土木建筑科学技术领域,提出了张弦（弦支）结构体系；建立了弦支穹顶结构成套分析设计理论；研发出滚动式和插板式拉索节点专利构造技术；形成了张弦结构体系智能化和可视化施工分析软件、健康监测系统、整体提升等成套施工技术。为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键的技术支撑，在国内外81项重大工程中得到应用，经济和社会效益显著。

成果的背景及主要用途： 高效大跨度结构体系不仅关系到资源节约、施工便捷和效果美观,更是一个国家建筑技术水平的重要标志。传统的梁板式结构用钢量大效能低、单层网壳稳定性差支座水平推力大、单一网格结构难以实现轻盈美观,研发新型大跨体系成为建筑结构技术发展的迫切需要。课题组在较早开展张拉整体体系研究的基础上,从 1998 年开始对张弦结构大跨度建筑结构体系进行系统研究,形成了张弦结构分析设计理论和施工成套技术,解决了张弦结构基础理论匮乏、分析方法欠缺和在工程应用中受到结构选型、节点构造、施工方法和监测技术等多方面问题制约的技术难题,为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键技术支撑。 技术原理与工艺流程简介： 1、系统研究基于张拉整体思想的张弦结构体系，提出了发明专利-弦支筒壳和弦支混凝土楼盖等新型张弦结构形式，建立了平面、空间等张弦结构分类体系，研发自制设备空气加热索膨胀系数测定仪和水域加热索膨胀系数测定仪，测定了张弦结构核心构件-拉索的膨胀系数，为张弦结构分析设计理论的建立奠定了基础。 2、确定了平面和平面组合型张弦结构的最优构成规律，揭示了平面和平面组合型张弦结构静动力特性和抗风性能，研发出专利技术—自平衡加载反力架并试验验证了所提出的插板式拉索节点的安全性和便捷性，解决了平面及平面组合型张弦结构分析计算和拉索连接节点方面的技术难题。 3、提出两种弦支穹顶分类方法和预应力二阶段分析方法，创建连续折线索单元分析技术，建立了弦支穹顶从找形、预应力设定到结构性能分析的设计方法，基于模型和实物试验及理论分析揭示了弦支穹顶结构静动力性能和稳定特性，研发了空间张弦结构的节点专利技术—预应力钢结构滚动式张拉索节点，形成弦支穹顶分析设计理论体系，解决了弦支穹顶应用中分析设计和节点构造的技术难题。 4、研发出张弦结构施工工艺仿真系统，提出了预应力施加方法和摩擦损失补偿方法，开发了张弦结构健康监测系统，解决了张弦结构施工过程中的全过程控制、监测、安全和预应力损失等方面的技术难题。提出了“地面整体拼装、一次张拉外斜索成形”的施工方法，突破了大跨度索穹顶结构张拉成形的技术瓶颈。 技术水平及专利与获奖情况： 该项科研成果发表学术论文 72 篇（其中 SCI 检索 9 篇、EI 检索 27 篇），获发明专利 7 项，实用新型专利 8 项，获国家科学技术进步二等奖 1 项，天津和北京市科技进步一等奖3项，省部级科技进步二等奖4项，达到了国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 本项目关键创新成果代表了现代大跨度结构技术的水平,引领了世界空间结构技术的发展,提升了中国大跨度技术在世界工程领域的地位，增强了国际竞争力，可应用于体育场馆、会展中心、交通枢纽站房等国家重要基础设施工程中。项目发表论文 72 篇(9 篇 SCI、27 篇 EI),获发明专利 7 项,成果编入 10 本著作和 6 本规程,推动了土木工程学科发展, 培养了一批高素质的结构工程科技人才，对现代大跨结构的技术进步以及推动中国空间结构从大国向强国迈进都具有重要的意义。 应用领域： 该项目科研成果已应用于包括奥运会场馆在内的近百项大跨度结构工程中，可广泛应用于大型体育场馆、会展文化中心、重大交通枢纽、大型厂房等基础设施工程中，可推广应用程度高，取得了巨大的经济效益，工程节支总额超过二亿元，对我国大跨结构技术的发展具有显著推动作用。 

不平衡是旋转机械最常见振动故障。动平衡仪用于测试各类旋转机械启停和正常运转时振动数据，提供频谱图、波形图等各类分析图表。动平衡分析软件融入了火电机组振动国家工程研究中心20多年来从事动平衡工作的理论和经验，功能全面，已被成功应用于300多台机组动平衡工作，并被30多家电厂、电力试验研究所和制造厂选用。

虚拟牙齿矫正系统是为隐形牙套制造系统输出模拟矫正数据的软件。通过对患者牙齿的 CT、MRI 等图像进行三维重构，患者只需按牙科医生指示，不同时期佩戴不同的牙套就可以达到预期矫正效果。 隐形牙齿矫正具有美观、易摘取、无刺激、易控制、可以预先看到虚拟的治疗过程等优点，虚拟牙齿矫正系统的开发具有很高的商业价值和应用前景。 计算机辅助牙齿矫正分析软件系统项目获得陕西省自然科学基金资助，已获发明专利1项，发表高水平学术论文20余篇。

机械结构可靠性设计及分析软件是一个模块化的机构\结构零部件和系统的可靠性设计及概率分析的软件系统，采用了最新的概率算法和通用数字分析方法以计算工程系统的概率响应和可靠性；提供了丰富的可靠性分析仿真功能和图视化前后处理界面；可以在虚拟样机和有限元模型等数字化环境中，协同三维建模、控制仿真、有限元分析和动力学分析等成熟的商业化CAD、CAE 工具实现复杂机械结构和机构的可靠性定量性设计、可靠性预计和设计方案仿真评价、优化设计。 该软件先进性体现在：先进的可靠性设计分析方法；先进的集成框架技术；良好的开放性和二次开发平台。 机械结构可靠性设计及分析软件包括可靠性定量分析、产品可靠性预计、设计方案可靠性定量仿真评价及机械结构可靠性设计。可满足航空、航天、兵器、船舶、核等军民品企业开展复杂机械结构和机构产品的可靠性、参数化定量设计和综合分析评价、优化等设计分析工作的需要。 该软件的功能模块图如图1所示，其中可靠性优化设计界面如图2所示。 图1 本平台功能模块图 图2 可靠性优化设计界面

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成果简介： 机械结构可靠性设计及分析软件是一个模块化的机构\结构零部件和系统的可靠性设计及概率分析的软件系统，采用了最新的概率算法和通用数字分析方法以计算工程系统的概率响应和可靠性；提供了丰富的可靠性分析仿真功能和图视化前后处理界面；可以在虚拟样机和有限元模型等数字化环境中，协同三维建模、控制仿真、有限元分析和动力学分析等成熟的商业化CAD、CAE 工具实现复杂机械结构和机构的可靠性定量性设计、可靠性预计和设计方案仿真评价、优化设计。 该软件先进性体现在：先进的可靠性设计分析方法；先进的集成框架技术；良好的开放性和二次开发平台。 机械结构可靠性设计及分析软件包括可靠性定量分析、产品可靠性预计、设计方案可靠性定量仿真评价及机械结构可靠性设计。可满足航空、航天、兵器、船舶、核等军民品企业开展复杂机械结构和机构产品的可靠性、参数化定量设计和综合分析评价、优化等设计分析工作的需要。 该软件的功能模块图如图1所示，其中可靠性优化设计界面如图2所示。

分布式光伏数据分析的主要内容分为三大部分：动态数据分析、谐波分析和故障事件分析。对动态数据，软件可以设置电压、电流、角度、频率等额定值和越限门槛值，并可以绘制发生故障时刻前后若干秒的电压、电流、有功、无功曲线。谐波分析可以计算谐波电压总畸变率、奇次谐波电压含有率、偶次谐波电压含有率、谐波电流是否越限。故障事件分析可以把故障数据解读成便于阅读的故障文件。 创新点 对采集的动态电力数据可以形成完整的分析报告，并对故障事件形成完整的分析报告。 市场前景 电网运行的各种场景，都会产生海量数据。为了在这些数据里找到有效信息，需要有数据分析软件帮助用户实现。只要是电网运行中产生的数据，都能在该软件框架的基础上，实现数据分析相关功能。目前已经开展针对分布式光伏及电采暖数据进行分析，并可以形成完整故障报告。