本发明公开了一种缺陷态结构声学超材料板，包括弹性薄膜，两块复合材料板以及若干个质量片，其中，两块所述复合材料板分别粘接于弹性薄膜上下两侧，所述复合材料板上设置有周期性排列的开口，若干个所述质量片分别设置于开口处的弹性薄膜上，所述质量片在分布中具有缺陷态结构。本发明提供的缺陷态结构声学超材料板，结构简单，设计性好，所使用基础材料皆为常规材料，易于批量化加工、生产，值得在业内推广。

本发明公开了一种低频隔振超材料轴结构，包括串联排列的晶胞单元，晶胞单元包括轴基体、套设于轴基体外圆周上的弹性圈以及套设于弹性圈外圆周上的质量圈，弹性圈上沿其轴向均匀开设有缓冲槽。本发明所提供的低频隔振超材料轴结构，用于替代传统机械设备轴系，具有低频隔振能力强的突出特点，可在0～100Hz以内形成禁带，抑制扭转振动的传播，同时其对轴系扭转刚度降低较小，不影响轴系传递效率，结构简单，所使用基础材料皆为常规材料，易于批量化加工、生产。可用于汽车、列车、船舰、飞机等设备中低频扭转振动与低频噪声的降低、隔离及控制。

本发明公开了一种声学超材料悬置隔振结构，该悬置隔振结构由弹性薄膜以及设置于弹性薄膜上下两侧的两块包裹层呈弓字形折叠而成，所述包裹层上设置有周期性的开口，每个开口处的弹性薄膜上设置有质量块。本发明提供的声学超材料悬置隔振结构，兼具多层阻尼减振及声学超材料隔振功能，具有低频振动衰减能力强、易于实现选频衰减等突出优点。弓字形折叠板结构可以满足大范围的悬置刚度设计需求，且无高频硬化问题。整体而言，结构简单，设计性好，且所使用基础材料皆为常规材料，易于批量化加工、生产，值得在业内推广。

南京工业大学具有A1、A2、A3及SAD级特种设备（压力容器）设计资质，机械与动力工程学院化工设备设计研究所是设计证的主体部门。本项目采用弹性分析设计及基于弹塑性理论的非弹性分析设计方法为企业开展石油化工、煤化工等重要装置设备结构的优化设计及安全评定。以“极端工况”、“大型化”为特色，注重压力容器的创新设计。以国家自然科学基金“基于塑性失效的正交各向异性金属承压结构设计方法”为依托，开展先进材料/特殊材料承压结构的分析设计。 本项目技术先进，手段多样化。采用弹性分析设计及基于弹塑性理论的非弹性分析设计方法;设计标准包括国内的JB4732-1995(2005年确认)、欧盟标准EN13445及美国标准ASMEVIII-2。充分发挥学校科研和人才优势，促进本校技术成果的转化与转移，同时接受企业委托承接复杂结构承压设备的分析设计与结构优化。设计的大型结构具有运行可靠、轻量化等特点，具有显著的社会和经济效益。

针对大功率led散热难题，研制了高导热的陶瓷金属复合基板、金属铝基板、 导热硅脂，其中，覆铜A1N基板热导率五200W/m.K；热膨胀系数W7. 42X10-6/K； 金属基板热阻W2K/W；并对水下等密闭环境下LED的散热结构进行了优化。研制 的导热材料和提出的散热技术方案为3家企业采用，应用于实际生产，解决了生 产中的实际问题。近3年来，研制的铝基板、导热硅脂和导热垫片等高导热材料 应用于企业生产的100W、120W、150W、180W等大功率LED工矿灯、路灯、隧道 灯等大功率LED灯1万余件，产值约2000万元，节约成本约200万元，同时， 在节能方面产生了巨大的社会效益。 实施条件：生产陶瓷金属复合基板，有两条技术途径：热压敷接工艺；化学镀, 前者设备投入较大，工业控制复杂，但产品质量更易控制；后者设备投入少，但 产品质量的稳定性不如前者。因此，低端产品可以采用化学镀，高端的，产品质 量要求严格的检测采用控制热压敷接方法。 预算：化学镀技术，投入30-50万；热压敷接：设备投入100万左右，随处理的 量和基板的尺寸而变。

围绕新型人工电磁材料传输特性、对称及非对称人工电磁材料、人工电磁材料对天线及其现代通信各频段天线性能改进等现代应用，申报相关国家发明专利40多项，其中20多项已经获得授权，可以针对不同应用解决新型人工电磁材料系列核心技术问题，达到微细结构设计、特性精确控制（调控）。主要合作单位有福建星海通信科技有限公司和中国船舶重工集团公司第七二五研究所厦门分部等。

我校与江苏联合开发研制的具有复合空穴结构表面的蒸发器热交换管，其管外表面采用机械加工方法形成由带有横翅的翅片组成的复合空穴结构，用以强化热交换管外表面的沸腾换热，特别适用于在其管子外表面使它所浸放其中的液体沸腾汽化，或使流过管子外表面的液体蒸发，目前主要用于满液式制冷蒸发器中。这一发明是根据泡底液体微层蒸发理论和低液位沸腾换热实验中发现的现象提出的，采用一种机械加工方法使管外表面形成由带有横翅的翅片组成的复合空穴结构，用以压抑气泡的自由生长，改变气泡的形状，从而扩大泡底液体微层的面积，使热交换管外表面与管外液体之间的沸腾换热系数得到显著提高。产品适用于目前国内外中央空调系统蒸发器，并突破国外在这一领域的技术封锁，提高本土中央空调企业参与国际竞争的能力，促进本土中央空调机组的出口。主要性能指标 1．管外径18～25mm，每英寸齿数42～58个； 2．涡流探伤：符合GB/T5248标准；气密性试验：2.8MPa气压检测； 3．抗拉强度：≥205MPa；屈服强度：≥62MPa；延伸率：≥40%；晶粒度：≥0.015 4．沸腾换热系数：20kW/m2K

针对炼铁高炉、炼钢转炉、连铸中间包、钢水包、鱼雷罐车等高温冶金容器及加热炉、高温管道等热力系统设备的共同结构和负荷特点，综合利用计算机仿真和现代电测及激光测试分析技术，开展其在生产过程中的热行为、变形行为、及强度行为的内部机理和外在表现的基础理论研究，形成了金属－耐材高温复合结构热－机械耦合行为的分析方法和设计理论，并成功地应用于300吨钢包裂纹生成分析及改制设计，转炉延寿技术及工艺确定、高炉下降煤气下降管的塌落事故评估和治理以及转炉等高温结构的设计和行为控制等方面。其中300吨钢包裂纹生成分析及改制研究工作明确了原有进口大型钢包裂纹的生成机理及防治方法，并首次将圆弧底和整体小耳轴应用于大型钢包，使新钢包的各处应力分布较为均匀，应力水平低，最大应力较原有钢包下降约40％。各种最大应力均避开了焊缝位置。焊缝和水口附近的应力水平下降了60％－70％。其结果使钢包的机械强度指标较原有钢包有了很大改进，特别是焊缝和水口附近改善明显。在提高钢包使用寿命、降低包重、减少维修费用等方面取得了令人满意的效果，并彻底替代了原有进口钢包，取得了巨大的经济和社会效益。该项成果现已在宝钢全面推广。

碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的纤维增强材料，因其具有重量轻，强度高，耐高低温等优良特点，近年来广泛应用于航空航天、体育休闲、高铁汽车、土木建筑等领域。碳纤维复合材料在质轻高强的同时，还具有优良的耐疲劳性、耐腐蚀性以及比强度高导致的优良施工性能等，使得它在对于材料性能有着特殊要求的海洋领域的应用前景同样不可小觑。近年来，北京化工大学碳纤维复合材料在船舶制造、海上能源开发、海洋工程修复等领域不断探索新技术。 在船舶上的应用 相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展，故材料具有良好的耐疲劳性能；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，耐腐蚀的特性，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能：透波、透声性好，无磁性，因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量，而且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层，就可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。各种天线和有关设备都统一组合装备在该结构内，不易被腐蚀，更有利于设备的保养。研制出类似的封闭综合传感器桅杆，这种桅杆是由纳米技术制造的玻璃纤维与碳纤维复合后作为增强体而制成。它可以让各种雷达波束和通信信号相互之间不受干扰地通过，并且损耗极低。碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如，在推进系统上可用作螺旋桨［和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰。在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。此外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。 民用游艇大型游艇一般为私人所有，价格昂贵，要求质量轻，强度高，耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线，方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成，但是由于刚度不足，满足刚度设计要求后往往船体过重，而且玻璃纤维是致癌物质，国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如超级游艇“巴拿马”号双桅船，船身和甲板采用了以碳纤维／环氧树脂为蒙皮。乙烯酯树脂夹层复合材料，pvc泡沫和碳纤维复合材料，桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料，只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源开发上的应用 海底油气田近年来，碳纤维复合材料在海洋油气开发领域的应用越来越广泛。海洋环境下的腐蚀，高压，水底暗流流动带来的强剪切作用对材料的耐腐蚀性，强度和疲劳性能提出了严格的要求。碳纤维复合材料在海洋油田开发中有着明显的质轻、耐久、抗蚀方面的优势：一个1500m水深的钻井平台，其钢制系缆的质量就达6500t左右，而碳纤维复合材料密度是普通钢材的1/4，若使用碳纤维复合材料取代部分钢材将显著减少钻井平台的载重负荷，节省平台的建造成本；抽油杆的往复运动，由于管外海水压力与管内压力不平衡极易引发材料的疲劳断裂，而用碳纤维复合材料即可解决这一问题；由于海水环境耐腐蚀，其在海水中使用寿命比钢材要长，且使用深度更深。碳纤维复合材料可以用作油田钻井平台中的生产井管、抽油杆、储藏槽、海底输油管、甲板等部件。制造工艺分为拉挤成型工艺和湿法缠绕工艺。拉挤成型法一般用在普通管材和连接管上。缠绕法一般用作储槽和压力容器的表面，也可用在各向异性的柔性管道之中，其中碳纤维复合材料以特定的角度缠绕排列在铠装层之中。碳纤维复合材料的连续抽油杆是一种类似胶片的带状结构，柔韧性很好。使用碳纤维抽油杆能明显提高出油量，减少电机的载荷，相比之下更节能。而且碳纤维复合材料抽油杆比钢制抽油杆更耐疲劳，抗腐蚀性能更好，更适合应用在海底油田的开发中。 海上风电资源丰富，是未来发展的重要领域，也是风电技术最先进、要求最高的领域。我国海岸线约1800km，岛屿6000多个，东南沿海及岛屿地区风力资源丰富且易于开发。近年来大力促进海上风电能源的开发已经得到了有关部门的支持。风力发电叶片90%以上重量由复合材料组成。海上风力大，发电功率大，势必要求更大的叶片和更优良的比强度和耐久度。显然，碳纤维复合材料能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求，和玻璃纤维复合材料相比更适合应用于海洋领域。碳纤维复合材料在海洋风力发电中具有显著的优势。碳纤维复合材料叶片质量低，刚度大，模量是玻璃纤维制品的3~8倍；海洋环境下湿度大，气候多变，且风机24h工作。叶片耐疲劳性较好，能较好的抵御恶劣的天气；改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤；降低风力机叶片的制造和运输成本；具有振动阻尼特性等。 碳纤维复合材料用于海洋工程建筑，主要利用其轻质高强耐腐的特性，以筋索材及结构件的形式，替代传统钢筋建材，解决海水侵蚀钢筋、运输路途遥远运输成本高的问题。已应用于海上岛礁建筑、码头、浮动平台、灯塔塔架等。