中国科学院机构知识库(CAS IR GRID)以发展机构知识能力和知识管理能力为目标,快速实现对本机构知识资产的收集,长期保存,合理传播利用,积极建设对知识内容进行捕获,转化,传播,利用和审计的能力,逐步建设包括知识内容分析,关系分析和能力审计在内的知识服务能力,开展综合知识管理.

仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。

基于智能终端控制、大数据集群分析、数字网关以及智能云平台等技术构建智慧用能数据服务系统。 项目系统框架图 项目整体思路框架图 项目研究工作分解 针对项目不同负荷类型和典型应用场景，匹配相应的通讯控制模块，通过电力载波或无线等多元传输方式，将用户用能需求等相关电力数据集中在云平台，结合用户行为模型、能耗模型及能源管理控制模型对电力数据进行聚类整合及分析。达到提升用户的用能体验和节省用电成本的双重目标，同时对于电网侧能够利用削峰填谷等策略，增加电网参与辅助服务的力度，有效利用电网资源。 智慧用能平台系统图 目前市场存在的用户用能监测设备及系统之间的数据信息交流往往是单向的，难以达到人们对测量精度和实效性的要求。而本系统基于新型通信和人工智能技术，集成电力信息的感知、采集、通信和控制技术，创建以智能电能表和智能终端为核心的双向互动体系，通过对电流、电压、功率、电量等用户用电信息及温度等环境数据的自动采集，实现对电能的使用情况及各类关键供能用能设备进行的实时监控及能耗监测，对异常值做出预警，通过分析处理采集的数据生成各种用电行为曲线指导用户进行经济合理用电。 技术特点 1、实时性指标 常规数据查询响应时间＜10s；90%界面切换响应时间≤3s，其余≤5s；计算机远程网络通信中实时数据传送时间＜5s。 2、并发指标 支持300用户同时在线，并发要求达到100用户以上，并同时满足以下指标：常规数据查询响应时间≤15秒；主要节点CPU负载≤80%。 3、可用性指标 年可用率≥99.5%。负载率指标：在任意30分钟内，各服务器CPU的平均负荷率≤80%；在任意30分钟内，人机工作站CPU的平均负荷率≤80%；在任意30分钟内，主站局域网的平均负荷率≤80%。 4、存储容量指标 数据在线存储容量满足12个月以上数据存储需求。

面向我国能源结构调整的重大战略需求，提出了利用二氧化碳高效开发页岩气的新理论与新方法，成功指导了我国首次陆相页岩气超临界二氧化碳压裂现场试验，实现了页岩气高效开发与二氧化碳地质封存一体化的突破。

1）  高效的界面大分子反应增容技术 特点：环保，工艺过程简单，适用体系广泛（PC/ABS，PA/PE，PC/PBT等体系），增容体系刚韧平衡 2）  形态控制技术 特点：大幅提高材料刚性与韧性，工艺过程简单，适用体系广泛（PC/ABS，PA/PE，PC/PBT等体系）

①基本工艺： 真空密封造型铸造是一种不用粘结剂、水和其它添加剂，而是应用塑料薄膜和抽真空进行造型的铸造技术。其工艺：烤塑料薄膜→模型覆膜→喷涂料→套砂箱→加干砂子→震动→砂箱覆膜→抽真空→起模→合箱→浇注→冷却→撤真空落砂→取出铸件。 ②工艺特点： 所生产的铸件表面光洁、轮廓清晰、尺寸精确、铸件内在质量好；金属利用率高；设备简单，一次性投资少；原料和动力消耗少；模型和砂箱使用寿命长；工作环境较好。 ③成熟程度：达到生产中成功应用程度。 ④获奖情况： “特种耐热钢铸件技术在窑尾预热分解系统的应用开发”，1998获国家建筑材料工业局，部级科技进步3等奖。⑤授权专利： 一种抽气和箱带一体的真空密封造型砂箱，专利号：ZL94211906.1 可调面积、功率和位置的模型薄模加热器，专利号：ZL96207246.X 一种轧辊真空密封造型工艺，专利号：ZL97100233.9⑥项目来源： 国家八五重大技术引进消化吸收一条龙项目：“日产4000吨水泥装置”的子项“新型耐热特种铸钢内筒开发”。 适合于铸造合金、各种铸件批量的生产。尤其适用于大、中型比较精密铸件和表面不需要或难于机加工铸件的生产。

H型钢作为一种经济断面型钢，具有重量轻、承载能力大、外形美观、易于铆接、节约工时、降低造价等优点，已经被广泛应用在工业与民用钢结构中，具有非常广阔的应用前景。 由于H型钢的断面结构相对其它形式型钢存在着腰高腿薄等特点，加之在国内的生产刚刚起步，对其生产过程技术的基础研究还缺乏深入的工作。莱钢H型钢矫直在投产初期沿用日本提供的工艺规范，但因对理论机理缺乏系统了解，致使工艺和规格调整困难，矫后产品存在较大的几何缺陷。后改用起大变形的矫正工艺，使工艺调整方便，但轧件矫后的在腿腹交界处出现氧化皮脱落和微观裂纹等缺陷，严重影响了产品质量和外观形象，成为当前亟待解决的实际问题。本项目通过理论计算分析、计算机模拟仿真和测试、试验研究等手段，首次对H型钢的结构特点和矫直过程进行了深入的研究，全面掌握了H型钢的矫直性能及合理矫正工艺确定原则。本项目工作主要内容及取得的成果主要有： 通过现场实测，掌握了典型H型钢矫直前后几何状态，为理论研究和合理工艺确定提供了基础数据；典型H型钢矫直前的弯曲数学模型基本可确定为正弦曲线与多项式的叠加，而且局部弯曲最大出现在两端。经过分析计算，原始挠度值在辊距范围内变化不大，即确定反弯挠度时可根据弯矩分布而不必考虑原始挠度的影响。 通过对典型H型钢矫直前后组织、性能的研究，确定了原有矫正缺陷的特征和形成原因；确定了以改变大变形矫正工艺的问题所在。矫直对工件的机械性能和金相组织影响不大，但个别辊过大的反弯及不同规格间近似的压下量明显造成产品表面缺陷，甚至断面上的过分超出屈服极限直至整个断面的全塑性变形。 H型钢矫正过程的弹塑性理论及合理矫直工艺的研究。从理论上全面掌握了H型钢的结构特点和矫直性能，结合弹塑性理论和传统矫直理论分析了H型钢矫正过程。建立了合理的H型钢矫正工艺的确定原则，并给出了典型规格H型钢的矫正工艺参数及计算程序。 通过典型H型钢矫直过程的数值模拟，进一步验证了原有矫正缺陷的形成原因及本工艺理论的正确性。 分析了当前及历史压下量的利弊，破译了日本设备引进时的随机调整参数的理论基础。结合理论分析给出了更为科学的压下调整方案，试验证明了其科学实用性。为小变形矫直工艺的完善打下基础。 本项成果在H型钢矫正的性能研究，H型钢矫正过程的弹塑性理论、H型钢矫正过程的三维有限元仿真及H型钢小变形矫正工艺设计原则等方面均取得不同程度的创造性成果，充实了矫正基础理论和矫正工艺设计思想，在国内外未见同类成果。