机械设计高级工程师

柔性传感器由柔性材料（基材）制成，兼具柔韧性和延展性，是柔性电子领域的关键元件之一。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 上海索夫特电子有限公司 企业法人 王保余 注册时间 2021.9.3 注册所在省市 上海市 组织机构代码 9130112MA7AH2J59Y 经营范围 技术服务、技术开发、电子专用材料销售、电力电子元器件制造、新材料技术研发 企业地址 上海市闵行区景联路389号9幢1层 获投资情况 团队投资50万元整 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 唐桤泽 物理学院/光电信息科学与工程 2020.9.1/2024.7.1 王保余 材料学院/复合材料与工程 2018.9.1/2022.7.1 潘一 材料学院/复合材料与工程 2018.9.1/2022.7.1 赵珩宇 材料学院/新能源材料与器件 2018.9.1/2022.7.1 杨扬 物理学院/应用物理学 2020.9.1/2024.7.1 曾剑涛 物理学院/应用物理学 2020.9.1/2024.7.1 范世昌 物理学院/光电信息科学与工程 2020.9.1/2024.7.1 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 张震 物理学院/物理化学 无/讲师 功能纳米材料的可控制备及其在印刷电子领域的应用 五、项目简介 柔性传感器由柔性材料（基材）制成，兼具柔韧性和延展性，是柔性电子领域的关键元件之一。项目通过开发功能型电子墨水，以印刷电子技术为手段，推动高精度柔性传感器增材制造，有效解决高精度和高阈值相悖、多模态信号串扰等技术痛点，助力柔性可穿戴电子发展，更好服务人类智能生活。 自主研发的高精度柔性传感器具有三大核心技术：①设计多级微结构、模块化传感电路，解决模态间的串扰，实现精度、阈值、模态以及稳定性的协同提高；②针对不同传感电路，开发温敏、压敏以及湿敏电子墨水，在填料组成、结构以及复配方面提升其信号响应性能；③采用喷墨打印、点胶打印和丝网印刷等高精度、高效率、节能的制备工艺，实现多模态柔性传感器的逐层叠印生产，同时提升多模态传感电路的印刷精度。所开发三模态柔性传感器实现温度、湿度、压力的同时采集，模态串扰率≤3%，成本降低70％，性能和逐层印制工艺国际领先，已发表4篇发明专利、1篇SCI论文和5项软著。 团队已与上中下游厂商建立良好合作关系，柔性温敏传感器完成中试、小规模试产（120万片），产值120万；温度、湿度双模态传感器应用于柔性红光面膜仪，与厦门银方签订意向订单；三模态传感器工艺较成熟，预计2023年实现量产。

本发明公开了一种多学科设计优化学科解耦方法，该方法在多 学科耦合模型中针对学科组件之间存在相互变量依赖的耦合关系进行 系统平衡分析，将同时存在正向连接和反馈连接的系统耦合环作为一 个整体处理，使得原模型转变为有向有环的图数据结构，对反馈变量设置初值，求解图数据结构所对应的非线性方程，根据反馈变量计算 结果与初值的差值设置反馈变量的新值，进而迭代运算直至收敛。通 过本发明，提升了多学科设计优化流程的运行效率，提高了多学科设 计优化方法的工程实用性，更容易得到产品设计的最优参数。

在棒材、线材、型材及管材等轧制工艺制度制定中，首要任务之一是进行科学的孔型设计。孔型设计合理与否直接影响到轧制效率、产品质量和实际操作条件等。棒、线、型材及管材等轧机的经济效益可以通过提高孔型设计质量和优化轧制工艺制度（包括速度制度等）来实现。传统孔型设计主要是依据经验试（凑）错法，往往需要经过多次试轧和修正才能轧出合格产品，研发周期长、成本大。 本项目《高精度计算机辅助孔型设计、模拟和优化（CAE）技术》针对各类棒线型材及管材产品以现代计算机辅助工程 CAE 为核心技术进行孔型设计，采用反映轧制过程多阶段、多影响因素的精确数学模型，在满足咬入及变形条件、孔型中稳定条件以及设备能力和电机负荷等限制条件下，进行孔型优化设计,既获得满足要求的轧材几何形状、尺寸精度、表面质量和组织性能等，又达到高效率生产的目的。其设计系统的核心是应用计算机优化获得最佳孔型系统、轧辊及孔型配置以及最优工艺控制方案和工艺控制模型，还可以对孔型设计结果进行计算机模拟，根据模拟结果再对孔型设计方案进行必要的修改，用计算机模拟和优化加速孔型设计进程、提高孔型设计质量（包括安全性、可靠性、共用性等），减少或代替试轧过程。 该技术可应用于各类棒、线、型材及管材等轧制过程的孔型设计,其中包括：螺纹钢筋（包括切分轧制）、圆钢、方钢、角钢、槽钢、工字钢、 轻轨、重轨、扁钢、球扁钢、H 型钢、T 型钢等各类简单断面、复杂或异形断面型材等；热弯或冷弯型材等；管材孔型设计（包括穿孔机孔型、连轧管孔型以及周期式冷轧管机组）等。连续式轧机、半连轧、万能轧制法以及横列式轧机等；环件轧制等特种轧制工艺。钢种：各类碳素钢、碳结、优质碳结、各类合金钢和特殊钢等。

本技术设计了一种可自行装卸、可运输的三节臂快装式塔式起重机，具有运输快捷、自行架设时间短、施工场地转场快速灵活等优点。 1.对快装塔机的立塔、升塔以及展臂过程进行运动学与动力学仿真，得到塔身和起重臂等主要部件的位移、速度的变化曲线以及钢丝绳和零部件铰接处受力变化趋势，最后运用静力学方法对主要部件的受力进行分析计算。 2.针对快装塔机折叠时高度过高的问题设计了一种起重臂折叠机构，并确定机构关键连接件铰接处的销轴位置，计算起重臂展开时三种典型工况下折叠机构铰接处的受力情况，并对关键连接件进行静力分析。 3.完成快装塔机的动力特性进行分析。对小车变幅过程移载荷瞬态分析，获得整个运动过程中快装塔机性能状况。对快装塔机进行谐响应分析，掌握臂架在水平方向上的固有频率特性。 4.采用已有的拓扑优化理论，对快装塔机底座进行概念设计，结合可制造化的要求，完成快装塔机底座的结构设计，并与铸造底座的结构进行比较，其优越性能明显。

本成果通过对桨叶/叶片进行空气动力学和声学数值模拟分析，获得桨叶/叶片气动性能、载荷、噪声特性，评估复杂桨叶/叶片外形下的气动和噪声性能，并可结合优化设计理对桨叶/叶片外形参数进行优化，获得性能更佳的桨叶/叶片气动外形。本成果可应用于风力机叶片、无人机螺旋桨、旋翼桨叶、常规螺旋桨等气动与噪声性能的一体化评估、分析设计，可减少桨叶/叶片风洞试验测试，缩短桨叶/叶片设计周期，降低设计成本，同时也可独立分析桨叶/叶片设计参数对气动性能和噪声特性的影响，实现对整体性能的比较评估。

新型无石棉短纤维增强橡胶基密封复合材料制备技术：本项目制备开发的短纤维增强NAFC材料具有耐高温（300摄氏度）、低蠕变、高强度、低成本的特点，且其制备工艺单，基本沿用了传统CAF材料的生产设备，产品技术指标完全满足国家标准对NAFC材料性能的要求，且某些指标已经超过了国外同类进口产品。 非石棉密封复合材料生产技术：本项目所开发产品的技术指标包括压缩回弹率、泄漏率、应力松弛率、外观质量等均符合国标规定的要求，其使用性能达到甚至超过国外知名企业同类产品的性能指标，可替代国外进口产品。 密封件及其防松弛元件生产技术及装备：项目团队已开发出密封元件分级制造新技术以及工艺参数可控制的国内最先进的静密封件生产装备，包括新型缠绕机、金属包复垫滚压成型机、石墨复合垫剪圆及包边机等。采用上述技术和装备可生产出满足不同工况条件的高质量静密封产品。此外,项目团队开发了高温连接用防松弛技术及其相应的元件，可提供成熟的产品设计和制造技术。

碟簧作为一种弹性补偿元件，被引入螺栓法兰连接系统，可有效地解决因诸多因素引起的法兰接头的螺栓预紧力松弛问题。当螺栓拧紧时，碟簧吸收机械能并将其转化成弹性势能储存起来，当法兰接头由于温度变化、压力波动、机械振动或自身各元件的蠕变导致螺栓预紧力或螺栓力松弛时，碟簧将释放其储存的弹性势能转化成机械能，对螺栓预紧力或螺栓力进行补偿，从而使螺栓力始终保持在垫片密封所需要的区间范围内，保证法兰接头长周期紧密不漏。本成果基于PVRC泄漏紧密性等级，考虑法兰、螺栓、垫片及碟簧的变形协调，对碟簧结构进行优化设计，并通过材料、加工及热处理工艺的深入研究，为石化、炼油、电力、核能、冶金等领域的高温高压或温度压力波动的螺栓法兰接头提供高品质的密封辅助元件。