本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种适用于 增材制造的自支撑网状结构拓扑优化设计方法，其包括以下步骤:(1) 利用 SIMP 材料密度-刚度插值模型，获取[0，1]之间不同层次实体材 料的密度分布，同时得到宏观材料布局形式及宏观位移场;(2)构建基 于参数化水平集方法的优化模型，在宏观材料布局优化的基础上，针 对不同的中间密度单元进行微结构构型拓扑优化，并输出最优细观微 结构构型。上述方法将支撑结构与所设计结构自身相结合，融合了宏 观材料布局优化及细观微结构

成果描述：本发明涉及高速铁路双块式无砟轨道铺设的技术领域，尤其是涉及一种内支撑式螺杆调节器以及轨排定位方法，包括：横梁、托盘调节装置、竖直调节杆和支撑杆；梁的两端均设置有托盘调节装置，托盘调节装置用于调节轨距；横梁的两端均设置有竖直调节螺纹孔，且竖直调节螺纹孔位于两个托盘调节装置之间；竖直调节杆的外周面设置有与竖直调节螺纹孔相配合的外螺纹，以调整轨道的高低；支撑杆的上端与竖直调节杆的下端连接，用于支撑横梁。由于内支撑式螺杆调节器是位于轨排内，不会因为轨排的外侧空间不够，而无法在预设位置支撑轨排的情况，故而，轨道几何形状不会发生变形和位置不会发生偏移。市场前景分析：轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

本成果获教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术进步奖）。采用实验力学方法研究和掌握了在高应力、强流变、强采动影响等复杂条件下巷道破碎围岩岩体峰后软化、峰后剪胀扩容及流变等特性和规律；建立了围岩体力学特征和围岩支护结构体的相互关系。基于复杂条件下巷道破碎围岩的峰后强度软化和剪胀扩容效应，考虑巷道开挖后岩体强度、变形和应力分布特征，建立了复杂条件下软弱破碎巷道围岩的深浅支撑层结构理论；综合考虑围岩强度、应力和变形破坏的区域分布特征，将围岩划分为深浅支撑层结构，分析了深浅支撑层与围岩稳定的关系及深浅支撑层的演化特征和巷道变形破坏特征；掌握了巷道围岩宏观力学结构，确立巷道支护须控制的范围和支护方式确定。自主研发了锚固体流变拉拔试验系统，获得了锚固体流变失稳机理、破坏特征及类型，提出了破碎围岩巷道深浅支撑层流变破坏分析方法、结构特征及支护设计，为锚固支护结构失效诊断、有效控制深浅双支撑线层结构内巷道流变变形及防止失稳提供了依据。形成了基于深浅双支撑层理论的巷道支护设计方法和技术，提出了复杂条件下的巷道变形特征和围岩结构的预测方法、控制措施及巷道需求支护力的计算方法。对于破碎围岩巷道支护时，必须首先确立巷道的围岩赋存状态及围岩结构，分析计算深浅双支撑层结构的存在范围、力学特征和规律，进而确立浅支撑层的位置和所需支护力，一般可以形成以“锚网喷＋高预应力 U 型钢桁架锚索＋注浆”为核心的复合支护形式。锚杆对浅支撑层补强后，浅支撑层岩体与锚杆形成组合拱式的承载结构，锚索将浅支撑层与深支撑层联合起来共同形成围岩整体承载结构，而锚注再次对围岩进行加固，提高围岩整体强度，改善围岩应力分布状况，使围岩变形协调化、荷载均匀化，对深浅支撑层发挥整体承载能力具有重要作用。

现有化石能源的高效绿色利用和开发新的能源技术是社会可持续发展所面临的关键问题。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）可以以天然气、煤气化气和生物质气等为燃料，与燃气轮机联合循环后的总发电效率可超过70%，被认为是化石能源最高效清洁的利用方式之一。目前全球的研究热点是研制在中低温条件下工作的SOFC，将SOFC的操作温度从传统的850～1000℃，降低到850℃以下的中低温。其目的是降低电池的启动温度和时间，有效地降低各个部件的老化速率，提高SOFC的稳定性和延长寿命，还可以使用廉价的不锈钢等作为连接材料，大大降低制造成本，为SOFC的商业化提供有利条件。近几年，我国正大力发展新能源领域，而在SOFC燃料电池方面，我国具有特有条件和优势，主要表现在SOFC核心材料上具有稀土氧化物资源优势，而在能源结构上，煤、天然气等化石能源占相当大的比重，政府和整个社会的环保意识也与日俱增，所以SOFC的研究开发具有相当可观的前景。

本发明涉及高速铁路双块式无砟轨道铺设的技术领域，尤其是涉及一种内支撑式螺杆调节器以及轨排定位方法，包括：横梁、托盘调节装置、竖直调节杆和支撑杆；梁的两端均设置有托盘调节装置，托盘调节装置用于调节轨距；横梁的两端均设置有竖直调节螺纹孔，且竖直调节螺纹孔位于两个托盘调节装置之间；竖直调节杆的外周面设置有与竖直调节螺纹孔相配合的外螺纹，以调整轨道的高低；支撑杆的上端与竖直调节杆的下端连接，用于支撑横梁。由于内支撑式螺杆调节器是位于轨排内，不会因为轨排的外侧空间不够，而无法在预设位置支撑轨排的情况，故而，轨道几何形状不会发生变形和位置不会发生偏移。

1. 痛点问题 催化已经广泛应用于各个领域。90%以上的化学生产过程都离不开催化。催化领域的每一次重大突破，都极大地改变了人类的生产与生活方式。 传统的有机配体支撑/配位的过渡金属催化剂被称为“有机金属络合物催化剂”体系，存在有机配体制备复杂、昂贵、周期长、污染大以及催化剂不稳定和难以回收利用，反应条件苛刻危险等问题，严重限制了其大规模的工业化应用。 2. 解决方案 该项技术提出了“无机配体配位/支撑金属催化剂”的原创性新概念（中国科学报，科学网和教育部科技转移中心等媒体报道http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/8/416736.shtm），相关研究成果发表在Nature子刊和《德国应用化学》等世界著名学术刊物上，开创了多金属氧化物均相催化的新领域。其基本原理是利用具有优良电子转移能力的金属氧化物作为无机配体，与金属络合配位，在过渡金属周围薪酬电子蓄水池，通过均相催化等手段控制电子的转移，从而控制化学反应的选择性和活性。 这种高效、简单、低廉、绿色、环保和易回收利用的催化剂合成和应用方法解决了传统“有机金属络合物催化剂”存在的根本性难题。为目前化学工业生产上诸如氧化、缩合、偶联和硝化等高污染的反应提供了全新的解决方案。 3.合作需求 与材料，能源，绿色化工，生物医药，染料中间体，食品领域的企业合作，开展产业化探索。

双碳目标下，我国正逐步构建起以新能源为主体的新型电力系统。风电是其中关键一环，发挥着愈加重要的作用。随着风电机组的高度变高，以节省成本为目的进行结构轻量化设计是当前风电发展的必然方向。其中海工基础与风电机组由于设计分工不同，国内一直沿用传统的分离式设计，在塔架底部进行数据交互与迭代设计，导致投资占比增高，设计方法冗余度大，建设阶段成本浪费。如何解决分离式设计的弊端，开发更高效的一体化轻量化设计方法是破局痛点的关键所在。 针对钢制塔筒结构，开展失效型式分析，考察不同参数对钢筒性能的影响；针对海上风电机组基础结构成本高、材料浪费严重的问题，以NREL 5MW海上风电机组的三脚架和导管架基础结构为例开展拓扑优化轻量化设计研究，最终实现结构轻量化设计，得到性能更优，质量更轻的海上风电机组基础结构。 创新点 针对钢制塔筒结构，开展了各类失效型式分析，并考察了设计参数对结果的影响，形成一套钢制塔筒轻量化设计方法。 以5MW海上风电机组模型作为参考模型，将拓扑优化方法引入海上风电机组三脚架和导管架支撑结构的轻量化设计，并进行模态分析、刚强度计算，得到一套在概念设计阶段、考虑结构－载荷耦合效应下海上风电机组三脚架和多导管架的拓扑优化设计及仿真流程。 市场前景 在目前陆上、海上风电机组大型化的趋势下，结构的安全设计、轻量化设计将会成为制约行业发展的一个重要难题，而将拓扑优化及有限元仿真引入风电机组结构设计中可有效解决此类问题。 应用案例 航天万源2MW直驱风电机组塔筒，减重10tons； 5MW海上风电机组三脚架支撑结构，减重276.54tons; NREL 5MW海上风电机组导管架支撑结构，最大位移减少14.89%、最大等效应力减小26.66%。 获奖情况 张承婉、杨晓宇、陈卓；指导教师：龙凯，一带一路暨金砖国家技能发展与创新技术大赛－工程仿真创新设计赛项（研究生组），团体优秀奖 张承婉；指导教师：龙凯，第三届中国工业互联网大赛二等奖 丁文杰，本科生，2020年毕业，论文题目“塔筒法兰螺栓疲劳失效机理和法兰轻量化设计”，校级优秀论文 丁文杰、李泽阳、季元、张承婉；指导老师：廖海涛、龙凯，兆瓦级海上风力发电机组三脚架基础结构设计与强度校核分析APP，第三届中国工业互联网大赛，工业互联网+数字仿真专业赛二等奖 张承婉、陆飞宇、张锦华；指导老师：龙凯，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区一等奖 张锦华，指导老师：龙凯，海上风电机组多导管架的拓扑优化方法研究.2020年北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）

一、方案背景与建设目标 随着教育信息化的深入发展，传统音乐教学模式正面临数字化转型的契机。北京至淼教学设备有限公司致力于通过先进的数字化技术，构建集教学、管理、互动、测评于一体的智慧电钢琴教室。本方案旨在打造一间高效、智能、互动的现代化音乐教室，彻底解决传统大班课“听不清、练不到、互动难”的痛点，实现钢琴教学的标准化与个性化统一。 二、系统总体架构 本系统采用先进的网络化架构，以教师主控端为核心，通过高速局域网连接所有学生终端。系统集成了音频流、MIDI数据流及控制指令流，确保在教学过程中实现低延迟、高保真的双向传输。 核心硬件配置 教师主控台：作为教室的“大脑”，配备高性能触控屏及专业音频接口，负责全班的设备管理、音视频广播及数据收集。 智慧学生电钢琴：每台琴均配备独立的网络控制器，支持MIDI信号采集与传输，具备独立的音频输入输出接口。 网络控制终端：集成在学生电钢琴上，表面贴有专属二维码，作为师生互动的物理入口。 软件平台 智慧音乐教学管理平台：涵盖备课、授课、练习、测评、班级管理五大模块。 三、核心功能详解 本方案重点针对您提出的互动性、实时反馈及数据化教学需求，设计了以下核心功能模块： 多维互动教学系统为了打破传统课堂师生互动的物理隔阂，我们在学生电钢琴的网络控制器表面特别定制了专属二维码。 扫码互动留言：学生无需离开座位，只需使用手机或平板扫描控制器上的二维码，即可进入互动界面。学生可在此发送文字留言或提问，教师端屏幕将实时弹出提示。这一功能有效解决了学生因害羞不敢举手或怕打断演奏的问题，让沟通更顺畅。 一键举手反馈：控制器面板上物理配置了醒目的“举手功能按钮”。当学生在练习中遇到指法错误或乐理疑惑时，按下按钮，教师端对应座位的图标即刻亮起红灯报警。教师可第一时间定位问题学生，进行针对性辅导。 实时乐理测评与统计针对乐理知识教学枯燥、难以即时掌握学生理解情况的痛点，系统内置了智能测评模块。 单选答题功能：学生终端控制器上配置了至少三个物理单选按钮（如A、B、C）。在乐理讲解环节，教师端可下发选择题（例如：“这个音符的时值是多少？”）。 数据统计分析：学生通过按键作答，教师端系统会瞬间收集所有终端的上传结果，并以柱状图或饼图的形式直观展示全班的正确率。教师可根据统计数据，即时判断是否需要重新讲解某个知识点，真正做到“以学定教”。 自主录制与回放复盘为了培养学生的自我纠错能力和舞台表现力，系统支持全流程的录音功能。 一键录制：学生端软件界面设有显著的“录制按钮”。学生按下后，系统自动开始记录弹奏过程中的音频及MIDI信息（包括力度、时值）。 回放与上传：练习结束后，学生可立即点击回放，对比原曲寻找差距。同时，录制的作品可一键上传至教师端。教师可在课后对学生的作业进行批注和评分，形成完整的电子成长档案。 全双工双向传输技术本系统采用了行业领先的低延迟传输协议，确保教学过程的流畅性。 音视频与MIDI同步：系统支持教师与学生之间的语音对讲和MIDI数据同时双向传输。无论是教师示范演奏，还是学生回课，声音与画面均保持毫秒级同步，无卡顿、无延迟。 高保真音质：传输过程采用无损压缩技术，确保钢琴音色的动态范围和细腻度得到完美还原，满足专业音乐教学对听感的高要求。 集中化智能管控教师通过主控台可实现对全教室设备的“上帝视角”管理。 统一开关机：一键控制所有学生电钢琴的电源，节能环保，延长设备寿命。 静音与监听：教师可单独或分组控制学生琴的音量（如全班静音，仅监听某一位学生的练习），互不干扰。 屏幕广播：教师可将自己的教学课件、乐谱或演奏画面实时投射到所有学生端的显示屏上，实现标准化示范。 四、教学应用场景 场景一：乐理与视奏课教师利用多媒体课件讲解五线谱知识，随后通过系统下发选择题。学生使用控制器上的单选按钮作答，系统即时生成正确率报表。针对错误率高的题目，教师进行二次讲解。 场景二：技能实训课教师进行曲目示范，学生佩戴耳机专注聆听。随后学生开始练习，遇到难点时按下“举手按钮”。教师端收到信号后，通过双向语音系统直接与该学生对话指导，或走到学生身边进行手把手教学，而其他学生不受干扰继续练习。 场景三：回课与考核学生利用“自主录制功能”完成课后作业，上传至云端。教师端自动汇总作业列表，点击即可播放学生的演奏录音，并进行在线打分和语音评语。系统自动生成班级成绩分析报告，帮助教师掌握整体教学进度。

本发明公开一种含杂化长支链结构的高熔体强度聚烯烃的制备方法，包括如下步骤：（1）称取接枝率≥0.3％（重量）极性单体接枝聚丙烯100重量份（A组分）、接枝率≥0.3％（重量）极性单体接枝聚乙烯5～30重量份（B组分）、胺类或醇类化合物1～10重量份、抗氧化剂0～0.5重量份、光和热稳定剂0～0.5重量份；（2）将胺类或醇类化合物用醇和/或酮稀释成20％～80％（重量）的溶液；（3）将A组分、B组分、抗氧化剂和热稳定剂从喂料口加入挤出机，步骤（2）所得溶液、超临界二氧化碳分别从第一、第二侧线加入，熔融挤出制得含杂化长支链结构高熔体强度聚烯烃。该产品的色泽、力学性能及加工性能优良，适用于发泡、热成型、薄膜吹塑及挤出涂覆等应用领域。