• 姓名(中文/汉语拼音)任成祖
  • 职称教授、博导
  • 职务机械工程系主任
  • 专业机械制造及其自动化
  • 所在系、所机械工程系、数字化制造与精密加工技术研究所
  • 通讯地址天津大学机械工程学院,300072
  • 电子信箱renchz@tju.edu.cn
  • 办公室电话+86(0)22 27406951
  • 传真+86(0)22 27406951
主要学历:
1991.09-1995.11 天津大学机械制造工程专业,在职博士研究生,获工学博士
1984.09-1987.03 南京航空学院机械制造工程专业,硕士研究生,获工学硕士
1980.09-1984.07 西北工业大学航空机械制造工程专业,本科生,获工学学士
主要学术经历:
2004.09至今,天津大学机械工程学院机械工程系,博士生导师
2003.06至今,天津大学机械工程学院机械工程系,教授
1995.12-2003.05,天津大学机械工程学院机械工程系,副教授
1990.12-1995.11,天津大学机械工程系,讲师
1987.05-1990.11,天津大学机械工程系,助教
主要研究方向:
1. 硬脆材料精密、超精密加工理论与关键技术
2. 陶瓷滚动轴承设计理论与制造技术
主要讲授课程:
1. 机械制造技术基础(本科生 48学时)
2. 先进制造技术实验(本科生 64学时)
3. 机械制造技术基础课程设计(本科生 72学时)
4. 精密与特种加工(研究生 32学时)
5. 陶瓷滚动轴承的分析方法(研究生 32学时)
主要学术兼职:
中国机械工程学会磨粒技术专业委员会常务委员
天津市机械工程学会常务理事
主要学术成就、奖励及荣誉:
主要从事硬脆难加工材料精密高效加工研究工作,精通机械加工理论、工艺和方法,特别是工程陶瓷材料的加工理论、工艺和方法。作为负责人主持国家863 计划重点项目子课题、国家自然科学基金面上项目和天津市自然科学基金重点项目等20余项;在Int J Mach Tool Manu、Appl Surf Sci、Ceram Int等高水平学术期刊发表论文100余篇,被 SCIE收录30余篇(第一作者或通讯作者20余篇),引用200余次(单篇最高引用50余次);授权国家发明专利5项、PCT 2项。指导硕士研究生50余人(毕业50余人)、博士研究生近20人(毕业10余人)。
对圆柱滚子的精密加工理论与工艺装备具有独到的研究,所发明的“双盘直槽”圆柱滚子加工方法和工艺装备(已授权国家发明专利2项、PCT 2项)可极大提高圆柱滚子的精度等级(由传统工艺的0.5um提高到0.1um),研究成果对我国基础件轴承产业的发展具有重要的促进作用。
对陶瓷球加工理论与技术具有独到的研究,所发明的“偏心圆沟槽”陶瓷球加工新工艺的加工效率远高于传统工艺方法,其加工精度亦优于传统加工方法,研究成果对陶瓷球轴承产业化具有重要的支撑作用。
提出基于氧化膜状态主动控制ELID磨削原理,以回路电流表征ELID磨削过程中砂轮工作面氧化膜状态,利用大小脉冲协调控制电解强度,将砂轮工作面氧化膜状态控制在与工件表面粗糙度目标相适应的水平。研究表明基于氧化膜状态主动控制ELID磨削在平面和内孔磨削质量和加工效率方面明显优于氧化膜状态自适应平衡的普通ELID磨削,目前正在将该技术应用于球轴承套圈沟道ELID超精密成形磨削,以提高球轴承套圈沟道的精度和质量。研究成果对轴承套圈沟道加工质量具有重要的促进作用。
基于子模型技术的静态接触有限元法求解获得Ioannides-Harris理论所需的球-滚道接触应力场,将Ioannides-Harris疲劳寿命计算理论应用于高速混合陶瓷球轴承寿命计算,利用刚柔混合有限元法仿真混合陶瓷球轴承高速运转获取了计算轴承摩擦功率所需的动力学参数,采用非劣排序遗传算法求解高速混合陶瓷球轴承多目标优化问题。
主要科研项目及角色:
2015-2018,基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成型磨削机理,天津市应用基础及前沿技术研究计划(自然科学基金)重点项目(批准号:15JCZDJC39500),20万元,项目负责人;
2013-2016,基于界面细观力学行为的陶瓷基纤维复合材料磨削机理,国家自然科学基金 (批准号:51275346),80万元,项目负责人;
2012-2014,晶须增强陶瓷基复合材料磨削加工微观多向材料去除机理,高校博士点基金自然科学类课题(批准号:20110032110007),12万元,项目负责人;
2011-2014,CFRP/钛合金螺旋铣孔过程切削机理与工艺优化,天津市应用基础及前沿技术研究计划(自然科学基金)重点项目(批准号:11JCZDJC22800),20万元,项目负责人;
2010-2012,固结磨粒面接触磨削超精密加工机理,国家自然科学基金 (批准号:50975198),34万元,项目负责人;
2008-2010,基于微细结构加工数控超精密机床,国家863计划子课题,40万元,负责人;
2006-2008,在线电解修整超精密磨削砂轮表面钝化膜状态的表征与主动控制,国家自然科学基金(批准号:50575161),25万元,项目负责人;
2004-2006,在线电解修整磨削分子动力学仿真与试验研究,天津市自然科学基金(批准号:043603311),6万元,项目负责人;
2003-2004,东超纳米复合结构陶瓷联合实验室,横向合作,300万元,项目负责人;
2001-2003,纳米复合陶磁轴承球中试生产线,横向合作,1500万元,项目负责人;
2000-2002,陶瓷轴承球生坯自动修形机研制,横向合作,20万元,项目负责人。
代表性论著:
[1] Guang Chen, Zhihong Ke, Chengzu Ren*, Jun Li, Constitutive modeling for Ti-6Al-4V alloy machining based on the SHPB tests and simulation, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2016,
[2] M.L. Wu, C.Z.* Ren, H.Z. Xu, On the wettability diversity of C/SiC surface: Comparison of the ground C/SiC surface and ablated C/SiC surface from three aspects, Applied Surface Science, 2016,
[3] Wu M. L., Ren, C. Z.*, Xu, H. Z., Comparative study of micro topography on laser ablated C/SiC surfaces with typical uni-directional fibre ending orientations, Ceramics International, 2016, 42(7): 7929-7942. (SCI, IF: 2.758/Q1)
[4] Chen Guang, Ren Chengzu*, Ke Zhihong, Li Jun, Yang Xinpeng, Modeling of flow behavior for 7050-T7451 aluminum alloy considering microstructural evolution over a wide range of strain rates, Mechanics of Materials, 2016, 95: 146-157. (SCI, IF: 2.636/Q1)
[5] Zhang Lifeng, Ren Chengzu*, Ji Chunhui, Wang Zhiqiang, Chen Guang, Effect of fiber orientations on surface grinding process of unidirectional C/SiC composites, Applied Surface Science, 2016, 366: 424-431. (SCI, IF: 3.15/Q1)
[6] Zhang Lifeng, Ren Chengzu*, Zhou Changling, Xu Hongzhao, Jin, Xinmin, Single fiber push-out characterization of interfacial mechanical properties in unidirectional CVI-C/SiC composites by the nano indentation technique, Applied Surface Science, 2015, 357: 1427-1433. (SCI, IF: 3.15/Q1)
[7] Chen Guang*, Ren Chengzu*, Qin Xuda, Li Jun, Temperature dependent work hardening in Ti-6Al-4V alloy over large temperature and strain rate ranges: Experiments and constitutive modeling, Materials & Design, 2015, 83: 598-610. (SCI, IF: 3.997/Q1)
[8] Wu M. L., Ren Chengzu*, Zhang Kaifei, ELID groove grinding of ball-bearing raceway and the accuracy durability of the grinding wheel, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2015, 79(9-12):1721-1731. (SCI, IF: 1.568/Q2)
[9] Wu M. L., Ren C. Z*., Active control of the anisotropic wettability of the carbon fiber reinforced carbon and silicon carbide dual matrix composites (C/C-SiC), Applied Surface Science, 2015, 327: 424-431. (SCI, IF: 3.15/Q1)
[10] Feng Qiang, Ren Chengzu*, Pei Zhijian, A physics-based predictive model for number of contact grains and grain depth of cut in honing, Machining Science and Technology, 2015, 19(1): 50-70. (SCI, IF: 1.172/Q2)
[11] Wu M. L., Zhang Kaifei, Ren Chengzu*, Study on the non-uniform contact during ELID groove grinding, Precision Engineering-Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology, 2015, 39: 116-124. (SCI, IF: 1.914/Q1)
[12] Chen Guang, Li Jun, He Yinglun, Ren Chengzu*, A new approach to the determination of plastic flow stress and failure initiation strain for aluminum alloys cutting process, Computational Materials Science, 2014, 95: 568-578. (SCI, IF: 2.131/Q2)
[13] Chen Guang, Ren Chengzu*, Zhang Pan, Cui Kuihu, Li Yuanchen, Measurement and finite element simulation of micro-cutting temperatures of tool tip and workpiece, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2013, 75: 16-26. (SCI, IF: 2.743/Q1)
[14] Zhang Kaifei, Ren Chengzu*, Yang Lijian, Jin Xinmin, Li Qinfeng, Precision grinding of bearing steel based on active control of oxide layer state with electrolytic interval dressing, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 65(1-4): 411-419. (SCI, IF: 1.779 /Q2)
[15] Chen Guang, Ren Chengzu*, Yu Wei, Yang Xiaoyong, Zhang Lifeng,Application of genetic algorithms for optimizing the Johnson-Cook constitutive model parameters when simulating the titanium alloy Ti-6Al-4V machining process, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B-Journal of Engineering Manufactrue, 2012, 226(B8): 1287-1297. (SCI, IF: 0.770 /Q3)
[16] Zhang Kaifei, Ren Chengzu*, Yang Lijian, Li Qinfeng, Jin Xinmin, Precision internal grinding of bearing steel based on the state control of oxide layer with electrolytic in-process dressing, Journal of Materials Processing Technology, 2012, 212(7): 1611-1621. (SCI, IF: 1.953 /Q1)
[17] Chen Guang, Ren Chengzu*, Yang Xiaoyong, Jin Xinmin, Guo Tao, Finite Element Finite element simulation of high-speed machining of titanium alloy (Ti-6Al-4V) based on ductile failure model, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2011, 56(9-12): 1027-1028. (SCI, IF: 1.103 /Q3)
[18] Chen G., Ren C.*, Yang X., Guo T., Evidence of thermoplastic instability about segmented chip formation process for a Ti-6Al-4V alloy based on the finite-element method, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C-Journal of Mechanical Engineering Science, 2011, 225(C6): 1407-1417. (SCI, IF: 0.633 /Q3)
[19] Yang Lijian, Ren Chengzu*, Jin Xinmin, Experimental study of ELID grinding based on the active control of oxide layer, Journal of Materials Processing Technology, 2010, 210(13): 1748-1753. (SCI, IF: 1.570 /Q2)
[20] 李巾锭, 任成祖, 吕哲, 张立峰, 单颗粒金刚石平面磨削C/SiC复合材料的有限元仿真, 材料科学与工程学报, 2014, 32(5): 686-689
[21] 李巾锭, 任成祖, 张立峰, 吕哲, C/SiC复合材料纤维顶出有限元分析, 材料科学与工程学报, 2014, 32(2): 248-250
[22] Yang Xiaoyong, Ren Chengzu*, Wang Yan, Chen Guang, Experimental study on surface integrity of ti-6al-4v in high speed side milling, Transactions of Tianjin University, 2012, 18(3): 206-212. (EI: 20124115557794)
[23] 喻炜, 任成祖, 王程, 混合陶瓷球轴承多目标优化, 机械设计, 2012, 29(3): 56-61
[24] Chen Guang, Ren Chengzu*, Jin Xinmin, Guo Tao, Experimental and finite element study of steady state micro-cutting characteristics of aluminum alloy (2A12), Transactions of Tianjin University, 2011, 17(5): 344-350. (EI: 20120714762916)
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[33] 陈锦江, 任成祖, 徐燕申, 混合陶瓷球轴承接触应力和变形的数值求解, 机械设计, 2004, 21(1): 10-12
[34] 任成祖, 许浩, 氮化硅轴承球表面层残余应力的形成机理及试验研究, 硅酸盐通报, 2000, 19(3): 31-35
[35] 任成祖, 邓晓帆, 贺英伦, 陈光, 靳新民, 一种圆柱形零件研磨设备及其工件推进装置和研磨方法, ZL201410784413.3
[36] 任成祖, 邓晓帆, 贺英伦, 陈光, 靳新民, 双盘直槽圆柱形零件表面研磨盘, 201410783965.2
[37] 任成祖, 冯强, 外圆珩磨磨削力在线测量装置和方法, ZL201110020992.0
[38] 任成祖, 武震华, 刘春明, 一种在线电解修整磨削用的水基磨削液, ZL200710056810.9
[39] 任成祖, 实现硬脆材料超精密磨削的恒微力微进给装置及控制, ZL200610014784.9