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[成果] 1800140064 河北
TG333.7 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:板带钢是钢铁工业的高端产品,板带轧机高速稳定运行装备技术是保证生产过程和产品质量稳定的核心和高端技术,是钢铁工业智能制造需要解决的重大技术难题。近年来国外引进和国内自主设计的板带轧机都频繁出现轧机振动及产品质量稳定性问题,至今没有通用有效的解决方案,根本原因在于板带轧机动力学模型体系不完善、轧机设计中忽视了系统动力学对轧机性能的影响。 该项目综合考虑轧机辊系的柔性弯曲运动和刚性运动、运动带钢的刚性运动及弹性变形、轧制界面和变形区金属动特性,构建了基于辊系刚柔耦合特性的轧机系统动力学模型体系;开发了板带轧机刚柔耦合三维模态分析和动态仿真技术、轧机稳定性分析和振动控制技术,能够快速实现轧机和带钢的三维动态仿真、轧制过程稳定性判别并提出有效控制方案;创新研制四/六辊轧机静定辊系、浮动式弯辊装置和可调式轴移装置,实现四辊热轧和六辊冷轧一体化,同时开发了650四/六辊可逆轧机综合测试平台,面向社会开放、具有良好的示范作用。 该项目成功应用于首钢迁钢1580热连轧机组、2160热连轧机组、津西钢铁850轧机、燕山大学650四/六辊可逆轧机等7条生产线,近3年新增利润约1.65亿元。授权发明专利8项、发表学术论文20篇;获国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目、河北省杰出青年基金项目和多项企业联合攻关项目支持。高速板带轧机稳定运行动力学模型体系搭建、轧机稳定性控制技术的开发和工业应用,推动了轧机系统动力学模型理论体系的创新和冶金机械学科发展,显著提升了中国钢铁行业轧机故障诊断和振动控制技术的整体水平,促进了钢铁工业智能化理论技术的发展。
[成果] 1800140029 河北
U469.6 应用技术 汽车制造 公布年份:2018
成果简介:随着国家“一带一路”战略任务的进展,大型工程建设项目日益增多, 在国际开放竞争环境下,中国急需通过创新设计,打破受制于人的被动局面,制造具有自主知识产权、安全可靠的大型特种工程运输车辆及相关配套大型施工装备。 通过14年的艰苦奋斗,产学研用协同创新,燕山大学赵静一教授科研团队和秦皇岛天业通联重工科技有限公司、连云港天明装备有限公司、江苏海鹏特种车辆有限公司、秦皇岛燕大一华机电工程技术研究院有限公司产学研密切合作,建立研发中心,面向国家重大工程项目的特殊要求,建立了大型工程运输车辆数字化网络化的可靠性设计平台,完善了新产品研发的加工、制造、安装和调试阶段的工艺规范、质量管理体系及关键技术。 研发了完全自主知识产权,多种类型的自行式液压载重车、运梁车、提梁机、架桥机、运架一体机、驮桥车等系列产品,成功应用在相关工程领域;研发了多车联合作业的液压系统群协调控制技术,如两台1000吨驮运架一体车联合作业完成北京昌平西关环岛桥梁和三元桥改造,1700吨架桥机与两台850吨提梁机和四台425吨运梁车联合作业成功应用于科威特海湾大桥等;发明了分体式遥控操作超低巷道运输平台,首创了运输车动车组概念,解决井下采煤设备、液压支架等大型装备的安全快速运输问题;研发了多类大型精密特种装备快速运输车,如国家重大工程项目大型客机C919中机身快速运输车、长征火箭箭筒运输车等;发明了液压有源测试仪,提供了大型工程运输车辆故障诊断的新方法,同时为中国科学院国家天文台FAST工程液压促动器可靠性研究提供了现场监测实验;项目已授权发明专利105项,实用新型专利386项,发表相关论文300余篇,出版著作12部;形成了一系列相关企业标准;从2003年起至2013年底,秦皇岛天业通联等20余家企业新增销售额达数百亿,从2014年初至2016年底近三年累计新增销售额792893.71万元,新增利润132541.85万元,新增税收67543.37万元;培育了产学研深度合作的创新团队,与二十余家企业合作建立生产示范基地,培养博士后6名,博士17名及硕士175名;打破国外技术封锁和市场垄断,引领行业自主创新和技术进步,实现了中国大型工程运输车辆及其配套产品“从配角到主流,从低端到高端,从跟随到领先”的历史性突破。 燕山大学于2014年牵头成立了中国工程机械学会特大型工程运输车辆分会。
[成果] 1800140129 河北
TG335.11 应用技术 钢压延加工 公布年份:2018
成果简介:工业纯钛板具有密度小、比强度高、韧性好、耐腐蚀性强、耐高温等优异性能,已成为航空航天、海洋工程、化工及核工业的新型轻量化结构材料。板材轧机、常规热连轧机、CSP等都可用于生产纯钛热轧板,其中热连轧机组最先进,技术含量也最高,但生产难度也大。国内钛生产企业自2009年开始了纯钛板的研发,但由于起步较晚,生产技术难度较大,还未形成成熟、稳定的生产技术,产品质量水平普遍较低,市场竞争力较弱。攀钢在1450热连轧机组生产纯钛卷时,进行了设备及工艺等相关参数的攻关研究,提高了纯钛卷的生产顺行性,实现了连续批量生产,但仍存在粗轧头尾失(增)宽严重、精轧穿带的稳定性差、厚度控制精度差、表面缺陷多等问题,影响下游用户使用和正常销售。 为提高生产效率、降低生产成本,实现钢钛联合模式连续稳定生产高质量热轧钛卷,基于热连轧生产线轧制工艺,开展了材料物性参数、本构关系、精轧翘头控制、粗轧失宽量、形变机理差异、温度控制等关键技术研究。建立了热轧过程变形抗力模型模型、热力耦合有限元模型、轧制工艺模型等,进行了粗轧和精轧过程仿真,研究了轧制过程温度变化,粗轧过程中立辊/平辊轧后宽展变形,摩擦特性、辊速差异、辊径差异、轧件上下表面温度差异等工艺参数对头部翘曲的影响等核心问题,实现了钛钢联合生产纯钛卷的理论研究、设备和工艺技术的集成创新,解决了以表面缺陷和精轧翘头为代表的众多纯钛卷热连轧共性技术问题,搭建了钢-钛联合模式生产纯钛卷热连轧工艺平台建设,形成了包括理论、设备和工艺在内的系列有自主知识产权的成套关键技术。 自2014年至2016年底,热轧钛卷量累计为5090余吨,工序成材率达到96.5%以上,三年累计创造经济效益5092万余元,产品外形质量、厚度公差、化学成分、组织性能等均满足标准和用户使用要求,综合实物质量国内一流,增强了中国钛产业技术含量和国际竞争力,实现钛产品高值化的客观技术要求。
[成果] 1900010412 上海
TP13 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:该项目属于自动控制理论与应用领域。网络系统是融合控制和信息通信的多维动态系统,它既包含复杂的物理过程、大量的感知和执行装置,又包含它们之间基于网络的通信连接。这类系统具有维度高、动态性强、通信协议和配置深度嵌入等特性,对其分析和设计异常困难。2002年,由19位国际顶尖专家撰写的《控制、动力学和系统未来方向》报告指出:“信息与控制交互耦合”、“基于局部信息的决策”是网络环境下控制系统的基本特征。如何实现信息感知分布性、控制适应性、整体协调性,已成为网络系统研究的新挑战。自2001年,该项目聚焦“网络系统感知机理与协同控制”这一科学问题,取得了如下主要发现: (1)表征了分布式感知性能受拓扑结构和传输能力的约束关系,揭示了网络感知能力与通信资源均衡性的正相关规律。率先建立了综合分布式估计和信息交互的网络感知模型,构建了异构估计算法“新息”更新和迭代的统一架构,阐明了局部信息交互模式下估计收敛速度和感知精度与拓扑结构的解析关系。建立了基于多重博弈理论的无线感知网络功率分配策略,提出了自激励学习方法,实现了网络通信资源分布式均衡优化。通过感知机制和信息交互机制的联合设计,提升了分布式感知能力,为感知网络部署和最优估计建立了理论依据。 (2)阐明了网络系统的级联和关联非线性耦合模式对控制性能的影响,系统地提出了非完整信息下级联递推与关联分散协同设计方法。基于“横向级联、纵向关联”的系统结构分解思想,首次建立了级联非线性系统的自适应补偿反演控制策略,避免了反演控制的“循环迭代”;提出了关联非线性系统强稳定裕度分散控制方法,突破了传统方法仅能处理已知关联耦合的局限。综合反演递推与分散补偿,实现了非完整信息下网络系统的低复杂度协同控制。英国皇家工程院院士S.K.Spurgeon评价为“非线性关联系统少有的研究成果”,加拿大工程院院士A.El Saddik将项目提出的方法成功应用于微型飞行器自适应控制系统。 (3)刻画了网络子系统间的非对称传输时延特性,建立了确保网络系统主从协同稳定性和透明性的受限感知反馈新机制。建立了网络主从子系统前向、反向的非对称时变传输时延模型,提出了并行分布式镇定控制方法。针对非对称时延导致的主从端状态跟踪偏差问题,提出了基于位置感知和直接力矩感知的主从协同稳定性判定准则,突破了传统波变换方法处理时延的局限性,提升了主从透明性。开发了远程网络随动系统,在“三一重机”无人挖掘机中实现应用。 8篇代表性论文均发表在IEEE汇刊和Automatica等知名期刊,SCI他引466次,总他引769次,Google Scholar引用934次,其中4篇入选ESI高被引论文。第一完成人由于在非线性系统控制相关基础理论的贡献当选IEEE Fellow,其带领的“网络系统设计、控制与优化”研究团队入选国家自然科学基金委创新群体(2012)。第一、第二完成人入选Elsevier中国高被引学者(2014-2017)。第一、第三完成人获得“IEEE Trans. Fuzzy Systems Outstanding Paper Award”(2008)。项目组成员担任多个IEEE汇刊编委,入选杰青、长江、优青等人才计划8人次。该项目研究成果曾获2006年和2016年教育部自然科学一等奖。
[成果] 1900010404 北京
TP273.8 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:随着科技的发展,控制系统日益复杂,仅采用微分方程无法精确描述复杂的控制系统(如含有挠性旋转太阳帆板的卫星控制系统),需要用含有代数约束的奇异系统模型描述。同时,系统参数存在随机跳变(如卫星系统部件失效、载荷释放)、参数不确定(如卫星系统燃料消耗与加注、附件收缩)、外部环境干扰(如卫星转动受气流、地磁扰动、空间碎片撞击)、输入信息随机不确定(如卫星太阳能电池阵辐射、干扰力矩)、传输信息随机不确定(如间歇性观测、电离层和对流层时滞)等原因造成系统的随机与不确定性,对其进行状态最优估计及精确控制十分具有挑战性,开展相关研究具有重要理论意义和实际工程应用价值。 该项目主要科学发现总结如下: 针对具有输入和传输信息随机不确定性的动态系统状态估计关键问题,发现了非线性滤波随机稳定性、收敛性与通信能力极限之间的关系,提出了间歇性观测条件下无迹卡尔曼滤波器的设计方法,提高了随机非线性系统状态估计精度;发现了控制系统中不同传感器的噪声相互关联并与前一步的噪声耦合条件下的最优状态估计机理,设计了最优序列分布式融合方法,减小了滤波的理论均方根误差;提出了Delta算子卡尔曼滤波方法,统一了连续-离散卡尔曼滤波理论,获得了Delta域内滤波器收敛性的充分条件,解决了快速采样系统的最优状态估计问题。 针对具有系统参数随机跳变的动态系统控制问题,发现了奇异矩阵及其转置矩阵零空间基底与奇异系统可容许性之间的内在关系,获得了奇异随机跳变系统可容许性的充分必要条件,给出了状态反馈控制器的解析设计方法;以虚拟控制输入取代滑模面,提出了基于虚拟控制输入的随机自适应干扰抑制方法,设计了估计未知不确定性上界的自适应律,解决了未知干扰上界条件下的随机跳变系统干扰抑制难题。 针对具有外部干扰的不确定系统控制问题,发现了存在非匹配参数不确定性系统的滑模面设计凸优化特性,提出了鲁棒滑模控制器设计方法,保证了系统的快速响应和强鲁棒性;设计了具有非匹配未建模动态和外部干扰上界未知条件下复杂不确定非线性系统的自适应模糊输出反馈滑模控制器,突破了传统自适应模糊滑模控制理论依赖于状态完全可测的局限性;设计了自适应滑模控制器和复合抗干扰控制器,解决了空间飞行器系统外部干扰和惯性矩阵不确定条件下的姿态控制问题,提高了空间飞行器姿态控制的快速性和精确性。 8篇代表性论文发表在Automatica和IEEE Transactions on Automatic Contral等控制领域权威期刊上,总他引918次,SCI他引704次,单篇最高SCI他引169次。该项目成果得到了Automatica主编Andrew R. Teel教授等引用和正面评价。项目成员中1人获批教育部长江学者特聘教授和国家杰出青年科学基金项目资助,1人获北京市优秀博士论文荣誉。
[成果] 1900010027 黑龙江
TE357.46 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2018
成果简介:该项目属于石油测井领域。储层开发动态监测技术是多层系开发油田重要配套技术,贯穿于开发全过程,为储层动用评价、开发方案优化、油藏数值模拟、油水井异常诊断,以及油水井压裂、堵水等增产措施提供极为重要依据。进入“十一五”,大庆长垣老区进入“双特高”阶段,为延长老油田开发寿命,实施了老区控水挖潜、大规模化学驱采油。同时为有效动用储量巨大的外围低渗透油藏,应用了co2驱、大规模压裂、水平井等技术。这些油藏工程技术实施高度依赖于分层动态监测资料。但多种驱替介质、复杂注采管柱工艺,为油水井分层监测带来了极大挑战,国内外均无适应技术。在国家科技重大专项和863计划的支持下,经过十余年攻关,实现了水驱、化学驱、CO2驱监测方法的重大突破,形成了系列原创技术,为延长老油田开发寿命、进一步提高采收率和开发边际油田提供了强力支撑,为保障国家能源安全做出重大贡献。经专家鉴定:技术成果总体达到国际先进水平,填补多项国内空白。 针对老油田特高含水水驱精细挖潜:首次研发了光纤探针低流速油气水三相流测井、高分辨率电导含水率测井、容积式低流速油相流量测井技术。含水分辨率由3%提高到1%,油相流量测量下限低至0.3m3/d。实现了气相的直接测量及高含水复杂流体的准确测量,为老油田控递减、控含水提供了关键支撑。 针对老油田化学驱:建立了非均匀场电磁流量计理论模型,奠定了电磁法应用于高粘滞流体测量的理论基础;首次研发了注入井电磁-示踪流量组合测井技术,发明了与化学驱体系配伍良好的低扩散示踪剂,大幅度拓宽了测量范围和测量精度,油管和套管内测量下限分别达到0.5m3/d和3m3/d;首次研发了采出井无可动部件电磁相关流量测井技术,实现了高粘滞复杂流体的高可靠测量。率先形成了化学驱分层监测技术,为化学驱大规模应用提供强力支撑。 针对边际油田应用水平井和CO2驱开发:首次研制了集流型水平井组合测井仪,开发了牵引器预置测井工艺,流量测量误差5%,实现了中低产液水平井测量,为避免水平井因暴性水淹导致报废、延长水平井寿命提供了监测手段;首次提出了CO2驱注入井脉冲中子氧活化测井方法,研制了耐腐蚀高可靠测井仪和安全测井工艺设备,流量测量误差5%,实现了超临界流体非接触测量。 近三年,系列技术在大庆油田全面应用,并在吉林、青海、冀东、蒙古等国内外油田推广。累计测井5.6万井次,收入12亿元;依据测井资料实施油田重大开发方案调整和增产措施,增油170余万吨,新增销售额39亿元;减少注水9505万立方米及产液4814万吨,降成本12亿元;有力支撑了老油田经济有效开发,经济效益和社会效益十分显著。提供了多层系开发油田多种驱替方式下动态监测技术成功应用的范例,可在国内外同类型油田应用。 授权发明专利23件、实用新型专利33件、软件著作权10项。制订行业及企业标准16项,发表论文112篇(SCI/EI21篇),出版专著1部,获省部级奖励2项。培养了包括长江学者、企业技术专家、博士、硕士的大型研究团队。
[成果] 1900010516 河北
TG333.72 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:立项背景:冷轧带钢属于高端钢材,主要用于高档汽车、家电、电子板,高精度板形(6-10I)是其重要质量指标。冷轧带钢具有高速重载、大宽厚比、多参数、非线性、强耦合、时变性的特点,质量要求高,技术难度大。板形在线检测与控制是冷轧带钢特别是宽带钢(1000mm以上)的核心关键和高端技术,是我国钢铁工业和高端装备智能升级急需解决的重大技术难题。长期以来,板形测控技术被瑞士ABB、德国西门子、日本三菱等国际大公司所垄断。国内只有少数冷轧机依靠进口装备了板形测控系统,大多数冷轧机依靠目测和棍棒敲击检测板形,手动调整,板形质量低,不能用于高档汽车、家电板。进口系统价格昂贵,技术保密。 为打破国外垄断,实现用自主国产板形测控系统生产高档汽车板的梦想,在国家科技支撑计划、国家863计划、国家自然科学基金和校企合作项目的支持下,该项目历时10余年,自主发明研制了高精度宽带钢冷轧机智能板形测控系统,并成功进行了一系列工业应用。 主要技术发明2项:(1)发明研制整辊无线智能型板形仪,包括检测精度和辊面质量高的整辊无缝压电式板形检测辊、稳定可靠抗干扰的无线式集成化板形信号传输装置、基于通道解耦、误差补偿和模式识别的高精度智能化板形信号处理技术,实现对在线板形的精准检测和深度感知。(2)发明研制智能板形控制系统,包括条元法与遗传算法协同的板形设定智能控制、条元法与神经网络协同的板形闭环智能控制、模糊控制与神经网络协同的板形调控装置智能PID控制,实现高精度高速度板形在线控制。 知识产权与第三方评价:授权发明专利30项、计算机软件著作权30项,主持制定国家标准2项,发表论文50篇。获河北省技术发明一等奖1项、中国机械工业科学技术一等奖1项。鉴定结论:达到国际领先水平,是我国冶金工业和高端装备领域核心技术创新,对产业升级具有推广应用价值。验收意见:首创整辊无线式板形检测辊,建立系统的板形控制数学模型,完成规定目标任务,通过验收。用户报告:板形从普通精度(15-20I)提升到高级精度(6-10I)。 技术经济指标:板形检测分辨力0.2I,板形控制精度4-6I,闭环控制周期100ms,闭环投入轧制速度60m/min,检测辊辊面硬度60HRC。5项主要技术指标好于瑞士ABB、德国西门子、口本三菱等公司的国际先进水平:0.5I, 8-10I, 200ms, 90m/min, 55HRC。与引进系统相比,该项目技术装备是国外同类技术价格的30%,每套节约投资1000万元。 应用及效益:该项目整体技术已应用于鞍钢1780和2130mm、河北钢铁1050和1550mm、马钢1720mm、江苏九天光电公司750mm、燕山大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心650mm等7套带钢冷轧机,近3年新增销售额76亿元,新增利润和节支7.1亿元。带钢板形达到高级精度,用于一汽奥迪、上海通用、格力电器等高级汽车、家电板,顶替进口,出口美欧日韩等。
[成果] 1800130348 北京
U448.121 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:1、研究目的:滨北线松花江公铁两用桥在哈尔滨市区跨松花江,作为滨北线的关键性控制工程,是集铁路、公路为一体的重要越江通道,是严寒地区规模最大、跨度最大、用钢等级最高的双层整体正交异性钢桥面、板-桁结合公铁两用特大桥。该桥设计最低温度-43℃,对低温承载结构的安全性和耐久性要求极高,如何防止低温脆断,是急需突破的关键技术问题。项目团队自2009年初成立,以滨北桥工程为项目依托,研发低温环境公路、铁路桥梁钢结构成套建造技术,涵盖设计、材料、制造和施工,目的是突破桥梁钢结构抗低温脆断集成技术,开发出低温环境桥梁钢结构产品,实现高品质制造和应用,形成低温桥梁钢结构技术标准和工法,为严寒地区钢桥的设计建造提供技术依据和工程经验。 2、主要技术创新点: (1)结合严寒地区滨北桥的设计,开展了正交异性钢桥面板的设计方法及构造研究,形成了适应严寒地区的结构设计原则和构造细节,提出了耐低温、防腐蚀、防排水性能优良的道砟槽结构及梁端伸缩装置。 (2)根据-43℃低温环境的要求,研究确定了合理的冲击性能特征值标准。提出了改善Q420qE钢焊接性能的“钒-氮处理”微合金化新技术、改善Q370qE钢焊接性能的“降碳增镍”与“控轧+正火+适当控冷”的材料热处理新技术,为解决低温构件防脆断问题奠定了材料基础。 (3)优化确定了适用于低温环境桥梁结构的焊接工艺参数,采用先进的正交异性钢桥面板单元自动化焊接系统,解决了低温桥梁钢结构焊接质量控制问题,提高了正交异性钢桥面板的疲劳性能。 (4)研制了耐低温、具有回转过墩功能、可连续检修多孔桥梁的自行式检查车,提高了养护维修效率。 3、成果产生的价值:项目成果支撑了工程的顺利进行,完成了低温桥梁钢结构的设计、焊接制造、工地拼装及桥位施工安装,累积制造产品5.27万吨,销售收入59435万元、新增利润4947万元、上缴税收3571万元,吨钢结构降本230元、节支总额1212万元,缩短工期4个月。 项目取得发明专利4项、实用新型专利3项、钢梁制造标准1项、施工工法1项等成果。已应用于北京冬奥会京张高铁官厅水库特大桥工程,对本市经济社会的发展做出了贡献。还将广泛应用于严寒地区大型公路、铁路钢结构桥梁的建设,促进该地区交通、经济和社会的持续稳定发展,提升钢结构高端产品自主研发的能力,带动桥梁、建筑、钢结构、冶金等诸多行业的发展和技术进步。
[成果] 1900010517 河北
TL815 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:太空是继陆地、海洋和空中之后人类活动范围的第四疆域,“开拓天疆”已被视为关系国家重大利益的战略选择。空间存在着高能粒子(主要是电子和质子)、碎片、超高真空等苛刻环境,对卫星、II船等空间飞行器及其器件的设计、运行、寿命均产生显著影响。以往,我国有关空间环境的实时数据匮乏,空间飞行器设计与运行主要依据地面模拟数据和国际拿来数据(有时甚至于使用平均数据),超过盈加固设计和运行状态难保障成为突出问题。该项目主要针对空间飞行器服役中影响最大的离能粒子和微小碎片实时探测与防护这一国际难题,历经十余年攻关,发明了全新的探测关键材料与技术,突破了探测器与防护结构研制中的关键材料制约环节,建立了整套稳定、可靠的生产技术及标准,在技术思路、原理、方法上实现了重大突破和自主创新。主要发明如下: 1、通过高能粒子与材料的作用机制研究,发现原子序数相差显著的两种材料形成的层状界面和内部相界面对高能粒子具有突出的散射和减弱作用,由此发明了多界面耦合铝钨复合材料,用于屏蔽干扰粒子和对器件的防护。解决了以往屏蔽材料高能粒子辐照损伤和超重的国际性难题,屏蔽效果比国际上现用材料提高了56%,并减重45%。在此基础上,进一步发明了基于PIN探头的空间高能粒子探测装置,4次通过资源卫星搭载实现了空间多能档电子和质子的准确测量。2015年3月成功在轨探测到磁暴现象,获得实时高能电子通量2.32×105e/cm2·sr·sec,是平静期的5倍。新技术为多个空间任务的顺利执行提供了重要保障,并大量推广应用于空间电子元器件的高能粒子辐照防护型号设计中。 2、通过微小碎片与材料超高速撞击动力学机理研究,发现微小碎片撞击引发的电信号变化和形成碎片云的形态与被探测碎片的尺寸、动能之间存在着特定物理关联。由此发明了高强韧锆合金和TiN-AIN-TiB2材料,并开发出空间微小碎片探测新技术,率先实现了0.1mm-1cm空间微小碎片体积、速度、能量和通量的高精度探测。相关技术已成功通过验证,为天宫号等多个空间任务的防护结构设计提供了技术支撑,确保了空间任务的顺利执行。 3、针对航天器微小碎片撞击难防护的国际性难题,通过系统的超高速撞击试验,发现高强度材料与高塑性材料层状复合对入侵碎片具有突出的碎化、熔化和雾化作用。解决了强塑复合材料轧制协同变形关键技术难题,开发出钛铝镁、锆铝等强塑复合材料。发明了具有完全自主知识产权的空间碎片防护结构,与国外碎片防护技术相比,在碎片速度7km/s时,弹道极限从4.05提高到7.28mm,防护能力提高了79.8%。相关技术在天宫号空间实验室上成功应用,并被纳入我国空间站关键部位碎片防护设计中。 相关技术已在载人航天、探月工程、对地观测等大空间任务和国内近百家相关部门、企业推广应用,近三年新增产值148948万元,取得了显著的社会经济效益。申请国家发明专利45项,已授权32项;发表SCI论文179篇,SCI他引2136次。Nature Mater.,Science等论文对相关工作给予了高度的评价。
[成果] 1900010623 河北
TP273 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:项目属于工程机械的大型工程运输车辆新领域。随着国内外超级工程建设 (高铁、大飞机、火箭发射等)项目剧增,常规铁路公路运输难以满足使用要求,大型工程运输车辆凸显其重要性。虽有部分引进,但很难满足需要。同时,大型桥梁施工时多车联合作业的倾翻、掉梁事故,煤矿井下大型设备狭窄巷道快速转场的碰撞事故,复杂路况大型精密构件快速通过的震动损害都是世界性难题。项目成果得到国家自然基金、国家重点新产品项目及企业委托项目支持,通过产学研密切合作,针对上述问题,为国家重点建设工程自主研发多类大型工程运输车辆及施工装备,实现产业化。主要技术发明如下: (1)提出多车联合作业协调控制方法,发明多种能够承重自助均衡的大型工程运输车辆与架桥机组联合作业的新工法及同步、支撑、调平和监测关键技术,同步误差小于32mm,调平精度达到0.25度,成果广泛用于高铁/公路桥梁建设运架提成套设备和快速换桥施工装备,完成了国内外上百项重点建设工程。如高铁隧道内外通用架桥机解决了大型预制梁精准通过隧道的难题,完成北京昌平西关环岛和三元桥快速换梁(2*1000吨驮桥车)和科威特多哈60m跨距双幅海湾大桥架设(1700吨箱梁7车联合作业),解决了复杂环境、多变负载时多车重载联合作业出现掉梁、倾覆等世界性难题。 (2)提出井下分体式液压动车组理念和基于空间姿态识别的全液压独立转向协同控制理论,首创发明了巷道分体式无轨快速运输车及其制造关键技术,90°转弯半径最大偏差小于0.6m、转角误差小于1rad,发明了液压缓降登车桥、防爆减展与升降装置。成果应用于世界首台分体式巷道连采设备快速运输车,已研发了四代产品,与国内外巷道运输车辆相比,承载能力提高3-5倍,达80-150吨,满载速度5km,转弯半径小于7m。解决井下大型采煤设备及巷道特种装备等安全快速运输的世界性难题》 (3)提出了基于复杂路面、行驶状态和空气动力学耦合的快速运输车多参量耦合建模协同控制方法,原创发明了多种特殊装备运输车及其高频响、高顺应性的液压缓冲鹅颈和空气导流、减振装置制造关键技术,振动加速度降低至1.8g以下,气动阻力减低49.1%,成功完成C919中机身(运输距离1200km)、长征火箭箭筒、Y-20与Y-8飞机部件、核电站模块等国防、民用大型装备快速运输任务。解决了大型精密特种装备在复杂工况下快速通过时振动冲击损害难題。 成果授权发明专利42项,专著6部,其他知识产权百余项,获得机械工业科学技术一等奖和中国铁道学会科学技术一等奖,制定国标/企标8项。行内专家评价成果为国际领先水平。拓宽大型液压载重车的应用领域,推动产业结构优化升级,建立完善的生产制造体系及质量标准,技术成熟度达到国军标《GJB 7688-2012》8级,部分产品9级;企业近三年经济效益达80亿元;培养了6名博士后,17博士及175名硕士研究生。打破国外技术封锁,产品走向世界,推动大型工程运输车辆装备中国创造的跨越发展。
[成果] 1800180646 上海
V271.1 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2018
成果简介:大型客机是一个国家科技水平和工业体系的综合展现,其主要生产商为波音和空客,覆盖了全球90%以上的市场。大型客机对于科技工业的进步具有极高的带动作用,辐射的相关产业规模巨大。发展大型客机是提高中国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略举措。高可靠与高安全是民用飞机的突出特征,大量关键技术亟待突破。 飞机液压系统为飞机操纵和控制提供动力,液压管路则是飞机的“血管”。现代大型客机液压管路网络具有“长、散、杂”的特点,全机管路数量多、长度长、壁厚薄(C919飞机1186根、884米、小于1毫米);空间形态各异,遍布全机;载荷环境恶劣、且相互交叉耦合(振动过载超过10G、工作温度-40℃~135℃)。进而带来安全风险高、设计精度差、构型管理难问题。美国空军评估飞行事故中大约43%与管路的故障有关,中国某型飞机总装阶段出现过单架机超过40%的管路报废。 面对国家重大需求,中国商飞上海飞机设计研究院、伊顿上飞航空管路制造有限公司、燕山大学、浙江大学、北京航空航天大学组成了该项目组,在国家大飞机专项计划、国家自然科学基金的支持下,历时8年,建立了一套高安全的飞机液压管网设计方法,形成了高效率的设计技术手段和路径,提出了涵盖设计、生产及维护全周期的规范体系,取得了如下创新成果: 1)建立了高安全的大型客机液压管网设计方法。以安全需求为牵引,提出了高可靠冗余的管路系统架构,给出了管路系统动应力控制方法,首次开展了多维失效下管网生存能力的评估研究,从而提高了C919飞机液压管路系统的安全性。 2)建立了飞机液压管网的全数字化集成与管理体系。给出了基于数字化平台的管路系统协同设计方法,首次提出管路产品与飞机构型的一致性确认原则,建立管路系统装配误差控制技术,形成了设计流程管理的成套规范,实现了飞机液压管网的主动、正向设计,极大地提高了管路网络的设计效率和质量。C919飞机取消了管路取样流程,完全实现了数字化设计装配,管路装配0报废。 3)给出了飞机液压管路系统的虚拟验证与优化技术。开展了基于虚拟验证的管路系统性能、重量以及装配与维护的最优设计,并首次开展了闪电环境下机翼管路的防护验证。 该技术成果共编制72份标准、规范及流程,发表31篇技术论文,授权专利11项。 经济效益和社会效益:技术成果已在C919飞机液压管网络设计上得到应用,并取得巨大成功,缩短研制周期超过6个月,产品装配一次成功,保障了C919飞机的顺利首飞,成功支持国家重点型号研制。相比传统方法,C919飞机管路研发、制造成本共计节省¥4.85亿。自主开发的设计验证手段、规范体系对于大型客机国产化有重大意义。 促进行业科技进步作用:提升了企业产品的研发效率,更具国际竞争力,实现了中国复杂飞机液压管路系统的技术飞跃,打破了国外技术封锁和市场垄断,引领了行业自主创新和技术进步,培育了产学研深度合作的创新团队。
[成果] 1900010073 陕西
TG335.12 应用技术 钢压延加工 公布年份:2018
成果简介:中国大型石油化工、超超临界火力发电、核电等行业的高速发展,对大口径耐高温、高压、耐腐蚀不锈钢管和镍基合金管的需求急剧增加。以往大口径无缝管主要由锻坯经机械加工制得,该工艺材料利用率低,生产效率差,价格高。国际上由俄罗斯EZIM和德国MEER公司供货的大口径冷轧管机最大产品外径仅为f450mm,开发自主高品质大口径无缝管生产装备与工艺技术势在必行。 自2008年开始,中国重型机械研究院股份公司联合国内五家单位,产学研用联合攻关,对大口径无缝钢管两辊冷轧成套装备及工艺进行了深入系统的研究,对以下四个方面开展了多项技术创新: 曲轴+平衡轴的双轴偏心水平质量平衡系统。提出了对具有极大运动惯量平衡的双轴平衡理论和优化的配重策略,解决了对重达140吨的机架高速往复轧制时产生的巨大交变惯性力的平衡,惯性力峰值降低约70%。减小了对设备的冲击和引起的振动,提高了轧制速度和高速生产时设备的稳定,轧制速度是单轴平衡的2倍。 分散多动力的大功率交流伺服控制回转、送进新技术。解决了大惯量冷轧管机交变冲击载荷下回转、送进系统不可靠的难题,实现了对由长度达30m的大直径回转体、大口径管材间歇送料与高速连续轧制机构组成的联动系统轧制节奏的协同耦合,保证了管材送进量和回转角度的精准控制,提高了成品管的尺寸精度,实现了φ730mm最大成品管外径偏差±0.6mm,壁厚偏差±0.5mm的精度控制。 高效大口径管坯侧向上料技术。提出了适于大吨位管坯侧向上料的新方法以及与之相适应的芯棒杆锁定及调整机构,解决了大口径管坯端部上料时因内外表面频繁严重划伤而致废和上料时间长、效率低的难题。新技术的应用,将单根上料时间由约8分钟缩短到3分钟,大幅提高了生产效率,保障了成品质量。 大口径管材生产两辊孔型设计数学模型。首次建立了基于轧制力沿变形区均衡分布的大口径冷轧管孔型设计模型,模型中综合考虑了设备刚度,材料特性,轧制制度,成品精度,孔型磨损等重要因素,根据生产实际构建了大口径管材孔型设计工艺数据库,最终在国际上首次实现了最大外径达φ730mm,最大壁厚50mm的大口径高品质冷轧无缝管材的工业化生产。 项目获得2017年度中国机械工业集团科学技术一等奖,共获得授权专利25件,其中发明专利9件,发表论文11篇。鉴定认为:“该项目具有完全自主知识产权,创新性强,研制出世界最大规格两辊伺服冷轧管装备,总体技术达到国际领先水平”。 项目成果已实现工业化应用,具备了参与国际市场竞争的技术能力,推广应用系列化冷轧装备20多台套,实现销售总额约1亿元。主要应用单位近三年共生产大口径无缝管约3万吨,大量应用于投资额466亿元中石化惠州炼化二期及中石油、中海油等国家重点项目建设,实现新增销售额10.2亿元,新增利润1.7亿元。该生产工艺相比锻管、拉拔具有明显节能降耗,材料利用率高的特点,经济效益、社会效益和环保效益显著。
[成果] 1900010066 黑龙江
TG316.2 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2018
成果简介:为了扭转能源装备超大型锻件依赖进口供货并受制于人的被动局面,中国第一重型机械股份公司联合国内优势企业及院所协同创新,投入研发资金十余亿元,历时八年,开展了千余次各类试验,超额完成了国家科技支撑计划及重大专项的研制任务,取得了多项具有世界领先水平的重大突破。主要科技创新成果如下: 突破核反应堆压力容器锻件结构设计禁区,首创出一体化锻件,提高了核设备的安全性。发明了“法兰反向预成形”等锻造技术,研制出厚壁法兰、接管与球形封头三件合一的一体化顶盖;发明了“渐变拉深锻造成形”等制造技术,研制出过渡段与下封头合二为一的超大“钟形”一体化底封头。 创造性地将超大型锻件的自由锻造提升为胎模锻造、仿形锻造及近净成形锻造,改写了超大型锻件只能是“傻大黑粗”的历史。发明了“在特殊模具内分步旋转锻造技术”,用万吨压机实现了带超长非向心管嘴的超大异形水室封头锻件的仿形锻造;发明了“压挤组合的全压应力胎模锻造技术”,实现了特厚巨型管板锻件的近净成形锻造;发明了“非对称锁紧式半球体夹紧装置”,实现了水室封头锻件向心管嘴的翻边成形。不仅锻造流线连续,而且节材30%以上。 首创出附具与锤头变角度及端部限位的独特锻造方法,发明了双端不对称变截面筒体锻件近净成形锻造技术。实现了内外带法兰的超大接管段和两端带直段的超大锥形筒体锻件的近净成形锻造。锻造流线连续,节材25%以上。 提出了低硅控铝钢冶炼超纯净钢液的创新思路,解决了超大型钢锭宏观及微观偏析等世界性难题。不仅化学成分均匀,而且使得二代核电压力容器顶盖等超大、实心锻件UT检测合格率达100%。 创建了新型真空铸锭用保护浇注数学模型,发明了由带浇注箱体的中间包、整体塞棒等组成的保护浇注系统,解决了钢锭浇注过程中钢液的二次氧化及钢渣卷入钢锭模的世界性难题。研制出了世界最大的超纯净钢锭。用超大超纯净钢锭已批量生产出整体锻造的汽轮机低压转子,实现了轴类锻件的极端制造。 支持项目的授权发明专利8项,实用新型专利7项,编制国家和行业标准19项,撰写并出版专著1部,发表论文30余篇。行业鉴定专家评价:“大型先进压水堆核电核岛主设备超大型锻件制造技术达到了国际领先水平”;“整锻低压转子锻件产品性能指标和主要核心技术居国际领先水平”;“超大型钢锭(600吨以上级)研制及共性技术研究整体技术填补了国内空白,达到了国际领先水平”。获省部级科技进步特等奖两项。 超大型锻件极端制造技术创新成果解决了中国能源装备发展的瓶颈问题,显著促进了大锻件制造行业的整体技术进步成果已广泛应用于核电、火电、水电等能源装备的超大型锻件制造,累计增加销售收入87.7亿元。具有世界领先水平的超大型锻件核心制造技术将为中国能源装备走出去做出更大的贡献。
[成果] 1800130329 北京
TM615 应用技术 电力生产 公布年份:2018
成果简介:近年来,在能源危机和环境问题的双重压力下,利用清洁可再生能源发电已经得到全球的强烈关注。光伏发电作为一种新能源发电形式,是解决能源和环境问题、实现经济可持续长期发展的一个推力和着力点。虽然中国建设了大量光伏电站,但以下技术难题一直未得到有效解决。(1)光伏组件匹配、系统设计、设备选型等都会影响光伏发电系统能效,导致部分光伏发电效率低于80%;(2)随着光伏电源渗透率的提高,配电网的电压偏差、电压畸变等电能质量问题变得十分突出和复杂,成为阻碍光伏电源高密度、大规模并网的主要瓶颈。因此,针对光伏组件、逆变器等研究光伏发电系统能效测评方法及光伏引起的电能质量治理技术,是优化系统设计、指导配网运维管理、提高光伏发电效率的关键。 该项目全面分析了光伏发电系统及接入配电网后的运行特性,解决了光伏发电系统能效问题和由于光伏发电引起的电能质量问题。共获得发明专利授权3项、受理5项,实用新型专利授权3项、受理7项,软件著作权1项,发表论文10余篇,其中核心以上论文5篇,项目主要技术创新点如下:(1)提出并建立了计及风速影响的分布式光伏阵列发电输出特性及分布式光伏发电系统能效模型,实现了光伏阵列的输出在线预测,解决了分布式光伏发电设备级和系统级的能效测评问题。(2)提出一种新型光伏发电系统,对发电系统的太阳能光伏发电装置、汇流箱等组成的结构、功能均提出了改进方案,实现了光伏板充分吸收太阳光且输出能量稳定。(3)提出基于低通滤波控制策略的光伏并网逆变器谐波谐振治理方法,满足了光伏发电系统接入配电网的技术要求,解决了大规模光伏并网的谐波谐振问题。(4)提出基于光伏逆变器剩余容量的配电网有功无功协调控制策略,充分利用并网逆变器剩余容量,实现无功功率输出,解决了含光伏配电网电压越限问题。(5)提出基于广泛学习量化的含光伏微电网优化运行策略,提高了含光伏微电网的供电安全性与可靠性。 项目经过成果鉴定,一致认为该项目达到国际先进水平。研究成果已在京冀晋的配网示范区和长沙威胜科技园区等进行试点应用,所设计的光伏发电系统达到了组件发电量可预测、系统设备可监测、能效数据可分析,运营维护可调节控制,谐波谐振可治理,电压越限可调节的应用效果。通过合理制定系统建设方案、提升系统发电量和减少人工运维成本,增加试点单位经济效益达1200余万元。成果的应用可缓解京津冀雾霾,减轻环保压力,此新能源项目具有良好的应用效果和推广前景。
[成果] 1800130361 北京
TM715 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:1.研究目的:配电网作为电网的终端,担负着重要的社会责任,其建设水平直接关系到国民经济与社会发展。近年来,国家将配电网建设改造作为“稳增长、防风险”的重要措施,发挥其在扩大内需与服务民生中的重要作用。配电网规划设计是配电网建设的重要环节,直接影响建设改造的成效。配电网规划设计中存在缺乏规划协调性、缺乏统一的设计原则、缺乏建设评估方法、工程设计数字化及智能化水平较低等突出问题,同时配电网面临着分布式电源、电动汽车接入带来的安全性、可靠性、电能质量等问题。该项目针对上述问题,以提升配电网规划设计水平为目标,以智能化、模块化为指导原则,开展配电网规划设计相关理论与方法研究,并推动研究成果的工程应用,为源网荷协调发展、构建智能配电网、提升配电网建设质量和效率、促进电力技术进步创造条件。 2.主要技术创新点: (1)提出了涵盖各电压等级、源网荷一体及一二次协同的配电网模块化规划方法,通过对含分布式电源与电动汽车接入的配电网规划设计的研究,形成了一系列相关标准,同时,建立了考虑电网风险的配电网规划模型,并依托相关成果,研发了配电网灾损评估分析及运行管控应用软件。 (2)研发了配电网开关规划及可靠性分析系统,并建立了基于可靠性、经济性、实用性的配电自动化建设效果评价体系,为配电自动化建设效果评价提供理论指导和技术支撑。 (3)提出了基于故障方向测度的配电网故障定位方法,并对配电网电能质量相关问题进行了分析,研究成果为配电网故障诊断和电能质量评估提供了理论依据。 (4)开发配电网工程智能化设计系统,构建可存储设备数字化模型,实现智能识别和校验相关技术参数,具备平面布置、杆塔优选、路径优化等智能化设计功能。 (5)提出一种地理信息与工程测绘数据的融合方法和基于分阶段求解的架空配电线路路径方案优选方法。 3.成果产生的价值:项目提出的配电网模块化规划技术和配电网协同规划模型方法,有效指导国网各省市公司开展模块化规划。配电自动化建设评价体系、电网故障定位及电能质量评估等研究成果从规划和运行评估角度全面提升配电网供电可靠性和电能质量。基于项目研究成果,开发了相应的工程设计系统(平台),已在多个省市配电网规划设计工作中得到推广应用。配电网工程系列典型设计已出版发行,全国超过20个省级电网企业参照执行,对配电网设计的标准化起到了关键的支撑作用,有效保证了设计成果质量。
[成果] 1800070058 河北
TF125.22 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2017
成果简介:该成果属于材料科学技术领域。当今社会,能源枯竭与环境恶化逐渐凸现出来,已经成为关系中国社会能否持续发展的最关键问题。尤其日益加剧的雾霾敲响了节能减排的警钟,轻量化成为了国人的一项治本之策。如何采用轻质的镁/铝合金结构材料替代传统的钢铁器件,成为了材料界和产业界所共同面临的迫切课题。加强新材料应用基础攻关研究、产业化推广已在“十二五”、“十三五”国家规划新材料项中连续地、明确地提及。如何制备出新型高强轻质新材料成为了中国航空、航天、交通,电子通讯等领域亟待解决的难题。该项目主要是在国家自然基金、新世纪等人才项目支持下取得的,主要解决了镁/铝合金高纯溶体制备、特种型材加工难的基础问题。项目组历时7年,取得如下技术发明成果。 技术发明点:1)发明了一种区域凝固提纯新方法和设备,解决了镁/铝合金偏析、容易导致氧化物夹杂、性能不稳定、成品率低等问题。该制备方法简单,成本低,易于大规模工业化生产。采用新工艺制备的合金耐腐蚀性能显著改善,成品率提高,成为了镁/铝合金后续开发应用的基础。2)针对含镁合金蒸气压高,易燃,含铁量高的缺点,发明了一种新的保护熔剂和一种新的变温处理工艺。和硫磺、六氟化硫、熔盐等传统的保护方法相比,该保护熔剂具有环境友好、节约能源、对设备损伤低的特点;和传统加Mn除Fe不同,该法利用Fe的溶解度在高温剧变的机理,通过迅速改变高温条件,析出Fe杂质,降低溶体Fe含量(150ppm以下),不会造成二次污染,制备的铸造车轮耐腐蚀性能提高5倍以上。3)针对镁合金室温塑性低,低温加工困难这一应用瓶颈,通过稀土微合金化(1wt.%)新途径,改善了镁低温变形塑性,开发出了一类新型高塑性耐腐单相镁稀土基合金;发展了镁、铝合金新型加工工艺(反挤压,甩丝和高压铸造),在此基础上制备了自行车/电动车车架、康复轮椅/军用简易担架、0.05 mm的音响薄膜、xxx直升机铸件和卫星动力齿轮等。 该相关技术分别在军口企业(中国航发哈尔滨东安发动机有限公司),军民企业(河南平原光电科技有限公司),大型国企(中信戴卡股份有限公司)和中小企业(洛阳鑫友镁业有限公司、太原华银泰合金有限公司和焦作市益瑞合金材料有限公司)得到广泛应用,近三年该成果新增销售额12.58亿,新增加利润1.79亿元。该项目获中国授权发明专利22项,国际发明专利2项(公开),发表相关SCI论文56篇,8篇代表作SCI被引次数137次,其中他引104次;单篇最高引用77次,其中他引51次。参与编写著作2部(《可降解金属》郑玉峰等主编;《稀土金属材料》唐定骧等主编)。培养国家优青1人,研究生30多人。
[成果] 1800070163 河北
TN248 应用技术 电子器件制造 公布年份:2017
成果简介:激光显示技术远优于现有的液晶和等离子体显示技术,凭借其高亮度、小体积、大屏幕、以及低成本和低能耗等优势,取代液晶和等离子体显示器而成为新一代显示器的主流。蓝绿光激光器有很多方面的应用,例如海底通信、生物医学仪器、环境监测等,专注于大屏幕背投电视(40-70英寸)、前投影仪(大于70英寸)、液晶显示电视的背光源,以及便携手持电子设备的微型投影显示器这一巨大市场。与等离子体、液晶等其它现有的显示技术相比,激光显示技术在亮度和色域方面有着无可比拟的优越性,然而激光显示器的推广和应用需要体积小,成本低的红-绿-蓝(RGB)激光器。现今,市场上虽然已有微型低成本的红光和蓝光半导体激光器,但是绿光半导体激光器却不存在。绿光需通过高效率的非线性光学芯片或者晶体,把由红光半导体激光器激发固体激光物质所发出的近红外光进行倍频转换而获得,即二极管泵浦固体(简称为DPSS)激光器技术。作为非线性光学芯片,要求它可以把泵浦光高效率地转换为绿光,并且无光损伤以及光、热的损耗。现今用于绝大多数DPSS激光器都是基于由KTP(磷酸氧钛钾晶体)和LBO(三硼酸锂)制成的非线性光学晶体。然而,缘于其低效率、低输出功率以及伴随的热问题,基于KTP和LBO的绿光激光器非常昂贵且体积太大,无法满足激光显示的要求。 采用周期性极化同成分掺氧化镁铌酸锂光学芯片(简称为PPLN光学芯片)以实现低成本的小型蓝、绿光激光器。这些光学芯片可以克服KTP和LBO晶体的固有缺陷,实现更好的性价比,从而使激光显示器在从大屏幕背投激光电视到袖珍个人便携式投影仪等领域的广泛应用成为可能。在世界激光学术界普遍认为基于PPLN光学芯片的绿光激光器是解决小型低成本绿光显示光源难题的唯一技术方案。如何得到超低成本PPLN光学芯片成为关键问题,以及已开发的基于PPLN光学芯片的微型/小型蓝、绿光激光器技术,迅速展开100毫瓦-3瓦蓝、绿光激光器的生产。基于同成分掺氧化镁铌酸锂的PPLN光学芯片是制造低成本高性能绿光激光器的最佳选择。PPLN光学芯片具有很高的转换效率,这意味着它们只需要低泵浦功率。这一特性解决了困扰DPSS激光器的散热和能耗问题。而且已经通过实验证明课题组的PPLN光学芯片在所有公布的数据中具有最佳的性能,高均匀度的极化已经取得其效率为理论极限值,即4%/Wcm。同时,该PPLN光学芯片不会产生光损伤,这对于基于KTP晶体的芯片来说正是一个关键性的障碍。 以此作为泵浦源,基于多芯微结构光纤特有的对光控制特性,利用相干合束的集成办法,实现高功率高光束质量绿光输出,实现更好的性价比,从而使激光显示器在从大屏幕背投激光电视到袖珍个人便携式投影仪等领域的广泛应用成为可能。
[成果] 1800070125 河北
TG315.4 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于先进制造与自动化领域,并属于高端装备制造业战略性新兴产业。 液压机是工业生产中必不可少的工作母机,尤其是大型液压机,其规格和装备水平通常被作为一个国家制造能力及经济与国防实力的重要标志,广泛应用于航空航天、舰船、核电以及能源等领域的装备制造中,具有明确的战略意义。而液压控制系统的设计和控制技术是决定现代液压机高精、快速、柔度、高效锻造的关键。 传统的液压机液压控制技术存在以下四个方面的问题:一是锻造液压机设计制造周期长、投资大、风险及在线试验成本高,难于面向新工艺、新产品,快速、低成本设计高性能液压机;二是由于液压机工艺参数、大惯量负载等具有时变性,定值控制器难于补偿外界参数变化,导致控制精度保持性较差;三是载荷突变、能量转换与释放、元件启闭等极易引起高压、大流量液压机装备的剧烈振动,难于实现平稳、高精度、高寿命技术要求;四是传统液压机液压控制系统不能实时匹配工艺和负载的变化,难于实现能量的高效转换和传递,造成巨大损失。 从2006年起,燕山大学陆续牵头设计了高精高效液压机液压控制系统,逐步解决了上述问题并取得了很好的应用效果。 创新点和先进性在于: 1.提出了一种基于虚拟技术的锻造液压机设计方法,该方法是液压机原理设计和实际锻造过程在计算机上的本质实现,能够分析预测锻造液压机性能,优化现有锻造液压机的控制参数与工艺参数,提高液压机装备短时设计的成功率,解决了大型液压机新工艺、新结构在线实验成本高、投资风险大、设计周期长等问题。 2.提出了一种自抗扰+遗传+流量线性化的高精高鲁棒性系统控制方法。该方法的控制器参数能自动寻优,解决了在工艺和工况改变时液压机控制精度降低的问题。 3.提出了一种能量正弦规律曲线+能量均匀规律曲线组合式分段控制卸压方法。以能量损失和系统振动最小为优化指标进行卸压控制,解决了系统卸压带来的管路、机架剧烈振动和噪音过大的问题。 4.提出了一种基于速度预测的泵阀复合控制(常锻工况)+二级压力源输入的位置伺服控制(快锻工况)相融合的节能控制系统新构型。该构型既具有泵控系统的节能特性又具有阀控系统的快速响应特性,还能兼顾多个执行器的不同需求,解决了液压控制系统不能适应工况或者负载变化而使能耗严重的问题。 该项目已发表学术论文96篇,毕业博士研究生5人,硕士研究生33人,并形成了自主知识产权。项目成果已成功应用于22MN快锻油压机组、10MN单臂油压机、50MN和60MN水压机等装备。成果推广为北方重工、西安天宇重工有限公司带来直接经济效益合计约25000万元。
[成果] 1700600114 河北
TG335.56 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:在带钢轧制过程中,开卷与卷取作为一道重要的辅助生产工序,对成品带钢的质量起着举足轻重的影响。为了定量、准确计算带钢卷取及开卷过程钢卷内部应力分布情况,为卷取及开卷所引起缺陷的治理奠定基础,该项目首次采用螺旋形开口圆筒类模式,提出了一套带钢卷取及开卷过程中钢卷内部应力分布模型,并给出了相应的层间滑移判断条件。然后,针对热轧钢卷卸卷后的“鼓肚”与“翘曲”问题,首次提出了“鼓肚量”与“翘曲度”新概念,开发出了热轧钢卷“鼓肚”与“翘曲”定量预报技术,并以层间滑移、“鼓肚”及“翘曲”的综合治理为目标,建立了适合于热轧卷取机组的卷取张力综合优化技术。同时,针对热轧卷取过程夹送辊夹紧力横向分布问题建立了相应的预报技术;随后,针对冷轧带钢卷取过程及卸卷后钢卷的粘结、松卷、心型卷以及附加浪形等缺陷,首次提出了适合于冷轧卷取机组的钢卷粘结、松卷、心型卷以及附加浪形模型,并以此为基础,建立了一套适合于冷轧机组以粘结、松卷、心型卷以及附加浪形缺陷综合防治为目标的卷取张力综合优化模型;最后,针对开卷过程中的在线松卷与表面擦划伤问题,充分考虑到开卷机组的设备与工艺特点,提出了一套适合于开卷机组以松卷与表面擦划伤防治为目标的开卷张力综合优化模型。 该项目所述冷轧卷取与开卷过程关键工艺模型与缺陷治理技术从2007年开始,陆续被推广应用到宝山钢铁股份有限公司等钢铁企业的相关机组,近三年共创经济效益超过2.5亿元人民币;而该项目所述热轧卷取及开卷过程关键工艺模型与缺陷治理技术从2011年开始通过技术贸易被推广应用到中冶赛迪工程技术股份有限公司、衡阳中钢衡重设备有限公司等设备设计与制造企业,取得了良好的经济与社会效益。该项目打破了国外技术垄断,形成了国内自主知识产权,共被授权发明专利9项、软件著作权4项;发表学术论文8篇。经河北省科技成果转化服务中心组织专家鉴定,该项目的相关成果达到国际先进水平。
[成果] 1700600224 河北
TG333.72 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:板形检测与控制是带钢冷轧机的核心关键和高端技术。国内只有少数冷轧机装备了板形测控系统,大多依靠进口,价格昂贵,维护困难。为打破国外垄断局面,该项目自主创新,研制了带钢冷轧机集成化智能型板形测控系统,并成功进行了工业应用。 主要创新成果如下: 首创整辊镶块式和整辊无缝式板形检测辊的技术思路,研制成功整辊镶块压磁式和整辊无缝压电式两种新型的板形检测辊,具有辊面硬度高、淬硬层厚的特点,提高了检测辊耐磨耐冲击性能,解决了压伤和划伤带钢表面的难题。 研制成功无线式板形信号处理器,集成化实现了板形检测信号的高精度数字处理、无线传输和无线供电,具有抗干扰、模块化、可靠耐用等优点。 将板形信号的模拟量处理、数字量处理、无线数字传输和无线供电等功能高度集成,实现硬件的模块化和集成化。板形信号的嵌入式数字处理模块,避免传统外置式采集卡受电磁、光电和振动等外界干扰,提高检测精度。板形信号的无线数字传输模块,避免传统碳刷滑环式输出摩擦、磨损和振动的影响,提高抗干扰能力和模块使用寿命。组合磁环式无线供电模块,避免传统接触滑动式供电摩擦、磨损和振动的影响,提高供电的稳定性和可靠性。 研发出板形智能控制系统,实现预设定控制和闭环控制协同、机理模型与智能模型协同的高精度板形控制,具有高精度、高效率、智能化等优点。 以条元法和人工智能为特色的板形预设定控制数学模型和软件系统,提高设定计算速度和精度。机理模型与智能模型协同的板形闭环控制,提高控制精度。分布式计算机协同控制系统,效率高、成本低。 将上述创新成果应用于鞍钢1780mm、河北钢铁1050mm和燕山大学国家工程技术研究中心650mm等3套带钢冷轧机,取得了显著的技术效果。厚度0.5mm以上带钢板形控制在2I以内,0.5mm以下带钢板形控制在4I以内,闭环控制投入时的轧制速度提前到60m/min。板形控制精度和闭环投入轧制速度均达到国际领先水平。正在应用于鞍钢2130冷轧带钢平整机、河南明太铝业1650铝箔冷轧机、江苏九天科技750带钢冷轧机等3套轧机。 该项目近3年共创经济效益3.6297亿元。其中,节省3套板形测控系统引进费用3000万元,鞍钢1780冷轧机板形测控系统创造经济效益19422万元,河北钢铁1050冷轧机板形测控系统创造经济效益13875万元。 该项目形成了具有自主知识产权、先进可靠的带钢冷轧机板形智能测控系统技术成果,是中国冶金工业和高端装备领域的核心技术创新,对产业升级具有推广应用价值。
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