|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
大尺寸焊接结构件高效建模方法
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高；同时有限元分析对网格模型的要求高，需要在保证计算精度的前提下保证计算效率，使用网格过渡技术，保证热源影响大的区域使用精细的网格，热源影响小的区域使用较粗的网格，从而达到相同网格条件下更精确地计算结果与更高的计算效率。例如《大型复材工装焊接工艺研究》项目，针对大型复合材料结构件Invar合金模具手工电弧焊焊接工艺进行研究，采用高效建模的手段对研究对象进行模拟分析，降低时间与材料等方面的成本。采用实验与仿真并行，理论分析、实验研究、仿真分析相结合的技术路线开展 Invar 合金试板件手工焊接工艺参数探索。
三、创新点及主要技术指标
创新点：参数化建模，缩短建模周期；采用非均匀过渡性网格以控制计算量，在保证计算精度的前 提下压缩计算量，采用多 CPU 并行计算以提高计算效率。
技术指标：建模效率提高 30%，计算效率提高 30%。
四、知识产权及获奖
论文10余篇，其中典型示例如下：
Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting deposition of Invar alloy
Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy
专利：
基于精准能量分配的激光-电弧复合加工的能量分配系数模型的构建方法
一种焊接过程气孔形成与演变的二维计算机模拟方法
南京航空航天大学
2022-08-12
大尺寸均匀单层MoS2可控制备
单层半导体性过渡族金属硫属化合物（MX2:MoS2, WS2等）是继石墨烯之后备受关注的二维层状材料。该类材料具有优异的电学性质、强的光物相互作用、高效的催化特性等优点，在光电子学器件、传感器件、电催化产氢等领域具有非常广阔的应用前景。单层MX2材料的批量制备和高品质转移是关键的科学问题。现有方法仍面临着诸多重大挑战，例如， 难以实现晶圆尺寸的层数均匀性、单晶畴区小、生长速度缓慢、生长衬底价格昂贵、转移过程复杂、容易引入污染物等。 北京大学研发课题组是国内较早开展相关研究的课题组之一，在单层MX2材料的可控制备、精密表征和电催化产氢应用方面取得了一系列重要进展：基于范德华外延的机理，他们在晶格匹配的云母基底上首次获得了厘米尺度均匀的单层MoS2(Nano Lett. 13, 3870 (2013))；在蓝宝石上获得了大畴区单层WS2(ACS Nano 7, 8963(2013))；发展了一种新型的金属性箔材(Au箔)基底，实现了畴区尺寸可调单层MoS2的制备，借助STM/STS表征技术建立起了材料原子尺度的形貌/缺陷态、电子结构和电催化析氢之间的构效关系。
北京大学
2021-02-01
航空铝合金大尺寸板、带材制备项目
我国的大飞机发展计划，为我国铝合金的发展提供了新的机遇。飞机的60-75%的构件是铝合金。航空铝合金是铝合金中高技术含量，高投资，高附加值产品。我国的C919客机已下线，但是该飞机所用的材料主要依赖进口，急需国产化。同时我国军用飞机的大型铝合金材料依然不能满足军机发展的需要。最近，国务院和中央军委大力倡导“民参军”，鼓励民营企业参加国防军工生产。所以该项目计划建设年产20万吨铝合金板带生产线，其中航空铝合金板带5万吨，其余为工业中厚板。 该项目采用了东北大学发明的两项关键技术-1）电磁-气刀连铸技术；以解决高质量锭坯制备，这一制约航空铝合金发展的关键技术，和2）铝合金电流场热处理技术，包括电流场均化和电流场固溶时效，在降低成本的同时，保证材料的性能，均有较高的效益。 一般客机自重为30吨左右，战斗机为10-20吨，大型运输机为60-80吨，其中60-70%为铝合金，则按一架飞机平均自重30吨估算，约需铝合金20吨左右，则需要的铝合金材料为200吨左右，80-90%被加工掉。如果我国飞机材料能达到500架/年，这需要10万吨铝合金。由于现在飞机大部分部件都采用板材机加工方法，所以板材要占80%，既8万吨。 同时我国的战车、炮车、军车等正在实现轻量化，也需要航空铝合金，预测每年要达到30-50万吨。 同时，该生产线还可以生产民用中厚板，包括罐车、动车车厢、铝合金煤车等，预测需要30-50万吨。 因此包括航空铝合金在内，我国每年铝合金中厚板的需求量可以达到80-100万吨，且随着我国飞机制造和高铁发展，需求量还会增加。 招商方向引导 金属结构材料，轻合金加工行业。可以新建，也可以在原铝合金加工厂改造升级。
东北大学
2021-04-11
大尺寸工件移动智能测量机器人
大尺寸测量的用途十分广泛，几乎应用到大型产品的设计研发、装配成型、验收交付等各个环节，在航空航天、车辆船舶、风电、水利工程、雷达天线、重型机械等领域的需求尤为突出，在现代大型机械制造业中扮演着极其重要的角色。
复旦大学
2021-04-10
大尺寸超高清裸眼立体电视面板
该技术的裸眼立体显示器采用视差照明式多视点裸眼立体显示方式，支持一对立体图像的信号格式，并且可以供多位观看者同时自由观看，平面立体兼容。立体显示器可以在宽广视场内（±45°）观看立体图像，无需佩戴任何辅助工具（例如立体眼镜等），肉眼直接观看。当显示平面图像时，显示器具有高清晰平面显示的画面质量。换言之，该显示器在显示平面图像时，显示器可以切换成平面显示模式，在此模式下，显示器是一台完全的普通的平面显示器，其显示性能（如分辨率、视角、对比度等）与普通
南京大学
2021-04-14
晶体材料大尺寸、定晶向放电切割技术
合作的企业类型等。简介请图文并茂，字数1000字以内。） 近年来，在国家自然基金、江苏省自然基金、航空基金以及国防预研、国家新能源产业化专项、江苏省科技成果转化等项目资助下，本课题组进行了在半导体晶体材料加工上实现了大尺寸（600mm）、高尺寸精度（5μm）、定晶向（0.3分）、低损耗、低成本的集成技术优势，成为国内外首个在半导体晶体放电切割上实现重大突破和技术应用的研究团队，多项研究成果已经获得或即将获得重要应用。 本课题组在特种加工、微细加工、激光加工、再制造等方面开
南京航空航天大学
2021-04-14
大尺寸铌酸锂晶体、单晶薄膜及器件
本技术涵盖大尺寸铌酸锂晶体生长工艺及装备、晶圆制备、单晶薄膜制备及声表面波器件，实现材料、装备、器件协同发展。主要针对8英寸铌酸锂晶体、单晶薄膜及声表面波器件进行开发研究，该技术属于我国“卡脖子”技术，目前国际市场空白。在铌酸锂晶体生长方面，开发了大尺寸智能单晶生长设备及工艺，包括大尺寸铌酸锂晶体生长模拟仿真设计、铌酸锂熔体-晶体固液界面特性与控制、大尺寸铌酸锂晶体生长工艺开发、生长-检测-分析-控制人工智能系统。采用离子束切片键合技术制备铌酸锂单晶薄膜，突破传统的薄膜制备方法无法制备单晶铌酸锂薄膜
山东大学
2021-04-14
装备零部件喷丸强化技术
上海交通大学
2021-04-11
高强高韧零部件锻造技术
作为最终产品的零部件，必须具备较高的综合机械性能，以满足产品使用性能与使用寿命，这就要求选用更好的材料或采用更先进的工艺制造技术以大幅度地提高零部件的强度和韧性。按照材料研究领域的共识，高性能零部件必须具备超细晶粒、高洁净度和成分高均匀性 3 个主要特性，而对新型高性能锻件的研究和开发也必须建立三个前提条件之上，也就是在基本不增加制造成本，尽可能少地利用合金资源与能源，以及基本不降低塑性和韧性。满足以上条件后，可实现锻件的强度增加一倍和使用寿命增加一倍的目标。而达成这一目标的核心理论与
江苏大学
2021-04-14
大尺寸金属点阵夹层结构先进制造技术
随着工业化程度的不断发展，节能减排政策的不断落实，人们对结构的轻量化和高效化需求越来越大。金属点阵夹层板，作为一种研究较为成熟并且力学性能优秀的结构，能有效提高舰船甲板、侧壁板，海洋风电平台以及石化设备高空平台的轻质、耐腐蚀、抗爆、吸能、承载一体化的需求。但是，目前面板与芯子的主要连接方式为胶粘或点焊，界面强度存在很大隐患使得金属点阵夹层结构的比刚度、比强度优势难以发挥。
南京工业大学
2021-01-12