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[成果] 1800240220 江苏
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:随着科学技术的飞速发展,功能单一的隐身涂层(材料)已很难满足“频带宽、质量轻、厚度薄、吸收强”的综合应用要求。为此,国内外纷纷研发复合体系的新型涂层材料,希望通过对不同功能特性和微观结构的材料进行复合,实现多功能涂层性能的理想调制。纳米结构碳基材料包括石墨烯、碳纳米管、碳纤维、有序介孔碳等由于具有密度小、导热好、优异的电导率、化学稳定性高、机械性能强、高介电常数等优点,有望成为飞行器、船舶等大型军用设备的功能性表面防护涂层材料。 通过功能性设计和可控制备,探索隐身材料的结构、组分与功能性的关联是该领域研究的焦点。该项目在航空科学基金和国家自然科学基金的支持下,针对碳基隐身材料磁导率低、分散相差等缺点,导致碳基隐身涂层的电磁波吸收性能差、耐候性不理想问题,提出利用设计(合成方法、功能修饰、组分引入)手段,调控纳米碳基复合材料的组成和微观结构,对相应的构-效关系进行了深入研究,重要科学发现如下: 1.新型磁性石墨烯基隐身复合材料。提出磁性石墨烯吸波材料的概念,采用较为简便的化学合成法在石墨烯表面复合磁性纳米颗粒,解决了单一石墨烯涂层无磁损耗的难题,并建立了一套可以规模化制备磁性石墨烯基复合材料的新方法。利用电损耗的石墨烯材料与磁损耗的金属、金属氧化物粒子的复合拓展了吸波频段,为轻质高效吸波剂研究提供新的思路。 2.新型磁性有序介孔碳基隐身复合材料。提出嵌入气腔达到空间限域捕捉电磁波的概念,同时利用有序介孔碳的限域作用将金属粒子分散于碳骨架中,阻止了粒子的聚集,这种结构及其复合组分增强了介孔碳基涂层的磁损耗,表现出多频段吸收特性。上述成果形成了材料结构设计与功能化新方法,为多频段电磁波隐身提供了重要的参考。 3.新型电磁波/红外兼容隐身多孔碳基复合材料。综合运用嵌入气腔法和分块设计法,制备具有有序介孔结构的碳/金属氧化物复合材料,用这种复合材料的丰富的多孔结构和阻抗匹配能力有效衰减电磁波,同时通过成分调整,使得这种复合材料在8~14μm波段具有较低的红外发射率,实现微区功能化隐身。 上述成果对电磁波/红外兼容隐身的设计与调控具有科学指导意义。 该成果8篇代表作均发表在材料化学领域老牌期刊上,包括J. Mater. Chem. C、J. Phys. Chem. C、Micropor. Mesopor. Mater.等著名期刊。8篇代表作共被国内外研究人员SCI他引596次,单篇最高他引232次,其中ESI高被引论文1篇(代表作1),另外代表作3也曾入选ESI高被引论文;他引论文包括Angew. Chem. Int. Edit.、Mat. Sci. Eng. R、Nano Today、ACS Nano、J. Mater.s Chem. A/C、Chem. Commun.、ACS Appl. Mater. Inter.、Nanoscale、Nano Research、Carbon等材料化学类著名期刊。
[成果] 1800240298 江苏
TM2 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:“智能材料新兴前沿领域创新和产业化”是国家十三五规划明确支持的战略性新兴产业,是“中国制造2025”五大工程的重要支撑。特别是高端装备创新工程对结构多功能、高性能提出了更加苛刻的要求,结构智能化成为了先进结构发展急需的关键技术。压电材料因其兼顾传感和驱动性能,具有频带宽、功耗低等特性,在智能结构设计与制造领域具有举足轻重的作用。然而因材料组份与器件结构形式、驱动和传感的非线性特征、机电能量转换操控单元等多因素对机电能量转换效率的影响规律复杂,造成了现阶段压电智能结构机电转化效率低、应用难。 项目历时10余年,在国家973、863等资助下,攻克了压电智能结构机电耦合性能弱、能量转换效率低的难题,构建了从材料器件开发,到能量转换模型建立,再到能量转换操控单元性能提升的理论体系。创新成果如下: 1.揭示了聚偏氟乙烯、含金属芯压电纤维等柔性压电器件微观结构与电学性能的构效关系,建立了机电耦合性能、几何形状、工作模式可调控的材料与功能器件的设计理论与制备工艺,攻克了聚偏氟乙烯等压电性能不足的难题,拓宽了压电材料在柔性、曲面、各向异性等智能结构上的应用。提出了高压电性能铌酸钾钠体系无铅压电陶瓷的制备方法,奠定了未来压电材料无铅化的基础。从材料器件的源头,提升了压电智能结构的机电耦合性能。 2.建立了含金属芯压电纤维方向性的传感理论,发明了增强型PI和Maxwell的非对称迟滞模型和驱动补偿方法,解决了传统模型中参数多、识别难、精度低的难题,构建了表征各向异性、非线性等特征的压电器件传感-驱动模型。建立了压电智能结构的非线性机电能量耦合模型,揭示了操控单元参数对能量转换的影响规律。提供了从压电器件到智能结构应用的理论桥梁。 3.建立了基于同步电压切换的非线性能量操控理论,实现了利用正逆压电效应的双向能量操控方法。发明了非对称能量操控方法,实现了压电器件非对称本征特性的充分利用,使能量操控效率提高2倍以上。提出了基于多自由度系统内共振现象的升频能量转换方法,攻克了压电智能结构低频能量转换效率低的难题。开辟了压电智能结构能量转换优化的新途径,解决了能量操控系统功耗大、机电转换效率低的难题。 在科学出版社出版专著1部,获学科全国优博论文1篇,省优秀硕士论文2篇。发表SCI论文60篇,SCI他引668次,其中8篇代表作SCI他引244次,他引作者包括多位智能材料与结构的创始人、院士和学会会士等,多次被评价为“提出的方法可以显著提升性能”、“方法最稳定、最简单”等。已授权发明专利20项。项目组成员获得国家千人计划、教育部长江学者、国务院特殊津贴、ASME会士等。在重要国际学术会议上做大会主席、大会/特邀报告等40余次。成果应用于VALEO、Delphi、BOSCH、Siemens等全球领先的科技企业。此外,在航天五院、623所等单位典型型号上获得应用验证,推动了智能结构的发展与应用。
[成果] 1800240080 江苏
TN7 应用技术 电子元件制造 公布年份:2018
成果简介:声表面波器件在移动通信领域用作射频滤波器,在物联网领域用作传感器。为实现基于声表面波器件的射频识别和无线传感应用,相应的读写系统不可或缺。该项目在国家科技重大专项、工信部工业强基项目、江苏省科技支撑计划、国家自然科学基金、航空科学基金以及企业横向合作等课题的支持下,开展了声表面波器件与其读写系统的开发和应用工作,并取得了一系列成果。 主要科技创新点如下: 1、建立了基于广义格林函数的声表面波理论分析模型,通过波动方程加上边界条件严格推导和计算的方法并结合HFSS、ADS软件实现了声表面波器件的精确仿真和优化设计。发明了一种具有叠加准周期条阵结构的声表面波器件,可在保证性能的前提下实现器件的小型化。 2、设计了基于声表面波器件的读写系统结构和工作方法,发射链路根据声表面波器件的特性和零中频技术进行了改进,接收链路采用直接欠采样数字正交解调方案,解决了传统读写系统收发链路存在的结构复杂、成本高以及两路正交信号幅相不平衡等问题。还能够实现发射功率、接收增益的程控可调,并且只需更换带通滤波器的通带范围便可涵盖多个ISM频段。 3、为解决声表面波技术用于射频识别和无线传感时的多节点检测问题,针对谐振器型声表面波器件,发明了一种由多个器件并联的自编号声表面波传感器;针对延迟线型声表面波器件,发明了一种采用相关叉指换能器的声表面波传感器。在实现多节点识别和传感的同时,大幅度降低了器件的生产成本,有益于声表面波传感器的大规模工业化应用。 4、针对在声表面波器件基础上通过结构改变衍生出的声板波、乐甫波等同类型微声电器件,发明了声板波虚拟阵列器件和多叉指并联型乐甫波器件以及基于上述器件的液体检测系统结构和工作方法,实现了对液体的多参数并行检测。系统具有无线无源功能,可完成对批量液体试样的检测,同时还能测量环境温度,并且消除环境温度对液体测量结果的影响。 该项目已授权国家发明专利14项,实用新型专利13项,相关学术论文35篇。开发了4G智能手机用射频声表面波滤波器,研制的NDM9001型北斗接收射频前端模块已用于北斗卫星导航系统;研发的声表面波射频识别系统的识别距离可达8米,远于之前国内报道的5米,并且还具有一定的防冲突功能;开发的谐振器型声表面波温度传感器已安装在智能电网领域的高压开关柜现场,并且解决了多套系统使用时存在的干扰问题;延迟线型声表面波温度传感器在编码容量达600万、读写距离超过3米的前提下,测温精度可达0.4℃;除此之外,还采用声表面波技术实现了液体的多参数并行检测。该项目带动了相关产业核心产品竞争力的提升,获得了显著的经济效益和社会效益。
[成果] 1800240572 江苏
[TP3, V26] 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2018
成果简介:飞机维修保障工作直接影响着飞行安全,维修性对系统可靠度、利用率及经济性具有决定性作用,维修差错是导致飞行事故、航班延误甚至取消的重要原因之一。该项目在国家自然科学基金、中国民用航空局科技计划、江苏省自然科学基金、江苏省“六大人才高峰”计划、工信部民机专项、国防预研、国家大飞机重大专项委托等项目资助下,结合飞机研制过程中维修性评估验证需求,突破了面向运行安全的大型飞机复杂系统虚拟维修性评估与验证技术,创制了虚拟维修性评估验证系统平台。创新成果如下: 1.针对大型飞机复杂系统虚拟维修数据量大、系统资源消耗严重的问题,提出了基于层次细节简化的数字样机轻量化方法,构建了支持虚拟维修的全信息模型体系,实现计算资源消耗降低25%以上,有效解决了虚拟维修的资源和效率需求等技术难题。 2.针对飞机复杂系统故障维修拆装序列求解的难题,提出了基于基因成对交叉变异遗传算法的拆卸序列优化方法和基于粒子群算法的装配序列和工位优化算法,建立了虚拟维修拆装序列规划的技术方法体系,解算效率提高了40%以上,实现了虚拟维修拆装的高效性和智能化。 3.针对复杂系统维修过程建模的难题,提出了动作实时执行层次结构驱动的智能人体行为建模方法,构建了基于随机时间着色Petri网的虚拟维修作业过程模型,为虚拟维修过程的有效建模和实时仿真提供了重要技术解决途径。 4.针对大型飞机系统维修性综合定量评价的难题,基于维修过程虚拟仿真提出了维修可达性、人素工程等单属性评价方法,结合维修安全风险传播机理,建立了基于多属性决策与模糊理论的维修性综合定量评价模型,为维修性定量评估验证提供了重要决策依据和方法手段。 5.基于所建立的虚拟维修技术和方法体系,创制了大型飞机虚拟维修性评估与验证平台,实现了虚拟环境下的故障预设与诊断、过程可视化、工效分析、综合评估、维修方案优化等功能,具有评估验证效率高(评估验证周期可缩短了30%以上)、经济成本低、实用性强等优点。 项目成果已成功用于C919、ARJ21、某大型运输机等型号的维修性评估和验证,为飞机维修保障系统研制提供了有力支撑,有效提高了飞机维修效率和运行安全性,为C919、ARJ21和某大型运输机成功试飞、运营做出了重要贡献,提升了该省在航空产业领域的影响力,推动了该省航空产业的发展;项目成果推广应用到了卫星通讯机载站、集群通信系统等的维修性评估与验证中,有效缩短了产品研制周期、降低了全寿命周期成本、减少了维修差错、提升了产品竞争力,促进了维修性评估验证技术军民融合发展,同时带动了省内在大型装备复杂系统维修性评估验证领域的技术升级,经济和社会效益显著。项目具有自主知识产权,已获得授权发明专利13项,软件著作权等其他知识产权11项,项目成果处于国内领先、国际先进水平。
[成果] 1800240471 江苏
TS1 应用技术 纺织、服装和皮革工业专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:项目来源于国家自然科学基金、江苏省产学研联合创新资金项目等,属于先进制造与自动控制领域。 整经设备是经编生产领域的重要装备,主要将纱线等按照编织工艺所需的根数、长度,在一定的允许张力范围内均匀、平行、等速地卷绕到经轴上,整经质量的好坏对于编织的生产影响巨大,经编织物中70%的疵点均由整经不良造成。现有国内编织行业内的整经设备产品单一、速度不高,在张力、卷绕和排列方面均匀性不够,导致经编产品质量受限,采用先进的技术提升整经设备性能和效率是整个编织行业的迫切需求。 该成果采用高速高可靠性机械执行机构和智能化远程控制技术,使得设备最高整经速度达到1200m/min,最小整经张力误差值为±2cN,与传统整经设备相比,平均生产效率提高约15%,节能约10%。相比较传统高污染、高耗能的喷水织机设备,具有高速、环保、低能耗和高安全性的优点,在苏南发达的轻工业纺织领域对高自动化程度的经编和整经设备需求迫切。该成果突破了高速高可靠性智能化整经设备的关键技术,在张力自动调节、高精度高可靠性执行结构和智能化控制方面具有全套的知识产权,获授权国家发明专利12项,实用、外观新型专利44项。该成果中智能化整经设备控制技术匹配“工业4.0”和“中国制造2025”的智能制造工程的需求,有效推动了经编行业的智能化制造技术的高效推广和发展,取得了显著的经济效益和社会效益。 该成果主要创新:1)发明了整经设备的自动张力中央调节装置和高精度压纱辊装置,解决了传统整经设备的张力一致性低和张力检测难题,显著提高了整经设备和编织生产的效率;发明了立式气动储纱装置和纱线防缠绕装置,降低30%的储纱空间,通过分纱筘消除80%的纱线缠绕和断头问题。2)发明了基于容错变换器的多相高可靠性驱动电机的控制技术,降低整经设备中驱动控制用变频器的故障失效率,提高系统的可靠性;发明了高安全性的整经安全防护机构,提高整经设备操作运行过程中的安全性。3)发明了整经设备的KAMCOS全自动化控制系统,实现了整经设备的智能化控制,方便快捷实现整经设备的工况自动检测和控制。 该成果在国内外纺织行业首次研制成功了智能化远程监控的高速高可靠性整经设备,首次实现了远程智能化监控技术在纺织行业的整经设备中的应用,加速了中国经编行业内整经技术的发展,推动了工信部《氨纶整经设备》、《分批整经设备》行业标准的制定,并间接推动了与经编行业密切相关的服装加工制造、汽车装饰、碳纤维织造等相关行业技术的长足进步。研制的高性能整经设备获评为“江苏省名牌产品”“江苏省高新技术产品”、“常州市高新技术产品”,广东超盈集团、福建恒生集团、宁波新丽集团、常州黑牡丹、常州旷达集团、山东鲁泰集团、浙江巨石集团等企业的大批量设备应用表明:该高性能整经设备可以提高15%的生产效率,产品质量大幅高于传统设备产品。经过多年的产品研发和创新,该成果从2013年开始销售应用于纺织行业的。近两年共有417套应用于国内市场,289套出口国外,累计新增销售额19962万元,利润3992万元,平均每台套每年多整经1400万米,每年减少污水排放700吨,符合国家关于纺织行业高效、环保的战略方向需求。
[成果] 1800240035 江苏
TN91 应用技术 电信 公布年份:2018
成果简介:空天通信主要涉及深空通信、航空通信和无人机通信,是现代通信重要分支。在空天通信中,信号建模是其理论基础,而参数估计是其中关键技术。无线信号传播的基本特性是多径传播,这些路径由环境中散射体的反射、折射和散射等产生,到达接收端的各支路信号会有不同的多普勒频移、到达时间和来波方向,在接收端叠加后呈现时变随机性,导致一定程度的干扰和失真,描述无线信道的随机衰落特性通常包括路径损耗、阴影衰落和多径衰落等。分析空天通信信道空时频特性,研究空天通信信道模型。空天通信中需要时刻定位和跟踪目标位置,所以方向参数估计/跟踪尤为重要。为此,该项目开展面向空天通信的信道建模和参数估计技术研究,具有重要理论意义和应用价值。项目来源于973计划、国家自然科学基金以及中国空间技术研究院、中国空空导弹研究院和中电第四十一所委托项目。 主要创新点: (1)考虑到空天通信相比陆地移动通信具有不同的传播环境和更高的机动性,提出一种利用高斯波束分解和三维反向跟踪的传播信道建模方法,结合网格分区和区域选择联合加速的跟踪算法,可高效预测不同路径信号的传播轨迹特性。据此,提出一种结合地理几何场景和随机簇生灭的高机动非平稳信道模型,以及快速时变场景下信道参数的估计算法; (2)考虑到空天通信以及无人机通信设备难以实际测试问题,提出一种基于线性调频叠加的非平稳信道特性高效模拟方法,该方法能够精确复现高机动时变场景下各信道状态的随机特性及平滑过渡。据此,开发完成了面向空天通信的无线信道硬件实时模拟器,该模拟器可在实验室内有效模拟与真实传播场景一致的电波信号传播特性,解决了空天通信设备测试成本高、周期长、风险高的问题; (3)考虑到面向空天通信的方位参数估计问题,发展了平行因子分解理论的空间谱估计方法,发明了降维谱峰搜索的二维空间谱估计方法和降维变换空间谱估计方法,有效解决了二维角度估计过程中存在搜索维数高和复杂度高的问题; (4)自主研发了无人机通信系统,优化模型设计,实时动态的调整通信系统工作参数,实现可靠安全通信。 研究成果已申请国家发明专利26项,授权16项,软件著作权4项,并在发表SCI检索论文36篇,出版专著4部,其中一篇入选中国百篇最具影响国际学术论文,两篇为ESI高引论文。国外10多名IEEE Fellow对申请人工作进行了引用和高度评价。 该成果已应用于航天五院的嫦娥探月工程,解决了嫦娥探月工程中轨道器、着陆器和巡视器之间无线信号的传播建模和跟踪问题;该成果已用于中国空空导弹研究院的XXX型号项目,解决高复杂度方位参数估计问题。成果已经应用于中电科仪器仪表有限公司研发的1611型多通道基带信道模拟器和1465系列信号发生器,其中1611型多通道基带信道模拟器于2015年12月完成小批量生产及定型测试,1465系列信号发生器为重点推广产品,在国内同类产品中处于领先地位,并得到CCTV的报道。该成果在多家公司实施后,已累计实现销售收入约14700万元,新增利润约2800万元;获得了显著的经济效益和社会效益。
[成果] 1800240570 江苏
V 应用技术 航空运输辅助活动 公布年份:2018
成果简介:空中交通管制系统是国家实施空域管理、保障飞行安全、实现航空运输高效有序运行、捍卫国家空域权益的战略基础设施,是国土防空体系的重要组成部分,对促进国家经济发展和维护国家安全具有深远的战略意义。《中国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》指出应加强现代化空中交通管理系统建设;《信息产业“十二五”发展规划》及《民用航空工业中长期发展规划(2013—2020)》将空中交通管制系统作为重点建设项目。 中国电科二十八所等单位联合成立项目组,在国家科技支撑计划、863计划、自然科学基金等项目支持下,历经十多年科研攻关,累计投入数千人、研发经费1.1亿,创造性地解决了高密度塔进区无缝式一体化管控、高精度复杂运行态势感知、协同式空中交通流量优化、实时海量数据强稳态抗灾处理等难题,并于2007与2013年成功研制出国内首套枢纽机场国产主用空管系统、国内首套大型区管主用空管系统,根本性解决了空管系统国产化问题。 该项目发表论文102篇,其中SCI论文24篇、EI检索论文34篇,核心期刊和国际著名会议论文44篇;授权发明专利18项;计算机软件著作权13项;出版理论专著4部;形成行业标准2部。实现了四项核心技术创新。 创新一,建立了高密度塔进区无缝式一体化管控技术体系,解决了塔、进、区管制移交低效的难题,减少了外部管制协调,提高了管制效率。 创新二,突破了多模式监视数据融合处理、智能化飞行电报处理、高精度四维航迹预测等关键技术,解决了密集型目标精度、繁忙复杂空域飞行航迹预测、空中态势实时情景感知等难题,提高了高度复杂密集交通态势的感知精度。 创新三,突破了广域多机场统一放行、多点松耦合航班协同排序、多准则多度量尾随间隔动态管理等关键技术,解决了系统资源配置低效问题,实现了空中交通流量优化调配。 创新四,突破了主备系统数据同步、实时海量数据强稳态抗灾处理等关键技术,解决了系统7*24小时无间断高可靠高稳定运行难题,提高了系统的安全性。鉴定委员会认为:该项目打破了长期国际技术垄断,整体技术达到国内领先、国际先进水平,部分技术达到国际领先水平。相关研究成果圆满完成了北京奥运、G20峰会、金砖会议等多项空管保障任务,创造了巨大经济效益和社会效益,推广及应用前景广阔。 项目成果已应用到北京、上海、沈阳等全国20多家空管单位,作为主用值班系统为中国70%民航空域提供管制服务。2007年以来成果销售收入达10亿元;近三年为乌鲁木齐和沈阳区管中心、江苏和云南空管分局、青岛空管站等单位航空器运行节省燃油97万吨,折合人民币36.73亿元;为其他空管单位带来经济效益约150亿元。同时,该项目为中国空管提供具有自主知识产权和独立研制生产能力的核心装备,符合民航强国建设战略需要,对加快空管核心装备国产化进程、保障国家空域系统安全、推进空防空管一体化建设等具有重大战略意义。
[成果] 1800240180 江苏
TK8 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2018
成果简介:大规模风能利用是实现中国可持续发展能源战略和环境保护必不可少的途径和重要手段。通过引进国外风力机机型和生产许可及其机型改进,中国风电装机容量实现了快速增加,从2010年至今中国风电新增装机容量和累计装机容量均稳居世界第一位。但是,风电的核心设计技术始终被国外所垄断,中国自主创新能力薄弱,缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术,严重制约了中国从风电大国走向风电强国。该研究团队在国家973计划、国家科技支撑计划和国家自然科学基金等项目的支撑下,围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题,开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究,不仅打破了大型风力机关键技术长期依赖国外进口的局面,引领了中国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展,而且产品成功打入欧美市场。主要研究工作和创新如下: 1、建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法,突破了大型风力机三维旋转和非定常空气动力学耦合特性准确预测的难题,实现了复杂风况和极端环境下大型风力机气动设计中非定常载荷的准确评估。 2、突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术,建立了在复杂载荷作用下的大型风力机多柔-刚体气弹稳定性和结构动态响应数值分析方法。揭示了复杂环境下大型风力机结构动态特性、风振耦合和失效机理,解决了大型风力机非线性大变形的气弹设计难题。 3、突破了刚-柔混合塔架设计技术,填补了国内空白。提升了大柔性复合材料叶片的结构设计技术,研发了多个新型号叶片。首次实现了压力面使用碳纤维主梁、吸力面使用高模量玻璃纤维主梁的叶片设计,与传统两面都采用碳纤维主梁的叶片设计相比,成本下降15%,实现了降本增效。技术形成了一系列新工装、新工艺,保证了大尺寸叶片的成型精度及可靠性。 4、针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题,建立了高效的多学科耦合优化算法,开发了风力机整机动力学高精度耦合分析和多学科一体化设计方法,突破了国外的技术垄断,形成了具有自主知识产权的风力机设计和评估软件,是针对风力机仿真、设计、校核的全流程软件平台。 成果已在金风科技、中复连众、远景能源、中材科技等近40家风电企业应用,研发产品应用于60余个风电场。近两年应用该成果新增销售额82.66亿元,新增利润19.77亿元,社会效益及生态效益显著。授权国家发明专利31项、软件著作权11项,发表SCI论文30篇、EI论文51篇,出版专著2部,编制国家标准4部。研究成果体现了当代风力机设计研究的前沿进展,以胡文瑞院士为主任、前世界风能协会主席贺德馨研究员为副主任的专家委员会评价该成果总体上达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。
[成果] 1800240015 江苏
TN92 应用技术 通信设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电子信息及系统科学领域,涉及无线通信、认知无线电、信息网络与智能信息处理等技术。 该项目在国家973计划、国家863计划和江苏省973计划等项目资助下,研究多域认知宽带无线自组网关键技术及系统应用。宽带无线自组网是一种无需基础设施(如固定基站)、无中心、可按需重构的自组织网络,可以和各种无线接入技术组成一个含有多跳无线链路的异构网状网,不仅可以扩展无线系统的覆盖范围,还可以提高无线通信系统的容量和可靠性,尤其在没有固定基础设施场景下(如维稳处突、重大灾害救助、军事行动等),具有广阔的应用前景。 技术内容: 1、一种多域认知异构融合宽带自组网体系架构提出了一种多域认知异构融合宽带自组网体系架构,以宽带自组网为纽带,通过对信道频率、带宽、时延和业务需求等参数进行实时多域感知,将不同的无线终端或网络统一到智能无线自组织通信系统;设计了统一的身份标识体系,实现了异构网络用户的统一认证和接入;基于虚拟重构研制了多频多链路自组网通信系统,解决了同频自组网多跳通信端到端数据速率成倍下降问题。 2、一种支持业务并发的异构自组织网柔性传输方法提出了链路非对称条件下异构网络协同传输方法、具有链路自适应能力的机会网络编码方案和基于分布式Turbo码的无线广播方法;针对多网多链路协作传输过程中的同步、数据包动态分发与乱序重组等难题,提出了分布式动态时戳同步方法和基于滑动缓存的比特泄漏重组方法。 3.一种面向异构网络的多域联合认知技术将认知从无线域拓展到网络域、用户域等多域环境,在网络拓扑推断、基于动态环境适变的合作频谱感知等方面取得创新成果;突破非连续频谱组合通信技术,将多个载波聚合成一个更宽的频谱,满足系统频谱兼容性要求,最大限度地利用现有频谱资源,解决了频谱资源碎片化、利用率低的问题。 4、面向异构网络的认知QoS适配技术针对多跳级联网络资源二元独立分布下的QoS保障难题,提出了基于双向认知的宽带级联双环QoS架构,采用基于模糊Q学习的网络选择、基于认知注水的子载波与功率分配等QoS柔性适变策略,实现了不同网络侧资源的协同调度,在异构网络资源动态变化的环境下确保了传输质量。 5.研制生产了智能自组网系列产品定制物理层波形,优化二层路由协议,采用多业务分集传输加密技术,研制生产了智能自组网通信系统。在智能交通、车联网、现代农业等行业和维稳处突、重大灾害救助,以及大型活动安保等应急通信场景得到应用,经济和社会效益显著。 主要成果和技术指标:获得授权发明专利18项,新型实用专利1项,软件著作权3项;出版学术专著3本,发表学术论文200多篇;提交标准化提案33项;研制生产了智能自组网通信系统,并实现产业化。 应用推广及效益情况:成功在南京普天通信科技有限公司、63888部队等多家单位得到应用。截止2017年底实现销售收入超16亿元,利润近5.9亿元。
[成果] 1800290163 上海
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2018
成果简介:近年来,随着新兴非易失性存储器件(NVM,如3D Xpoint等)的技术不断发展,传统的内存与存储的界限逐渐变得模糊。NVM具有非易失、可按字节寻址、静态能耗低、存储密度大等特点,可为“数据I/O瓶颈”提供有效的解决方案。基于NVM和传统DRAM的混合内存体系架构,可以在保持成本和能耗优势的前提下大幅提升内存容量及大数据处理的时效性。 针对大数据对内存计算技术的挑战,围绕内存计算技术和系统相关的硬件架构、核心软件及大数据应用等核心环节,深入研究新型混合内存体系结构,探索大数据内存计算系统软件、并行编程模型及大数据管理系统的关键技术,攻克基于新型混合内存体系结构下内存计算的前沿核心技术,构建新型的混合内存体系结构、内存计算系统软件、并行处理环境及数据管理等验证平台和原型系统,通过关键技术的示范性应用,提升我国大数据处理的核心技术能力。 课题的总体任务为构建一套支持异构混合内存的计算机系统软件,包括支持通过软件定义方式实现可重构混合内存体系架构,设计并实现新型混合内存管理机制和NVM感知的文件系统,满足性能、能耗和可靠性要求;开发多模式访问API库,为应用提供多模式访存方式;实现面向多核环境的异构内存调度和缓存优化管理机制。任务还包括开发内存计算系统软件模拟平台来验证部分关键技术的可行性和有效性,同时设计典型应用进行原型系统的测评。 主要研究成果: (1)可重构混合内存体系架构和多模式访问接口: 提出可重构混合内存系统的组织架构,将具有不同特性的存储介质进行统一管理、统一组织,将内存架构的不同组织方式和内存管理策略集成封装,并将封装好的模块加载到系统,实现面向内存计算的多模式访问接口,包括直接内存访问方法、卷模式和文件模式等。 (2)混合内存管理系统: 从性能、可靠性等多个角度重新设计了系统内存管理模块,实现DRAM和NVM异构内存介质的统一管理。针对NVM非易失性和接近DRAM读写性能的特征,提供应用感知的异构多粒度内存资源分配与回收,支持异构介质感知的数据动态迁移,实现DRAM和NVM感知的动态转换和SCM的自适应配置,充分发挥混合内存的优势。 (3)NVM感知文件系统: 设计NVM感知文件系统,跟传统文件系统相比,面向SCM的新型文件系统支持上层应用数据的语义描述,对文件数据描述能力进行有效的扩展;利用虚拟内存抽象层实现逻辑地址到物理地址的动态映射机制,提高文件对象访存速度;换位写入和访问频度感知策略,对于下层物理硬件的感知和反馈,提高SCM的使用的耐久性并提升内存执行效率。
[成果] 1700600220 江苏
V26 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:中国先进飞机立项型号多、研制周期要求短,在飞机研制中两大矛盾日益凸显:一是大型复杂整体结构件的大量使用,加工易变形,质量难以保证。二是研制周期要求短,现有数控编程和加工时间长,效率难以满足要求。大型整体结构件的数控编程和加工已成为新机研制的瓶颈之一。该项目在国家科技重大专项、国家重大型号任务和国家自然科学基金等项目支持下,历经近十年产学研联合攻关,形成了具有自主知识产权的关键技术、工艺装备和系列软件的技术体系,实现了航空大型复杂构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越。主要技术发明如下: 发明了动态加工特征建模方法和识别方法,实现了适应不同零件结构、不同工艺水平和不同企业应用习惯的加工特征定义,航空大型复杂构件平均特征自动识别率96%以上,解决了小批量或单件生产的复杂零件工艺积累与重用的难题。 发明了动态加工特征驱动的大型复杂构件数控加工智能编程方法,实现了加工特征自动排序、驱动几何链自动创建与刀轨自动生成,刀轨自动生成率95%以上,平均提高数控编程效率3倍以上。 发明了复杂构件动态加工特征切削参数分段和变切深优化方法,实现了复杂结构零件的高效加工和复杂曲面零件的分区优化加工,大型复杂构件加工效率提高25%以上。 发明了动态加工特征驱动的数控加工过程控制和优化方法,研制了自适应装夹并实时监测零件变形的工艺装备,实现了加工-监测-检测-装夹一体化自适应加工,解决了大型零件加工变形控制难题,显著提高了大型整体结构件首件加工一次合格率。 该项目获授权国家发明专利30项、软件著作权4项、SCI论文31篇,其中动态加工特征建模和浮动装夹自适应加工技术研究成果分别在2012年和2015年国际生产工程权威学术年会(CIRP)上宣读,应邀在德国、英国举办的国际学术会议上做大会主题报告3次。该成果已应用于成飞公司、西飞公司、洪都公司等八家大型企业,在15个飞机型号的1591项零件研制生产中成功应用,显著提升了中国航空大型复杂结构件的制造水平。近三年部分应用单位新增经济效益4.275亿。2015年4月1日,由工信部和国家发改委组织召开的航空领域首个国产高档数控机床应用示范工程成果应用推广会上将该项目成果作为三大关键共性技术之一向全国军工制造行业推广。该成果2014年通过国防科工局组织的技术鉴定,鉴定结论为:“成果总体技术达到国际先进水平,在动态加工特征建模方面达到国际领先水平。”
[成果] 1800010208 江苏
TB6 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:制冷技术在现代人类活动中具有非常重要的作用,被广泛应用于工业、农业、商业、医药、国防及日常生活等领域。传统的气体压缩/膨胀制冷技术存在着效率低、能耗大、排放气体对臭氧层有破坏作用等缺点。近年来,随着环境污染问题的突出和人们环保意识的提高,发展低碳经济已成为世界各国共同的抉择。磁制冷技术作为一种高效的、低能耗的绿色环保高新技术,具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力,是国际上的研究热点之一。磁制冷技术的核心问题是关于磁制冷工质的研究。寻找到小磁场下,工作温度处于室温附近的工质材料,就能实现室温磁制冷,将产生巨大的社会效益和经济效益。 课题组团队在国家自然科学基金等支持下,将工质材料研究的对象集中到钙钛矿结构的锰氧化物,该类材料由于原材料价格适中,性质稳定,制备工艺不复杂,且该材料的居里温度容易调节等优点,这些对于研发经济实用型的磁制冷工资材料是十分有益的。 在过去的六年中,主要科学发现有以下四点:(1)揭示出调控钙钛矿锰氧化物材料铁磁卡效应的一般规律,在铁磁性最佳的x=0.3组份中,当A位少量掺入(通常不超过百分之十)具有大磁矩的稀土离子(比如Nd,Dy等),材料的磁熵变可以显著地提高,并得到很大的磁卡效应。课题组提出磁性离子的无序分布所导致的体系磁无序效应是引起这一变化的关键所在。(2)在国际上首次提出了利用求Arrott图形中的相对斜率办法,从而准确地选择一个合理的理论模型来分析实验结果。揭示出钙钛矿锰氧化物材料顺磁-铁磁相变的一般规律,其相变机理主要为平均场模型和3D海森堡模型。(3)在国际上提出了一种新的研究临界相变行为的方法,即通过计算磁场相干的磁熵变并结合居里点附近材料的磁化行为应满足Widom标度关系,可以利用求解方程的形式得到有关的临界指数,从而避免传统方法中使用多步的非线性拟合而导致临界指数的不确定性。(4)揭示出纳米结构的钙钛矿锰氧化物材料磁相变的变化规律和磁卡效应的产生机理。研究发现对于纳米结构的该类氧化物材料只有实现可控有序生长才能实现大磁卡效应。在此科研项目中课题组共发表了SCI学术论文33篇,其中8篇代表作总SCI引用次数为197次,SCI他引总次数为147次。课题组所提出利用相对斜率来选择理论模型的方法已成为临界行为研究领域通用的研究手段,被国际同行广泛使用。另外课题组的研究工作还发现了理想组份的工质材料。这些工作不仅对制备出室温磁制冷样机提供了重要的科学依据,同时为澄清该类强关联材料的中多重有序结构和耦合作用奠定了理论基础。
[成果] 1800010101 江苏
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于新能源领域,列入国家“863”、“973”等计划。在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视,大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。晶体硅太阳能电池以其技术成熟,光电转换效率高,原材料储量丰富的优势占据着80%以上的光伏市场。其中,降低成本、提高效率和可靠性一直是晶硅太阳电池及组件研究的重点。硅纳米结构由于具有优异的光吸收性能在实现高效率、低成本的太阳电池方面具有广阔的发展前景。同时采用双玻组件也是降低成本和提高可靠性的关键技术。但因其在生产过程中受工艺、设备等条件限制,容易产生气泡、碎片、移位等不良现象,导致成品率偏低、生产成本增高、难以推广应用。该项目在国家863项目、国家火炬计划、江苏省产学研项目的支持下,开展了以提高太阳能电池转换效率、组件寿命和经济效益为目标,研发了晶体硅表面陷光纳米结构可控制备技术及湿法黑硅制备技术,并将湿法黑硅太阳电池技术产业化,实现了高效晶硅太阳电池低成本制造。同时开发了PVB双玻组件,组件寿命使用超30年,在整个光伏电站的寿命周期内,发电量比常规组件高出21%;新组件功率衰减比常规组件降低约50%,且承重1200kg零隐裂。 项目主要发明点包括:(1)发展了晶硅表面陷光结构的可控制备技术:创新地采用一步法湿法腐蚀在硅片表面制作了超低陷光结构,增加了短波光的吸收,研发了降低晶硅表面反射率的复合纳米孔结构,在晶硅表面获得了反射率低于1%的效果;(2)发明了低成本湿法黑硅制备技术:首创了廉价Mn和Ni辅助化学腐蚀制备黑硅的方法,在单晶硅上获得200nm-1000nm范围内平均反射率低于3%的陷光微结构,腐蚀多晶硅时,在300nm-900nm范围内表面平均反射率最低为10%,该技术工艺简单,易于实现量化生产;(3)结合纳米结构电池的吸收光谱,通过优化PVB胶膜配方,首次开发了高透和瓷白两种PVB封装胶膜,组件正面采用高透胶膜增加光学吸收,背面采用瓷白胶膜,减少长波透过损失使PVB双玻组件转化效率从15.3%提高到17.3%;优化调整光学吸收,使得电池吸收光谱、玻璃和胶膜的透过光谱达到最佳吻合;(4)针对特色双玻组件生产瓶颈问题,首创了连续辊压成型控制系统,研制成功首台组件封装自动化设备,突破了双玻组件不易制备的难题。 该成果共申请专利17项,其中取得授权发明10项、实用新型2项;发表论文20篇,其中该领域主流SCI收录论文9篇;该项目技术已在多家企业成功应用,累积新增销售28653万元,新增利税2931万元;参编国家标准1项,行业标准4项,其中,1项行业标准《地面用晶体硅双玻组件性能评价技术规范》已于2016年5月发布实施,为行业地面用晶体硅双玻组件性能评价提供了统一标准,进一步推动产品的广泛应用和推广;建成400MW高效太阳电池及组件生产线,组件累积推广应用950MW,成功将高效太阳电池组件应用于国内知名发电企业的大型地面电站和分布式电站中,填补了国内空白,达到国际先进水平,引领了中国光伏行业的科技进步和产业升级,经济效益和社会效应显著。
[成果] 1700580039 江西
TP1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:1.所属科学技术领域: 该项目主要研究新型特征抽取算法及其应用,它是模式识别与机器学习领域一个非常重要的分支,属于计算机科学与技术学科。 2.主要研究内容: 该项目针对传统特征抽取算法的不足,在充分的理论分析基础上,提出了一系列新颖的算法。其中代表性的有如下几种。首先,为能获取复杂高维数据如人脸数据的局部结构,以易于寻找数据类别间的非线性边界,提出了局部线性鉴别分析算法。它利用数据样本的局部近邻信息,构建线性鉴别模型后,再对数据分类或识别。该方法能够有效地将经典的线性鉴别分析(LDA)和主成分分析(PCA)统一起来,构建了一个学习效果优良的框架模型。在人脸识别领域,LLDA框架取得了很好的识别效果。第二,为克服传统PCA的不足,该项目借鉴LDA的学习思想,在构建PCA模型中,首次尝试引入数据的类别标签。并且,利用三种相似测度,通过特征选择建立一个全新的子空间,即相似子空间。此子空间将PCA的特征空间进行了扩展,它可以用来分类,聚类和对数据的表示。这样,大大拓宽了传统PCA的应用范围。第三,为很好的处理视频等复杂数据,该研究结合稀疏表示理论,提出了多线性稀疏PCA和LDA方法,使它们能够有效处理张量等高维数据。这样,又进一步扩展了这些方法的应用范围。第四,经典的稀疏表示分类(方法大都是基于L1范数最优化的,它不能够有效处理数据样本很少的高维数据。该研究提出了基于L0范数优化的稀疏表示方法,它能够有效处理训练样本很少的数据。最后,为提高核最小均方误差分类方法的计算速度,提出了快速的KMSE方法,使其可以实时识别复杂的高维数据,实现在线学习。 3.科学价值: 该研究的主要目的是提高经典特征抽取方法的学习效果和降低它们的计算复杂度,通过该项目的研究,解决了传统特征抽取领域长期存在的若干难题,使它们可以应用于更多的应用领域。该项目成果不仅大大丰富了特征抽取理论,极大地推动了特征抽取领域的进一步发展。而且,很多算法理论和思路可以被其它相关领域借鉴。 4.同行引用评价情况: 该研究的很多方法得到了该领域的国内外著名学者如Kien A. Hua和lickho Song(IEEE fellow),以及其他知名学者悉尼科技大学的Dacheng Tao等人的正面评价和肯定,取得了很好的反响。近五年来,该研究团队在国内外核心以上期刊发表论文近百篇,主要论著74篇,其中有61篇(包括6篇代表作)被SCI检索。被SCI引用724次,其中他引579次。6篇代表作被SCI引用138次,其中他引112次(附件中SCI检索引用报告分两部分:6篇代表作的检索引用和代表作以外SCI论文的检索引用报告)。
[成果] 1700520118 江苏
TL3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:高性能金属构件是保证核能工程安全、可靠运行的关键。精密塑性成形技术是制造核级高性能构件的重要手段。但超大尺寸、异形空心构件在整体成形过程中存在变形不均勻、微观组织不均匀、壁厚不均匀等难题,从而影响了成形极限和成形质量,成为制约中国核能工程自主发展的瓶颈问题。自2003年以来,在国家火炬计划及多项江苏省重大科技成果转化项目等支持下,该项目通过系统和深入的研究,突破了变形量精确控制、尺寸均匀性控制以及微观组织仿真关键技术,实现了中国系列核级金属构件的高性能制造并取代进口。主要创新点如下:1、提出了超大尺寸金属空心构件渐进成形以及局部变形量优化调控技术:研发了异形轧辊渐进减径成形及浮动芯棒精确定径方法,在显著降低成形力的同时,实现了变形量及变形组织的有效控制及最优化,突破了分段非均匀加热及喷气强冷动态协同系列关键技术,设计并制造了多向加载渐进成形装备及工艺装置,解决了Φ≥800mm的核级无缝管及带直段厚壁弯管组织环向不均、晶粒度局部粗大的难题,同时实现了轴向及径向几何尺寸的精确控制。2、创新并发展了核级金属异形空心构件形状及壁厚均匀性控制技术与关键工艺:发明了逆向求解及自适应优化方法,构建了材料与摩擦辊间接触力学模型,提出了适应于液压成形的新型润滑涂层配方及制备方法;开发了金属异形构件自增压成形装备及工艺控制软件,发明了等壁厚成形控制技术及装置,提高了金属异形构件成形极限。另外,提出了具有层状结构且界面为冶金结合的金属新型空心构件制造新方法。3、自主研发了核级金属构件材料热成形徽观组织仿真关键技术:将微观组织演变算法与成形工艺仿真有机结合,开发了仿真软件系统,精确预测了热成形条件下的动态再结晶分数及平均晶粒度变化,建立了系列核级金属材料热加工工艺与微观组织的对应关系,攻克了核级金属构件热成形微观组织精确预测的共性技术难题。该成果共获自主知识产权50项,其中授权发明专利22项,实用新型专利21项,软件著作权7项。发表重要论文60余篇,其中SCI/EI收录40篇;出版著作2部;制定标准6项,其中国家标准2项,行业标准4项。项目关键技术经鉴定,总体处于国际先进水平。其中,核岛用高性能关键金属构件精密塑性成形技术及装备获2016年度江苏省科学技术一等奖。该成果应用后,直接实现产值19.50亿元,销售收入18.84亿元,上缴税金总额3.30亿元,净利润6.78亿元。该成果的3家实施企业已成为核岛金属构件的国内主要供应商,占据了国内约70%的市场份额。同时,成果实施企业已走向海外,参与了国际核电建设。该成果有力带动了中国核能装备产业发展和行业的转型升级,对于中国核能工程的安全、可靠运行具有重要意义。
[成果] 1800010426 江苏
X51 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:该项目技术成果属于环境环保技术领域,涉及大气污染防治工程、电力电子技术等学科。 化工、农药、印染等行业是江苏省的重要支柱产业,但同时也是恶臭气体主要排放来源。工业领域排放的恶臭气体作为重要的气态污染物,如有机胺、有机硫等,因其阈值低、环境敏感性强,常引发“恶臭扰民”投诉和纠纷,多数企业因此被停产整顿,甚至关停,严重制约了行业的健康发展,影响了社会的和谐稳定。 在恶臭气体控制方面,尤其是低浓度的恶臭气体,处理难度大,已成为行业的关键技术难题。现有恶臭气体处理方法如吸附、光催化氧化、RTO、生物法等技术因其成本高、效率低、安全性差、集成度低等问题,难以适用。低温等离子技术相对适合于低浓度恶臭气体处理,可应用于多行业有机废气的治理,对除异味有一定的效果,但依然存在如下关键技术难题:(1)多用交流高频电源,能量密度和利用率低,处理效果只能达到30~50%;(2)未能充分发挥等离子体反应器中包括光效应在内的多种效应协同作用;(3)未考虑臭氧等中间产物及二次氧化物的利用,甚至直接排放。因此,亟需开发一种针对低浓度、低嗅阈值废气的高效、经济、安全、可靠的处理技术及集成工艺。 该项目通过多学科交叉、协同创新,并在国家“863”重大专项、国家自然科学基金等课题的支持下,研发成功一种集电子、化学、催化等技术为一体增强型等离子体技术(品牌名:分子裂解装置),主要技术创新:(1)开发了一种高稳定性、高可靠性、大功率的高压纳秒窄脉冲电源,并创新性地将高压纳秒窄脉冲电源与双介质阻挡结构反应器进行有效匹配,增强了等离子体产生浓度及能量密度,有效提高有机物的降解效率,且能在含尘、高湿、高温等恶劣工况下稳定运行,适应实际工业应用中恶臭气体处理需求;(2)结合反应器工作过程中产生紫外光,研发成功涂覆在反应器内壁的光催化剂(TiM2O4),实现了自激发式的光电协同处理,强化了能量场的密度,进一步提升了废气处理效率;(3)针对放电过程中,击穿空气产生臭氧等二次氧化物,研发了新型臭氧氧化催化剂(负载型金属氧化物催化剂NS/MS),填充于后置耦合的深度氧化反应器系统,充分利用裂解反应过程中产生的臭氧,进一步提升污染物的降解效果,同时削减臭氧的排放量;(4)基于上述关键技术,开发了有毒恶臭气体增强等离子体处理装置,并根据行业废气特点形成了以该装置为核心的集成工艺,污染物去除率可稳定达95%以上。该技术处理效率比现有低温等离子技术提高50%以上,运行成本低40%以上。研究成果经同行专家评议认为(2017第031号),总体处于国际先进水平。 该项目技术成果已申请专利18项,获授权发明专利5项,已创建了20多项示范工程。该项目技术开发和推广应用不仅成功地解决了有毒恶臭气体污染的共性关键技术难题,而且促进了化工转型升级,支撑了化工绿色发展,推动了环保技术进步,保障了社会和谐与稳定,取得了显著的经济、社会和环境效益。
[成果] 1800120207 北京
U21 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:2015年中国铁路钢轨运营里程约12万公里,检测出重伤超过4万处,其中主要的钢轨探伤检测依靠人工探伤仪完成,人员因素大、效率低,耗费大量人力物力。近年来城市轨道发展迅速,据了解全国有30多个城市已做城市轨道交通规划,城市轨道在运营中也将产生钢轨伤损。这些钢轨伤损影响到中国普速铁路、高速铁路和城市轨道的行车安全,关系到国计民生,急需高速、综合、全面、自动化的智能钢轨探伤设备。该项目结合中国铁道科学研究院在铁道行业的优势及钢轨检测监测技术的专业强项、南京航空航天大学在电磁无损检测新技术的先进性、金鹰重型工程机械有限公司在轨道车载平台领域的优势及工业和信息化部电子第五研究所在仪器设备在可靠性的深入研究,形成产学研用相结合,优势互补,分工明确,共同承担“在役钢轨缺陷综合检测监测设备开发与应用”的研究。主要的关键技术问题有:高速检测(80千米/小时)超声和电磁关键技术、高速检测(80千米/小时)新型车载平台关键技术、重点区段钢轨断轨监测技术及大规模检测监测网络技术、集成应用技术和工程化产业化开发技术等。需要开展快速的综合的在役钢轨缺陷综合检测监测设备研发,拟开展的研究内容包括:钢轨缺陷高速超声波检测关键部件研发;钢轨顶面缺陷电磁无损检测关键部件研发;新型钢轨综合检测车车载平台研发;重点区段钢轨断轨监测设备及检测网络研发;钢轨综合数据融合及预警预报网络开发;钢轨综合检测监测设备应用开发;钢轨综合检测监测设备工程化产业化开发。
[成果] 1800120381 陕西
V25 应用技术 电子和电工机械专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:重点针对民用飞机用AlMgScZr系列合金、铝基复合材料及Ti-6Al-4V合金等轻质高强韧铝、钛合金大型复杂构件的LCD和精密复杂构件的SLM开展研究,基于LCD所具有的大熔池、较高加热/冷却速率和较强的沉积热积累效应,以及SLM所具有的微熔池、超高加热/冷却速率和较轻的沉积热累积特征,明晰这两类增材制造技术的共性和差异,揭示材料、工艺及后处理对构件成形精度和组织性能的影响机制,突破轻质高强韧合金构件整体化增材制造的精确控形控性关键技术,在大型飞机研制中实现工程试用。拟开展的主要研究内容如下:(1)激光-金属交互作用下的非平衡冶金、凝固及组织演化机制。(2)激光增材制造非均匀组织调控和宏微观强韧化机理。(3)轻质高强韧合金的激光增材制造合金化机理。(4)激光增材制造非均匀快速热-力耦合行为及形变控制。(5)基于适航要求的激光增材制造质量控制与评价方法。
[成果] 1800120514 北京
TG1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目攻克高性能合金钢件激光增材制造的关键技术难题,建立其激光增材制造控形控性理论和方法。项目围绕激光增材制造高性能合金钢构件控形控性研究,拟解决三大难题,即:如何获得优质组织?如何控制形变?如何确保优异性能?为此,重点研究三个科学问题:激光熔池演化行为;应力应变规律;后处理强韧化机理。重点开展五方面研究:激光增材制造过程冶金动力学及非平衡凝固行为;激光增材制造成形过程应力应变行为及调控机制;后处理激光增材制造合金钢件的组织与性能演化;激光增材制造专用高性能合金钢粉体材料设计与制备;激光增材制造合金钢构件性能无损评价及试用考核。
[成果] 1700320035 江苏
V21 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:疲劳断裂理论是保障结构安全的损伤容限设计方法和相关材料性能试验标准的基础,其核心是裂纹端部场及其参数体系和以场的控制参数建立的断裂准则和疲劳裂纹扩展规律,但长期以来只有二维弹塑性断裂理论为基础。随着现代飞机结构大量使用整体结构和损伤容限与耐久性要求的不断提高,必须发展结构的三维疲劳断裂理论。经过近20年系统深入的研究,该项目在三维弹塑性断裂理论、方法和应用研究方面都取得突破性进展,主要发现点为:1.建立了三维弹塑性和蠕变裂纹端部场理论。克服了三维弹塑性裂纹问题数学求解的困难,证明离面应力约束因子T<,z>与J积分一样是弹塑性裂纹端部奇异场的控制参数,建立起三维裂纹的应力、应变奇异场的数学结构,获得了三维弹塑性裂纹端部奇异应力应变场的J-T<,z>理论解和三维蠕变裂纹端部场的C(t)-T<,z>解;提出了同时考虑离面和面内约束的线弹性、弹塑性和蠕变裂纹端部场的K-T<,z>-T、J-T<,z>-Q<,T>和C(t)-T<,z>-Q*三参数表征方法。2.发展了有限板中孔和缺口问题的弹塑性理论。获得了有限板中冷挤压强化孔边残余应力场的弹塑性解析解。揭示了三维应力约束对缺口应力集中和塑性变形的重要影响,发展了含孔结构抗疲劳断裂设计的理论基础。3.建立了考虑厚度效应的三维断裂准则和疲劳裂纹扩展寿命预测方法。提出了三维疲劳断裂的控制参数体系,建立了断裂韧性厚度效应的断裂准则,统一了不同厚度和载荷条件下疲劳裂纹扩展速率曲线,发展了谱载疲劳裂纹扩展寿命及其厚度效应的预测方法,并拓展到腐蚀疲劳情况。4.提出了一般三维裂纹体的断裂和疲劳裂纹扩展寿命预测方法。提出了基于三维约束理论的等效厚度概念,发展了基于穿透裂纹标准试样获得的材料疲劳断裂性能数据预测含实际三维裂纹的飞机结构损伤容限的能力,建立了飞机结构三维损伤容限分析和可预测设计方法。20篇主要论文被美国工程院院士Dodds教授、澳大利亚科学院和工程院院士Mai教授、Int. J. Solids Struct.主编Hills教授等41个国家和地区的452位学者高度评价和正面引用633次,SCI他引429次;8篇代表作SCI他引257次/他引380次,引起大量跟踪研究和大量大篇幅的引用。被欧洲结构完整性协会副主席Neimitz教授等学者称为“郭因子”、“郭的弹塑性理论”、“郭解”、“郭模型”等,发展了断裂力学经典理论,被列入断裂理论自1948年来的发展图谱,被列举为弹塑性理论发展的范例之一;被编入美空军残余应力计算软件和行业手册;已系统地应用于中国新歼、重型歼击机、歼教机、大型商用飞机等不同系列飞机型号的设计和研制,解决了型号研制难题和急需,促进了中国飞机设计水平的提升。成果还用于先进发动机验证计划和“西气东输”工程。围绕该项目指导博士后6名,培养博士13名、硕士20名。成果被设计方肯定为“该领域的重大技术创新,使中国三维损伤容限分析达到国际领先水平”。被鉴定“处于国际领先水平”。
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