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复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件(CPSD)
复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件(CPSD)源于军工科研项目,是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统,解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件(CPSD)源于军工科研项目,是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统,解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。该软件集复合材料零件的模具型面生成、铺层工艺设计、仿真分析、工艺验证及可制造性评价等功能于一体,具有高效铺层设计、高精度仿真和全过程三维数字化、可视化、知识化、集成化的特点,为实现复合材料零件的数字化设计制造一体化提供有力支撑。航天、航空、汽车、能源等行业大量采用复合材料零件,需要专业的基于三维模型的复合材料快速设计与制造软件,实现从经验的手工设计到全三维数字化设计的转变,从而提升复材零件的智能制造水平。
北京理工大学 2022-08-17
高性能复杂铸件轻合金材料与控形控性工业软件
(1)研发了系列新型高强高韧铸造轻合金材料,支撑了复杂铸件性能提升。 1)研发出一种新型高强韧铝硅合金。开发出一种新型高强韧铝硅合金及其制备方法;提出一种混合稀土和Sr元素的复合变质方法,缩小枝晶间距并细化共晶硅;研究出合适的热处理制度;阐明了变质剂组成与含量对变质效果的影响规律,基于此显著提高了铝硅合金的综合力学性能。有效解决了现有铝合金铸件易发生的裂纹、伸长率低、屈服强度不达标等缺陷和问题。 2)研发出一种低成本高强耐热稀土镁合金。开发出一种添加低成本混合稀土的新型多元稀土镁合金材料;揭示了混合稀土对镁合金相变规律的影响机制;研究出准晶增强稀土镁合金的高温固溶T6热处理工艺;开发出兼具优良的室温与高温力学性能的低成本稀土镁合金;解决了现有镁合金铸件易产生冷隔、强度低、韧性差等问题。 3)研发出一种新型高强韧钛合金。开发出一种α+β型双相高强高韧钛合金,揭示了合金在凝固-热等静压-热处理过程中微观组织的演变规律;研究出调控相组成及相形态的双级固溶时效热处理制度,形成了以等轴和篮网为主要特征的基体组织,使合金的强度和韧性同步提升。解决了现有铸造钛合金强度和韧性偏低、铸造成形性差等问题。 (2)研发了铸造全流程模拟仿真系统,提出了高效的单件化铸造数值模拟方法,实现了高性能复杂铸件的数字化工艺设计。 1)提出了一种铸造原辅材料热物性参数高精度求解方法。提出了基于实验测温与数值模拟反求的热物性参数求解方法,实现了面向数值模拟的热物性参数高精度求解;建立了反热传导法求解铸件/铸型界面换热系数的数学模型,降低了界面关键参数求解误差;研发了高精高效的热物性参数反求平台-华铸PIS,创建了铸造原辅材料高精度热物性参数数据库。 2)研发了铸造合金熔炼-复杂铸件充型凝固-热处理的铸造多物理场全流程高效模拟平台。建立了电磁、速度、压强、浓度、温度的多物理场耦合数学模型,自主研发了从铸造合金熔炼到复杂铸件充型凝固到热处理的铸造全流程模拟仿真平台,为铸造工艺优化提供了工具;提出一种数据内存动态自适应划分技术,解决了SOLA流动场求解数据耦合干扰难题,实现了大规模铸造流动场模拟问题的并行高效求解。 3)提出缩孔缩松缺陷定量预测与单件化模拟工艺优化方法。提出双高分配原则缩孔缩松预测模型,解决了复杂铸件缩孔缩松高精度预测难题;提出了针对高性能复杂铸件不同批次的单个铸件模拟方法,建立关键工艺参数波动对典型缺陷的多元回归关系模型,实现了基于单件化模拟仿真的高性能复杂铸件缺陷控制与工艺优化。 (3)建立了铸件生产全生命周期的单件化柔性化质量管理模型,实现了高性能复杂铸件质量问题的单件化、全过程、全要素溯源。 1)创建了基于PLM理论和TQM理论的铸件单件化管理模型。基于产品全生命周期PLM理念以及多智能体技术,构建了铸造串并联多工位单件化的缺陷溯源模型;建立铸件单件及作业过程信息模型和组批、混批、拆批模式下单件自动生成、感知、标记、进度跟踪的控制机制,实现高性能复杂铸件单件化缺陷溯源。 2)创建了支持业务即时重构的参数配置式多维度铸造柔性化管理模型。创建了支持铸造数字化管理系统业务即时重构的参数配置式多维度铸造柔性化管理模型,解决了刚性管理系统可重用性低、应变能力弱和实施周期长的难题,支撑不同领域不同类型铸造企业随环境变化、自身发展等柔性进行的组织变革、流程变更和管理改善,实现了企业按需柔性化管理。 3)创建了基于TLBO\GA\BSA元启发式算法优化理论的铸造智能化管理模型。创建基于改进性教与学算法(TLBO)、遗传算法(GA)、回溯搜索算法(BSA)等元启发式算法优化理论的铸造智能化管理模型和技术,解决了铸件异步热工序组炉复杂条件下工序生产调度IPPS组合优化难题,实现了系统智能决策管理以及多品种大容量铸件高效生产。
华中科技大学 2023-05-24
教创赛专家报告荟萃⑧ | 北京交通大学威海国际学院副院长肖贵平:异地校区中外合作办学教学质量保障的探索与思考
北京交通大学威海国际学院面对中美英三方学制差异,创新三方周例会制度、中外联合管理机制以及分类课程管理模式。
高等教育博览会 2025-09-28
教创赛专家报告荟萃⑥ | 西北工业大学国际合作处处长孔杰:互为镜像 同构创新——中外合作办学与境外合作办学的互动实践
中外合作办学与境外办学是服务教育强国建设的重要路径,两者相辅相成,共同服务于国家战略与高校发展。
高等教育博览会 2025-09-28
材料与物理学院教师陈亚鑫、鞠治成在炭材料及储能应用方面取得进展
针对高缺陷炭负极电化学储钾容量与稳定性难以兼顾的问题,报道一种原位缺陷选择性调变与导电骨架搭建策略,通过热力学与动力学双重调控,提高缺陷炭负极电化学储钾综合性能。
中国矿业大学 2022-06-01
南京大学超导电子学研究所在人工自旋冰与超导异质结构器件研究中取得重要进展
第二类超导体中量子化磁通的运动行为对超导材料和器件的电磁输运性质起着关键作用。人为调控超导磁通量子的运动行为,不但可以有效提高超导体的临界电流密度,还可实现具有新功能的超导电子器件,如超导磁通整流器、磁通二极管等。以往的磁通量子调控手段往往缺乏原位可调性,极大限制了相应超导电子器件的应用。近日,南京大学吴培亨院士领导的超导电子学研究所王永磊教授和王华兵教授研究团队设计出了一种可调控的新型人工自旋冰与超导异质结构器件,不但实现了超导电性的原位开关,还实现了可开关和可反转的磁通霍尔效应。 人工自旋冰是具有集体相互作用的纳米小磁体阵列,其特殊的几何排列使得系统具有很高的简并度、新奇的低能激发态(如磁单极子)、丰富的相变和磁畴。近年来该团队致力于人工自旋冰和超导纳米结构器件等方面的研究,不但设计出了可擦写的人工自旋冰,并且于国际上首次设计和制备出了人工自旋冰与超导的异质结构器件,实现了可调控的超导磁通阻挫效应和磁通整流效应。近日该团队又设计出了一种基于风车型人工自旋冰与超导的异质结构器件,利用风车型人工自旋冰易于调控的链条状磁荷结构,以及磁荷与超导磁通量子间的强耦合作用,实现了对超导磁通运动的原位操控,展示了超导零电阻态与耗散态之间的原位开关,同时实现了可编程的磁通霍尔效应。
南京大学 2021-02-01
教创赛专家报告荟萃① | 中国教育科学研究院研究员、原副院长马陆亭:教育家精神内涵与时代价值
以教育家精神推进高素质教师队伍建设,以教师之强支撑教育之强,是未来教师工作的方向和教师成长的方位。
高等教育博览会 2025-09-26
炼铁生产过程伴生能源的整体梯级回收系统
本发明公开了一种炼铁生产过程伴生能源的整体梯级回收系统,包括:包含燃气轮机的高炉煤气燃机发电系统和包含双压余热锅炉的余热回收发电系统;还包括烧结烟气回收系统和冷却热废气回收系统。所述的烧结烟气回收系统将来自烧结机的烧结烟气经除尘器除尘后,在第一引风机的抽吸作用下送入双压余热锅炉;所述的冷却热废气回收系统将冷却热烧结矿后产生的热废气在第二引风机的抽吸作用下也送入双压余热锅炉。本发明系统将烧结工艺显热和炼铁过程伴生的低热值高炉煤气进行整体回收,并且梯级利用,形成完整的、能稳定运行的中低温余热、低热值高炉煤气高效综合利用系统。
浙江大学 2021-04-11
一种能源回收自清洁的垃圾输送系统
本发明公开了一种能源回收自清洁的垃圾输送系统,包括:用于输送垃圾桶升降循环的升降机构,所述升降机构具有环形输送件,环形输送件上间隔布置有多个连接座,每个连接座上转接有所述的垃圾桶;安装在所述升降输送机构两侧并用于保持垃圾桶升降运动姿态的限位轨道,靠近所述升降机构的底部设有无限位轨道作用的垃圾倾倒位;置于各楼层并用于控制垃圾桶在垃圾投放口停止的即停机构;位于所述升降机构下方的垃圾储存箱,用于储存各垃圾桶翻转倒出的垃圾。本发明适用于高层建筑各楼层垃圾的升降输送;节省电梯运输垃圾的功耗,节能减排;减少垃圾处理的人力消耗,降低管理成本。
浙江大学 2021-04-11
基于大数据的能源互联网能量管理系统
随着电网数据规模越来越大,所蕴含的价值也越来越多。清华大学信研院研发了基于机器学习方法的能源互联网能量管理系统,主要功能为对电网的稳定性进行预测和可视化。系 统分为训练部分和预测部分。训练部分通过历史数据进行机器学习,建立一个电压稳定性的 分类器。分类器训练完成后,再对新增的未知数据进行预测。训练部分主要分为特征提取、 类别标记、特征压缩、分类器类型选择。预测部分主要分为分类器数据启动阶段和预测输出 阶段。本系统提出利用机器学习方法对电网电压稳定性进行预测,进一步综合多个节点给出 电网态势感知的评估结果。在训练每一个节点分类器的时候,本系统将特征选取的时段和预 测时间节点拉开,形成一种延时的预测方法,本发明对复杂系统有着更好的还原效果。2 应用说明本系统实施电压稳定性预测的具体步骤为:步骤 1:通过部署在关键测点的同步相角测量单元 PMU 采集电网实时数据,所述 实时数据包含电网中每个关键测点的电压 U、 有功 P、无功 Q、电流 I;分别计算 U 的衍 生量 dU/dt,Q 的衍生量 dQ/dt,电压的变化 量比上无功的变化量的衍生量 dU/dQ,用这 些衍生量作为特征,来表征量的时间变化速 率;步骤 2:对步骤 1 中提取的特征进行数 据降维与压缩;根据特定时刻电压 U 是否恢 复到标准值的 0.8 倍来区分每组样本组是否 稳定,用 0 标记稳定,用 1 标记不稳定;步骤 3:选择分类器,建立一个电压稳 定性的分类器;步骤 4:训练分类器;当分类器训练完 成后,将训练好的参数储存起来;步骤 5:进入预测部分的数据启动阶段, 填充特征矩阵,没有输出;步骤 6:把多个节点的特征按照顺序排列,形成特征矩阵;特征矩阵填充完成后, 根据分类器给出的预测结果;特征时段向前滑动,最初的特征被抛弃,新特征补充在队尾, 分类器持续给出预测结果;步骤 7:每隔一定时间间隔 ,要把新收集来的数据与以前的数据一起,重新回到步骤 4 训练分类器,更新参数。在具体系统搭建过程中,我们充分利用现有机器学习平台。其中 Hadoop 的文件管理系统 HDFS 负责数据存储;Spark 负责模型训练;Storm 负责在线预测;Kafka 负责在 Storm 和Hadoop 之间传递更新后的模型参数。
清华大学 2021-04-11
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