高效节能节水冷却设备设计及性能测试技术（多项专利技术及设计软件著作权）

针对现有工业炉所存在的能耗较高或者工业炉使用寿命较低，可以通过改进操作工艺或筑炉工艺等等降低能耗、提高工业炉使用寿命。其它涉及热或冷量的工程技术问题，需要提高能源利用效率的地方，都可以研究开发相应的产品。 以下是承担过的项目：一、工业炉窑1、燃煤粉锻造加热炉系统的研究 对该系统包括煤粉的干燥、粉碎、旋流煤粉燃烧器、锻造加热炉、辐射式换热器（用来加热浴室用水）、旋风除尘器和布袋式除尘器整个系统的研究。本人设计了锻造炉、风机和烧嘴部分，厂方根据图纸生产安装好，进行实验，效果达到预期。 2、提高3t工频炉炉衬寿命 针对3t工频炉炉衬寿命只有35炉左右，通过制定和实行严格的操作和筑炉工艺，把3t工频炉炉衬寿命由原来的35炉提高到200多炉。二、耐磨产品的开发应用1、2500立方米高炉槽下耐磨铸铁衬板研制 经严格的生产工艺，如铸造、热处理等等工艺进行生产。当年研制成功，并投入批量生产。物理性能达到国外生产水平，成本大幅度降低。2、2500立方米高炉开铁水口钻头 钻头的耐磨性等存在缺陷，通过配料和热处理工艺的改进可获得较佳效果。3、高速线材无限冷硬球墨铸铁轧辊辊颈的喷焊修复 利用等离子喷焊技术修复磨损的高线轧辊辊颈，难度非常大。至今仍是难题。保温过程处理控制、喷焊过程操作控制，粉材选择等都需注意。三、换热器、冷却壁等的研发1、2500m3高炉QT400—18冷却壁的研制开发 开发研制了试件在高炉上试用效果良好，投入了批量生产。球墨铸铁冷却壁的生产工艺要求较严格。2、层流流量计二次仪表开发和热膜风速仪的开发 用汇编语言编程。都已开发成功，并投入使用。3、微型燃气轮机的回热器研制 这种微型燃气轮机的回热器结构紧凑，水力直径一般在1mm左右，制造工艺等要求很高。获得了国家发明专利。四、暖通空调系统设计 目前，主要从事暖通空调方面的教学与研究工作，特别是致力于节能技术的研究，设计过某商会大厦中央空调系统和给排水系统。

蜂群自组网系统具有自组织通信及抗干扰能力，完成地面系统与蜂群之间、蜂群内部各种指令信息、规划信息、协同信息、状态信息、载荷信息及目标信息的交互与共享。 自组网系统具有32空中节点+2地面节点快速动态自组网能力和网络内部信息互联互通能力；最大点对点通信速率12Mbps；采用TDMA多址方式工作；跳频速率2万跳。 联合时域、码域和频域的抗干扰技术：可对抗30%的频域/时域压制式干扰。多载波通信体制与频域均衡技术：具有较强的抗多径能力，在低空视距或者非视距场景下，仍能正常工作。 小型化设计：重量350克，体积小于850mm×850mm×25mm。

本成果来自有重大应用前景的横向项目。该成果是一个集车站分布方案比选、运营费计算、列车牵引计算系统于一体的计算机辅助设计系统，它解决了轨道线路运输组织设计过程中因为设计和计算工作量大、过程复杂、各环节之间数据孤立而严重影响项目设计进度的问题，实现了自动列车牵引计算、运营费自动计算，大幅提高了工作效率、设计精度、为设计工作提供辅助决策功能。该成果已在铁一院部分线路设计项目中应用。

Ø  成果简介：凡是噪声环境恶劣、且需要通话的场合，都适用抗噪声通话系统。达到国外抗噪声通话产品的性能指标。随着我国汽车工业的发展，近年来我国的车用涡轮增压器市场也取得了快速的发展，形成了较大的生产规模。但是与涡轮增压器市场迅猛发展不协调的是，目前国内增压器设计的核心技术还是掌握在国际知名企业手中，国内的增压器制造企业，新产品的开发主要还是依靠仿制，产品的设计还是停留在经验设计阶段，没有形成自己的设计方法和核心技术，这对于提高企业核心竞争力和企业的可持续发展极为不利。针对国内车用

双碳目标下，我国正逐步构建起以新能源为主体的新型电力系统。风电是其中关键一环，发挥着愈加重要的作用。随着风电机组的高度变高，以节省成本为目的进行结构轻量化设计是当前风电发展的必然方向。其中海工基础与风电机组由于设计分工不同，国内一直沿用传统的分离式设计，在塔架底部进行数据交互与迭代设计，导致投资占比增高，设计方法冗余度大，建设阶段成本浪费。如何解决分离式设计的弊端，开发更高效的一体化轻量化设计方法是破局痛点的关键所在。 针对钢制塔筒结构，开展失效型式分析，考察不同参数对钢筒性能的影响；针对海上风电机组基础结构成本高、材料浪费严重的问题，以NREL 5MW海上风电机组的三脚架和导管架基础结构为例开展拓扑优化轻量化设计研究，最终实现结构轻量化设计，得到性能更优，质量更轻的海上风电机组基础结构。 创新点 针对钢制塔筒结构，开展了各类失效型式分析，并考察了设计参数对结果的影响，形成一套钢制塔筒轻量化设计方法。 以5MW海上风电机组模型作为参考模型，将拓扑优化方法引入海上风电机组三脚架和导管架支撑结构的轻量化设计，并进行模态分析、刚强度计算，得到一套在概念设计阶段、考虑结构－载荷耦合效应下海上风电机组三脚架和多导管架的拓扑优化设计及仿真流程。 市场前景 在目前陆上、海上风电机组大型化的趋势下，结构的安全设计、轻量化设计将会成为制约行业发展的一个重要难题，而将拓扑优化及有限元仿真引入风电机组结构设计中可有效解决此类问题。 应用案例 航天万源2MW直驱风电机组塔筒，减重10tons； 5MW海上风电机组三脚架支撑结构，减重276.54tons; NREL 5MW海上风电机组导管架支撑结构，最大位移减少14.89%、最大等效应力减小26.66%。 获奖情况 张承婉、杨晓宇、陈卓；指导教师：龙凯，一带一路暨金砖国家技能发展与创新技术大赛－工程仿真创新设计赛项（研究生组），团体优秀奖 张承婉；指导教师：龙凯，第三届中国工业互联网大赛二等奖 丁文杰，本科生，2020年毕业，论文题目“塔筒法兰螺栓疲劳失效机理和法兰轻量化设计”，校级优秀论文 丁文杰、李泽阳、季元、张承婉；指导老师：廖海涛、龙凯，兆瓦级海上风力发电机组三脚架基础结构设计与强度校核分析APP，第三届中国工业互联网大赛，工业互联网+数字仿真专业赛二等奖 张承婉、陆飞宇、张锦华；指导老师：龙凯，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区一等奖 张锦华，指导老师：龙凯，海上风电机组多导管架的拓扑优化方法研究.2020年北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）

当金属材料内部的晶粒尺寸减小至纳米尺度，材料的强度将依Hall-Petch关系大幅度提高。但当纳米晶金属塑性变形时,位错变得极难在如此小的晶粒内部保留下来，导致材料丧失应变硬化能力，很容易发生塑性变形局域化而失稳。

螺杆压缩机具有结构简单、工作可靠等一系列独特的优点，广泛用于空气动力、制冷空调及各种工艺流程，然而其设计非常复杂。本成果在对螺杆压缩机的工作过程理论进行系统深入的研究基础上，开发了一套设计计算软件SCCAD。利用该软件，可快速准确地完成转子型线设计、吸排气孔口布置、热力性能预测、动力特性分析，以及刀具刃形计算等设计计算内容。SCCAD软件填补了国内空白，并

本项技术是一种针对注塑模具的计算机辅助工艺设计技术。长期以来，模具加工的工艺编制主要依赖于手工，由于注塑模具生产批量小，品种多，工艺设计繁琐，规范性差，成熟的工艺经验与知识难以保存和借鉴，存在着工艺设计时间长、协同工作困难、工艺文档保存困难、工艺规程的质量难以保证等问题。使用该系统可以方便快捷地进行模具零部件的工艺设计、模具装配工艺设计等工作。本系统可以利用现有的工艺资源库查询相似工艺文件，然后加以修订完成工艺设计，从而有效地提高了工艺设计效率。如果工艺资源中没有相似的工艺，可以以交互的方式建立新的工艺过程，并加以保存，填充到工艺资源库中。本系统建立了加工资源使用窗口，可以方便快捷地调用各种加工设备和工艺装备等各种工艺设计信息到工艺设计窗口中，使这一复杂繁琐的输入过程得到有效地简化。另外，系统提供了尺寸链计算、工程计算器等工程数据计算工具可以及时地针对工艺设计过程中出现的尺寸计算问题加以计算解决，具有存储工艺文件，输出（打印）工艺卡的功能。 MDCAPP 的特点： 1 、工作界面友好； 2 、设计的工艺文件可以被安全的保存、调用从而可以将复杂的工艺设计知识方便的传递给工艺设计人员； 3 、系统方便灵活，可以定制和根据实际需要方便地进行修改以适应不同企业的需求； 4 、系统是首次发布，有很多的升级空间。