本项目以复杂工程场地土体动力特性及其对强地震动传播影响的基础理论和应用方法为研究对象，揭示了场地地形地貌、局部岩土体条件与非线性特征及其不确定性等对地震动传播特性的影响规律。

成果简介： 回转体构型运动副在重大装备及精密装备中应用广泛，各类主机的工作精度、性能、寿命、可靠性等指标均与回转体运动副的性能密切相关，然而其空间结构的复杂性及高的功能特性要求对其制造工艺提出了巨大挑战。复杂构型回转体运动副表面要求耐磨、减阻并具有较高的疲劳强度，需要较高的表面面型精度。目前回转体构型零件淬硬表面一般采用固结磨料面接触制造工艺实现，然而固结磨料制造技术易于造成磨削烧伤及表面裂纹，影响零件的性能及使用寿命。此外，某些精密元器件或者特殊环境下工作的元器件在使用过程中表面会附着污染物、粉尘等物质而导致腐蚀或者性能下降，常规的机械作用强度较大，易于导致表面损伤，耦合化学、机械以及超声振动的表面精密修整工艺能够柔顺覆盖材料全表面，确保精准去除表面缺陷、污染物的同时避免附加损伤；此外某些工件空间尺寸较小且内外表面工艺结构复杂，蕴含大量的边、角、棱结构，易于导致制造工艺末端缺陷（毛刺）并对运动副配合表面造成损伤，严重影响使用性能，确保已加工表面的面形精度同时高效去除表面末端缺陷已成为迫切需要解决的生产实际问题。常规刚性工具难以实现表面的精准吻合而无法实现全表面精密修整，而基于自由磨料的液态柔性磨具可以实现容器空间的全部填充，实现工具-工件的全表面精准吻合并避免表面附加损伤，是复杂构型零件表面精密修整与清洗的理想工艺。基于上述分析，课题组开发了复杂构型表面精密修整清洗多功能一体机。表面精密修形是在柔性工具对零件表面廓形进行拟合运动的基础上通过表层材料的塑性流动、小尺度材料剥离实现表面几何特征属性的全面提升，柔性工具与零件表面之间的弱机械作用可以在提高零件表面微观几何精度的同时有效避免附加损伤，然而目前为止获得纳米级表面粗糙度仍然主要依靠熟练操作者的手工研抛为主，生产效率低、劳动强度大、最终表面质量严重依赖于操作者个人的技术水准，难以保证高精度复合曲面制造精度的稳定性。复杂构型表面精密修整清洗多功能一体机将有助于实现表面精密修整、去污的一体化，降低生产成本，提高生产效率，具有广阔的市场前景。 市场分析及前景： 表面精密修整清洗一体化技术在许多行业都具有较好的应用前景：一、机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件、轴 承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系统及取样玻璃片的清洗。四是医用器具、食品、制药、生化等试验中所用各种瓶罐的清洗。五是喷丝头、精密 模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。天津大学科技成果选编我国现有各类超声设备制造企业上百家，分布主要集中在东南沿海地区。据统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的 85%，可见经济发达地区对超声波表面修整技术的应用广泛，普及程度高，这也证明超声波清表面修整技术推广普及的前景十分广阔。 主要技术指标： [1] 精密修整后的表面粗糙度小于 1nm，边、角、棱结构处的末端缺陷消失； [2] 表面光滑亮泽，无油污及颗粒物附着。 技术水平及知识产权认定情况情况：本成果属于国际先进水平，成果归独家所有。 应用领域：工程机械、微电子系统、光学精密仪器，医疗器械等 合作方式及条件：技术入股 

项目简介 针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。 技术指标 (1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。 (2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。 (3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。 (4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。 效益分析 项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了3倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。 应用情况 本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。

项目简介 针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。 技术指标 (1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。 (2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。 (3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。 (4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。 效益分析 项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。 应用情况 本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。

针对病毒可能污染的环境物体表面及应急医院废水等进行高效消毒意义重大。深圳国际研究生院能源电工研究所张若兵副研究员团队积极拓展开发基于强场调控的致病微生物消杀关键技术，已初步研制出用于热敏性固体材料表面消毒的高活性宽幅等离子体便携式消杀装备及强脉冲电场调控的医疗废液灭活装备，有助于解决致病微生物消杀装备等资源短缺问题，为疫区医院防疫、含病毒医疗废水高效消毒提供强化消毒装备。 团队正在对系统深入优化，并积极联合深圳大学总医院等合作团队着手开展后续效果评价工作，争取尽早推向应用，助力抗疫工作。 除了在抗击疫情中发挥作用以外，宽幅等离子体射流阵列和强脉冲电场技术在新一代精准医疗装备、热敏性材料封装和智能制造等领域也将发挥重要作用。

液-液萃取分离科学和技术是化学工程学科的重要分支之一。一大批萃取分离技术在石油化工、原子能、医药工业、食品工业、生物化工以及环境工程中得到了广泛应用。现代工业的发展，对液-液萃取分离科学与技术提出了新的挑战，也为新型萃取分离技术的产生和发展提供了良好的机遇。液-液萃取技术作为一项应用很广的高效分离技术，已成为许多领域发展的技术关键。本项目围绕国家节能减排战略，开展高效液-液离心萃取设备的研制及应用研究。创造性地建立了流场分布与操作条件的关系模型，实现了设备的可控设计；对液-液离心萃取过程环隙间流动特性进行深入细致的研究，定量地求出泰勒涡流的生成条件及其变化规律，精确地描述出流场全貌；在Taylor-Couette流体运动特征、失稳演变过程和压力周期波动特性方面有所突破，建立离心不稳定准则，获得环隙式液-液离心萃取过程的强化传质机理，为环隙式液-液离心萃取系统的量化设计提供理论基础。开发出的离心萃取成套设备及相关工艺技术，在石油化工、生物制药等行业得到了成功应用。在我国最大的林可霉素生产基地-南阳普康药业集团有限公司建成了基于离心萃取技术的“萃取-洗涤-反萃”成套设备及工艺，获得了成功。依托中国石化集团公司，在我国最大的己内酰胺生产基地建成了杂质离心萃取的工业示范装置，每年产生经济效益500万元，大大改善了产品质量。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是在密炼机基础上发展的一种新型高分子材料的混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组经过近十年的研究，开发出了具有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经通过了教育部、江苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定，获国家机械工业联合会、江苏省科学技术进步奖。采用该技术开发的高浓缩炭黑母粒连续混炼造粒生产线和高压电缆屏蔽料连续混炼造粒生产线已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管料专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制，水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2～2/3，实现了相关产品的高效、节能、环保化生产。项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺，解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

热锯机和冷锯机是广泛应用于冶金厂型钢、尤其是异形断面型钢轧制生产线上的一种切断设备。它们的主要作用是将轧机轧制出来的轧件切头、切尾和切定尺。由于锯机的进锯速度远小于锯齿线速度，所以每个锯齿只能刮下极薄的一层金属。这样所造成的金属变形量较小，切口断面平整。这是其它切断方法所无法比拟的。另外，较其它切断设备，锯机具有设备简单，重量轻以及生产效率高等优点。 由于锯机使用条件恶劣，对象复杂，其经常发生锯齿糊齿、顶裂、齿尖的折断、根裂及非正常磨损，导致锯片寿命过短，锯切断面出现变形、毛刺、飞翅等缺陷，影响了钢材的成材率。 该项工作经过近20余年的工作，从基本锯切理论入手，针对不同的锯切对象和使用环境，利用现代设计理论和技术成果，通过对锯片设计、制造和热处理等方面的全面研究，在锯片设计和质量控制等方面取得多项突破，并锯片的高强度、高刚度、长寿化，不同型钢锯切断面的无（小）毛刺、小变形等等方面形成系列专有技术。上述成果已分别通过原冶金部技术鉴定、并有多项取得获省部级科技奖。有2项获国家专利授权。以上技术现已在全国推广应用。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是 在密炼机基础上发展的一种新的高分子材料混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除 了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性以外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在 节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组历时近十年的研究，开发出了具 有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经分别通过了教育部、江 苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定。 该技术已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高 浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和中高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制， 水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了 生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2~2/3，粉尘排放下降了95%，实现了 相关产品的高效、节能、环保化生产，用工成本下降了50%。 项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺， 解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟 了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

超高压阀门的阀芯需要抗腐蚀耐磨的材料，因此阀芯的材料往往与本体不同，为了防止出 现掉落、松动等故障，需要将阀芯与阀门本体进行焊接。考虑到阀门本体结构的特殊性，需要 设计一种全自动焊接机床来满足这一要求。 该套数控焊接机床的机械系统主体部分是X,Y,Z三轴工作平台以及旋转R轴构成 (X和Y轴 行程为100mm,Z轴行程为400mm,三轴均通过滚珠丝杠传动，具有较高的控制精度，R轴可旋 转任意角度，载荷100KG) ，为了实现精确控制，四轴均通过伺服电机驱动器+伺服电机驱 动，通过设置伺服驱动器及运动控制卡相关的参数，电机位置控制可达到加工精度要求 (小于 0.2mm) 。其中XYZ三轴均有正负原点开关和零点开关，R轴只有一个零点开关。工作台的旋转 由R轴通过1:100行星减速齿轮带动，工件通过专用工装夹紧，并通过电刷与焊机负极连接。 该项目主要完成了以下工作：焊枪结构改进及硬件调试；机床数控软件的模块化设计， 包括焊接中示教及焊枪路径规划中提出的一种通过空间直线和空间圆弧实现空间曲线的插补 算法，辅助功能的实现和焊缝收弧引弧等时间控制策略等；着重研究了焊接工艺参数 (焊接电 流，焊接电压，焊接速度和焊枪角度) 对焊缝的影响，通过一种数学模型来描述工艺参数与焊 缝熔深之间的关系，对摸索焊接工艺参数对焊缝形态影响和焊缝质量的预测和评估有重要意 义。