統整體分析、荷載精確量化技術，并在國內外首次進行大型回轉裝備振動控制系統模型試驗研究，創建大型沖擊裝備振動響應預測技術，發明高承載、高性能振動控制裝置，形成了大型工業裝備振動控制成套技術。

這些成果廣泛應用于航空航天、國防軍工、核電站、高端裝備制造等領域，有力地保障了我國大飛機、核電站等重大項目的建設和投產，促進了我國工業裝備的現代化發展，打破了國外技術封鎖，總體達到國際先進水平。尹學軍作為“工業工程振動控制關鍵技術研究與應用”項目第二完成人，獲得2013年度國家科技進步二等獎。

車身沖壓線是汽車制造廠的核心裝備，但其工作產生的振動傳播卻非常令人頭痛，所以壓力機振動控制成為汽車廠一項不可或缺的關鍵技術。一汽車身廠里有一條車身沖壓線，其中最大的一條額定壓力為2000 噸的俄制壓力機，沖壓工作時產生的沖擊振動很大，鄰近的辦公樓里面都能感受到每次沖擊產生的劇烈振動，樓板的振動速度達到了31mm/s，這樣強烈的振動困擾著該廠員工數十年。

2002年，尹學軍了解到這一情況，認為這是一塊硬骨頭，但如果能攻下就會打開工業裝備市場。于是，他大膽提出將沖壓線整體隔振改造的建議。這意味著要將總重上千噸的6 臺壓力機由原來的剛性基礎原地置換到彈簧基礎上。這在國內從未有過，國外也僅有類似報導，但沒有資料借鑒。

尹學軍和同事們進行了詳細的理論分析計算，設計了專用的鋼彈簧阻尼隔振器，并制定詳細的隔振改造工藝，包括鋼梁基礎切割加腿、頂升、放置彈簧隔振器、調平、高壓油管柔性改造、恢復導軌等。德國工程師式的精心準備說服了評審專家，業主決定以10 天大修時間，以交鑰匙方式，委托隔而固實施整線隔振改造工程。尹學軍調集精心培養的精兵強將，進行了周密的生產準備，于5月10 日準時交工。

壓機線重新開動后，原來地動山搖似的振動不見了，壓力機平穩地工作，地面振動速度僅有1.5mm/s，鄰近辦公樓里面也感覺不出沖壓線是否工作。一汽集團在工作簡報上對此進行了專門報導，項目的成功也讓隔而固順利打開了一汽集團和全國的壓力機市場。

尹學軍還主持研制了大型沖擊設備專用隔振器，并解決了彈簧圈共振斷裂難題，可使彈簧在機身沖擊加速度波峰值高達200g的鍛錘等強沖擊設備下長期工作。該技術成功應用于數千臺大型沖擊設備，包括世界上最大的3.55萬噸螺旋壓力機和國內首臺40000噸液壓機。這些大型裝備的順利投產，實現了我國發動機渦輪盤等高端鍛件從進口到出口的轉變。

隨著我國經濟建設的快速發展，我國汽輪發電機組單機容量由30萬千瓦發展到100萬千瓦。百萬千瓦級汽輪機組長達50米以上，自重3000多噸，總重5000多噸。如此巨大的汽機基礎，最大振動容許值只有0.02mm/s～2.8mm/s，這對汽機基礎的設計提出了新的技術挑戰，汽輪機組基礎的振動控制成為關鍵技術。

傳統汽輪發電機組由汽機臺板、立柱、中間平臺和底板組成，屬于空間框架，振動模態豐富，不容易避開共振頻率，立柱和中間平臺的振動往往會影響汽機臺板的振動。汽輪發電機組彈簧隔振基礎是在立柱與臺板底面之間設置大型彈簧阻尼隔振器，使振動得到隔離，立柱及以下可按照靜力基礎考慮，而臺板則與立柱以下動力學解耦，模態得到簡化，容易避開工作轉速附近的共振模態。因此，彈性基礎的振動特性更加優越，分析更加準確。然而，由于大多數業主寧愿照抄以前的成功案例，也不愿第一個“吃螃蟹”，因此這項技術推廣緩慢。

嶺澳核電是我國自主設計的第一臺半速百萬千瓦級汽輪發電機組，半速機組的工作轉速是1500轉/分鐘，采用傳統基礎更容易發生共振。尹學軍抓住這個機遇，精心準備匯報材料，帶領團隊多次與業主和設計院交流，最后通過了多位院士參加的技術評審。業主決定由隔而固公司負責汽機基礎的動力學分析和基礎設計及為隔振裝置供貨，尹學軍調集公司骨干組成項目組，對動力分析和基礎設計中出現的問題逐一解決，圓滿完成了任務。機組運行后，臺板的振動只有1.3mm/s，遠低于國際標準容許值2.8mm/s。

為了提高汽輪發電機組彈簧基礎動力分析和設計的準確性，尹學軍還帶領團隊在世界上首次對汽輪發電機組彈簧基礎進行了動力學縮尺試驗，解決了重力模擬、彈簧三向剛度精確模擬等技術難題，大幅提高試驗精度的同時，也大大提高了動力分析和工程設計的精確性和可靠性，得到了電力系統業主和專家們的認可，彈簧基礎也在核電所有新機型及大部分火電機新機型中迅速推廣開來。目前，我國新建的34臺核電機組中，已有28臺機組采用彈簧隔振基礎，已運行的機組基礎振動水平均處于優區。

尹學軍研發的振動控制技術還成功應用于三峽水電站等多個水電站水輪機組平臺振動控制及太陽宮燃氣電廠等十幾個城市燃氣電廠的機力冷卻大型風機隔振，解決了“城市電廠”墻體固體聲超標的難題；研制的大型高頻動力吸振器，成功解決了秦山核電站中間平臺的振動難題，拓寬了國內外大型高頻TMD的應用極限。

發明減振降噪系列技術

保障軌道交通和諧安寧

在軌道交通領域，針對地鐵振動噪聲擾民的難題，尹學軍主持研發了具有自主知識產權的鋼彈簧浮置板道床隔振和迷宮式約束阻尼輪軌降噪等系列技術，獲得發明專利授權20余項。他先后開發了內置式鋼彈簧浮置板道床減振系統、預制式鋼彈簧浮置板道床減振系統及其附屬裝置，提出了完整的減振系統分析計算和設計方法，研制了液態和固態阻尼抑制隔振裝置、上置式和中置式剪力鉸、變形監測裝置、新型防水密封、耐高壓擊穿式和分體式減振裝置等系列關鍵裝置，減振效果可達18～25分貝。該系統克服了傳統技術的缺陷，可以方便地從上方檢查或更換彈簧減振器，以及對浮置板道床進行調高調平，在維護時不影響地鐵運行，成為業內公認的減振效果最好、最可靠的道床減振系統。

尹學軍主持研發的迷宮式約束阻尼車輪及鋼軌降噪技術，通過結構創新，使阻尼材料的有效作用提高10倍左右，減振降噪性能大幅提高。測試結果表明，迷宮式約束阻尼技術對于500Hz～20000Hz的輪軌噪聲具有良好降噪效果，在曲線段取得了降噪8～12dB（A）的效果，性能指標達到國際領先。

目前，這兩項技術已在上海、北京、廣州等20多個城市軌道交通工程投入使用，所有應用地段均無居民環保投訴，實現了沿線土地增值和集約化利用，減少了改線、拆遷等原因造成的直接經濟損失，在奧運會、世博會、亞運會的交通配套工程中發揮了重要作用。經鑒定，上述兩項技術成果均達到國際領先水平，尹學軍先后獲得國家科技進步二等獎（第二完成人）、上海市科學技術一等獎、山東省科學技術二等獎（第一完成人）各1項。

鋼彈簧浮置板技術的推廣得益于北京西直門交通樞紐工程。2002年9月，地鐵13號線試運營，一列列地鐵列車從車站和指揮中心穿過，毗鄰的5A級寫字樓里面的人們依然泰然自若地辦公、購物，完全不受干擾。人們或許不會留意到這里的特殊，但對尹學軍而言卻意義非凡，因為這是我國首個采用鋼彈簧浮置技術的軌道交通工程。

北京西直門地鐵13號線出站后高架穿過城鐵指揮中心，如果不進行隔振，地鐵經過時產生的振動會給寫字樓和指揮中心造成干擾，項目的規劃報批工作也因此停滯不前。尹學軍了解情況后，經過縝密的分析研究，大膽提出采用鋼彈簧浮置板道床隔振技術和高架穿樓鋼彈簧支座三維隔振技術來解決此問題，其中高架橋穿樓鋼彈簧隔振世界上尚無先例。

這項技術涉及建筑結構、軌道、橋梁、巖土、振動和抗震等多個專業，為了項目順利實施，尹學軍與業主和寫字樓開發商進行溝通，與設計院配合細化技術方案，與鐵科院合作進行軌道動力學和地震響應仿真分析，精心準備各種匯報評審資料，往返北京青島30多次，最終通過了專家組的評審。

項目動工后，由于工期緊，尹學軍帶著團隊加班加點攻堅克難，設計隔振裝置，并住在工地附近不分晝夜監督重要施工節點，嚴把質量和工藝關，使項目取得了圓滿成功，創造了國內外第一個工程業績。西直門交通樞紐的成功為隔而固贏得了國內幾乎所有城市的地鐵高端隔振市場，為保障我國軌道交通和諧建設做出了重要貢獻。

發展應用建筑減隔振技術

為“超級工程”保駕護航

在建筑領域，尹學軍主持研發了具有自主知識產權的大型三維彈性隔振裝置以及參數可調的調諧質量減振裝置（TMD），獲得了2項省部級科學技術一等獎。

大型三維隔振裝置采用了一系列新技術，解決了鋼彈簧的固體傳聲難題，可用于有固體聲隔離要求的聲學場合。目前三維隔振裝置成功應用于國家大劇院錄音房隔振、上海音樂廳平移后隔振，以及總重26000噸的中國首座“全浮建筑”上海交響樂團音樂廳整體浮置項目等國內外知名建筑工程，獲得了業內的高度認可。

2003年3月，上海市文物保護建筑上海音樂廳完成了整體大規模平移。雖然避免了高架公路噪聲干擾，卻又因臨近地鐵遇上振動干擾。如果不采取隔振措施，地鐵運行時的振動和噪聲將會通過固體介質傳播至廳內，嚴重影響演出效果。尹學軍通過實地考察，綜合音樂廳墻體減振性能和工程可實施性等因素，提出了觀眾席整體三維浮置隔振方案，這在世界范圍內是首次嘗試。項目完工后，音樂廳組織了國內聲學專家對項目進行了測試和鑒定，結果表明背景噪聲下降了13分貝，各項指標均優于預期要求。隔而固憑借此項目成功奠定在建筑隔振市場的技術領先地位。

上海交響樂團音樂廳總重26000噸，因臨近上海地鐵10號線，地下建筑部分離地鐵最近不足7米，一般情況下地鐵運行會在音樂廳內產生明顯的噪聲干擾。尹學軍與設計院和聲學專家討論，提出了建筑整體三維隔振方案，得到專家一致認可。項目完工后，2014年9月，上交音樂廳首演取得巨大成功，地鐵運行產生的振動被300只大型彈簧隔振器高效隔離，保證了音樂廳內的最佳聲學效果。上交音樂廳被音樂家們譽為世界最好的音樂廳之一，為我國建筑聲學界贏得了榮譽。而“全浮”技術也被稱贊為科學為藝術服務的典范，并成為眾多嘉賓參觀時必看的工業旅游景點。

尹學軍針對風振、步行激振、設備運行激擾等不同激勵源特性，通過對技術原理和結構的創新，成功研制了系列調諧質量減振裝置（TMD）。TMD采用了新型粘滯式阻尼器，可以實現剛度和阻尼系數等關鍵參數的現場精確調節，減振效率高，目前已在上海世博會文化中心、廣州亞運會博物館、浦東機場登機橋、杭州灣大橋觀光塔（100噸擺式）、崇啟長江大橋等重大工程中應用。

港珠澳大橋是世界上最長的跨海大橋，采用了多項世界先進技術，其中就有TMD抗風振技術。據悉，尹學軍團隊憑借出色的技術實力和巧妙的產品設計在招標中勝出后，對大橋進行了系統的動力學仿真分析，優化出了TMD參數，在產品結構上創新了多項新技術，力求達到最大減振效果。為檢驗產品性能，專家要求進行大型TMD實尺大振幅300萬次疲勞試驗，這在世界上是首次。沒有合適的激振器，尹學軍就帶領團隊自行設計制造激振器，及時完成了試驗任務，得到了業主和專家的好評。

此外，尹學軍利用科而泰平臺，研制了適合我國國情的新型屈曲約束支撐、粘滯阻尼墻、摩擦式阻尼器、摩擦式阻尼橋梁隔震支座，目前已獲得多項發明專利授權，其中屈曲約束支撐等產品已成功推向市場，可提高建筑抗震能力50%～70%。

以身作則辛勤耕耘

科技創新其樂無窮

尹學軍注重科技創新，并以高度的責任感、敏銳的眼光捕捉市場需求和行業難題，自主立項不斷研發新技術、新產品，每誕生一種新技術他就立即申請專利保護，形成了一套高效的隔而固式科技創新體系和流程。同時，他還圍繞核心技術申請多項專利，形成密集交叉和多層次專利保護壁壘，有效地保護了市場。迄今為止，尹學軍團隊已申請167項專利，人均申請專利0.8項，人均產值200萬元，專利技術在銷售收入的貢獻率達到了70%，研發經費占銷售收入比例高于3%。這是隔而固能夠穩居行業龍頭的根本所在。

尹學軍還將西方先進的管理經驗與中國實際相結合，打造了獨特、和諧、高效的企業文化，以德國式的嚴謹對待工程、技術、質量和安全，以中國式的熱情為客戶提供技術服務。公司內部則以人為本，充分放權，通過激勵機制使員工的創造力和自主性得到極致發揮，為員工營造快樂的工作氛圍。這是尹學軍精心打造的“無為而治”的管理方式，為他和隔而固贏得了大量寶貴的科技創新空間。

尹學軍帶領團隊憑借過硬的技術、勤奮和嚴謹攻克了一個個難關，開拓了一個個市場，先后完成了5000多項大中型振動控制工程，應用領域覆蓋工業設備、電力、軌道交通、建筑橋梁等，服務了西電東送、奧運會、世博會、亞運會等國家重大工程，使我國中高端振動控制技術及應用水平由弱到強，躋身世界領先地位。2013年，因表現突出，尹學軍創新團隊被國務院僑辦授予“重點華人華僑創業團隊”稱號。

科技創新無止境

科技報國志高遠

多年的豐富經驗讓尹學軍對解決振動和噪聲難題達到了“發現即有思路”的境界，他的團隊更加強大，技術和硬件也更加完善，研發周期越來越短，成功率越來越高。但創新無止境，尹學軍并不滿足于眼前的成績，而是牢記當初科技報國的宏愿，帶領團隊為振動控制技術得到更廣、更高的水平的應用而繼續拼搏。

輪軌波磨是困擾軌道界百年的世界性難題，幾年前，我國各地鐵也大面積出現了波磨現象，嚴重影響地鐵運行安全。尹學軍迅速在科而泰自主立項開展研究，在迷宮式阻尼結構的基礎上，經過反復試制和試驗，成功研發了寬頻降噪技術，申請了6項專利。據悉，該技術將有效減振頻段擴展為200Hz～20000Hz，覆蓋波磨頻率，已在重慶地鐵上成功抑制波磨，并出口德國。這是我國軌道減振高技術產品首次出口發達國家，是我國自主創新的驕傲。目前，尹學軍團隊正在南京等地試驗其可重復性，為全面推廣做準備。

日本福島核泄漏事故發生之后，引發了全球范圍內的核電恐慌，尹學軍立即提出了核電站整體三維浮置隔震的方案。目前，尹學軍團隊已經將三維隔震系統成功應用于我國各核電站應急柴油發電機組的防震，以及喀什、唐山等電廠汽輪發電機組的隔震，積累了豐富的技術儲備。尹學軍表示，核島采用整體隔震后，地震的影響可降低50%～70%，相當于降低地震烈度一度到一度半，可大幅拓寬我國內陸核電選址。如果這項技術能夠成功應用，將是中國對全人類的貢獻。下一步，尹學軍將聯合業內專家和央企進行科技攻關。

此外，尹學軍團隊還緊密服務于國家重大項目，積極承接重大技術攻關課題。他主持承擔的新型飛機風洞模型支架振動控制取得突破，減振效果優異；國家深海中心試驗輔助船綜合減振項目已完成供貨，為船舶行業高端減振降噪應用提供了首例示范。目前，尹學軍團隊正在研究技術極具挑戰的我國空間站裝備振動控制。尹學軍說：“這些技術花多少錢都買不來，只有自主創新才能做成、做好，花多少心血都值！”。這些項目成功后，尹學軍團隊的振動控制技術將從陸上走向海洋和太空，對此他充滿信心和期待。

留學為了報國，創新志在復興。緊跟時代潮流，心系祖國和人民，以科技創造和諧、造福百姓，在中華民族偉大復興的征途上貢獻自己的力量，是尹學軍的中國夢，17年來他一直以實際行動實踐著，并將繼續為之奮斗！