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风电叶片制造设备的设计与开发
1. 项目概述风力发电将成为我国未来发展速度最快的新能源产业之一。按照国家规划，未来15年风电设备市场份额将高达2100亿元。风力机叶片作为风力发电机中最关键的部件之一，达到整机价值的20％左右。据预测，“十一五”期间，我国仅1.5兆瓦风力机叶片需求量将达8000套。由于风电机组大型化，技术难度不断提高，大型风电机组叶片对设计与制造技术提出了更高的要求，而制造设备的设计与开发将是前提和关键。风电叶片制造设备是高度机电液一体化的集成设备，要求具有很好的尺寸精度、位置精度和执行精度，同时，由于风电叶片是附加值较高的高技术产品，对制造设备运行过程中的安全性和稳定性提出了更高的要求。然而，目前叶片制造设备效率低、精度差，例如叶片上下模具的翻转、顶升作业均需用大型起重机吊装，操作繁琐，迫切需要自动化程度高的模具翻转设备。南京工业大学车辆与工程机械研究所近年来一直致力于风电叶片制造设备的设计与开发，成功开发了风电叶片模具和模具翻转设备等产品。所设计的模具结构合理，通过轻量化设计有效节约了制造成本，通过有限元分析，优化了结构的强度与刚度。所设计的模具翻转设备可实现上下模具的自动开合、顶升与夹紧，其结构新颖，采用机电液一体化技术，实现了全自动化作业，作业精度高，可遥控操作，使用方便，通过PLC与变频控制等技术，解决了翻转过程中翻转角度的同步控制和系统的安全保护。风电叶片制造设备的成功研制，较大幅度地提高了我国风电叶片的制造水平。2. 技术优势特点：①机电液一体化程度高，可全自动化作业；②结构新颖，具有创新性；③可遥控操作，使用方便；④采用了结构优化设计和有限元分析方法，结构合理，性能先进；⑤采用冗余设计等技术，具有可靠的安全保护系统。技术指标：①翻转角度同步误差小于1~2°；②上下模具的合模精度小于±5mm。3. 技术水平达到国内领先水平，部分技术指标达到国际先进水平
南京工业大学
2021-04-13
氢氧燃料电池阴极催化剂设计
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心及化学与材料科学学院的曾杰教授团队和国家同步辐射实验室鲍骏教授团队合作，通过精准的氧化刻蚀，调控钯铂合金的形貌和组分，设计并构筑出了超立方体框架结构催化剂，其在氢氧燃料电池阴极反应中表现出高活性和高稳定性。研究成果以 “Pd-Pt Tesseracts for the Oxygen Reduction Reaction”为题发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem.Soc. 2021,doi.org/10.1021/jacs.0c12282）。该研究团队受三维立方体向四维超立方体演变的启发，将钯铂均匀合金立方体进行氧化刻蚀，通过精准调控钯原子的去除和余下钯原子与铂原子的重排，得到钯铂合金超立方体框架结构（图 1）。此外，通过调节初始立方体中钯、铂两种元素的比例，还可以得到八足体和立方框架结构。在氢氧燃料电池阴极催化测试中，立方框架结构、超立方体结构和八足体结构的单位质量活性分别达到了商用铂碳催化剂的 4.1 倍，11.6 倍和 8.3 倍。此外，超立方体结构催化剂还表现出了最高的本征活性（2.09 安培每平方厘米）和优异的性能稳定性。密度泛函理论计算表明超立方体表面晶面的氧吸附能最接近于理论最优值，这一趋势与实际测试的氧还原活性顺序相一致。这种新的超立方体框架催化剂设计理念为今后相关电催化剂的设计提供了新的思路。
中国科学技术大学
2021-04-13
油气分离器设计及性能优化
在喷油压缩机系统的诸多性能评价指标中，油气分离器的分离效率是非常关键的一个指标。对于喷油空气压缩机来说，油气分离器分离效率的高低不仅决定了压缩机系统的耗油量，更重要的是分离效率的高低直接决定了压缩空气的纯净度，进一步影响到其实际使用范围和市场前景。对喷油制冷压缩机来说，油气分离器分离效率的高低还直接影响到热交换器的换热效率。压缩空气中油的质量浓度一般要求达到2－3ppm，而一般喷油压缩机排出的油气混合物中油的含量比较高，尤其是高压比的压缩机，因此工程上通常采用两级分离，即先通过一次分离（机械碰撞法）将大部分油滴分离出来，再将剩余的低浓度油气混合气用多孔滤网分离出来。很显然，油气分离器一次分离效率的高低对分离器总的分离效率有着至关重要的影响。因此，提高油气分离器一次分离效率是提高油分离器总的分离效率的关键所在。分离器结构形式多种多样，目前尚未形成统一的设计标准，设计或选型主要依靠经验数据,具有较强的主观性，往往达不到最佳分离效果。该研究成果是在国家自然科学基金委项目的支持下，结合多年在压缩机系统性能方面理论研究和试验研究的积累，通过理论分析和数值模拟，研究油气混合气在分离器内的流场分布和油气分离机理，并在此基础上对分离器一次分离结构提出改进措施；同时有搭建的喷油压缩机系统性能测试试验台，能够对不同运行工况下，不同结构型式的油气分离器效率及含油分布进行测量。
西安交通大学
2021-04-11
生态健康型牧场规划及CAD设计
可以量产/n该成果以"动物繁殖生理与环境生态学"为基准，倡导"科技、品质、健康、环保"创新理念。在我国畜禽规模养殖方式转型重要时期对生物安全、健康养殖、要素配置、环境优良的适融指数筛选，确立养殖规划、系统构建、标准化车间建设。科学地选择工艺模式、健康养殖和绿色环保技术路线，采用CAD设用于生猪、奶（肉）牛、肉（蛋）鸡养殖。并将拥有的专利技术"净化猪病60系统小单元养殖方法"；"一种公猪人工授精三位一体养殖方法及装置"；"畜禽舍压差式虹吸水箱"等专利技术推进生态健康型养殖。应用前景：本项成果在推动畜牧
华中农业大学
2021-01-12
定制化金属骨替代物设计与制造
人体大段骨缺损需通过植入骨替代物进行修复。传统的批量制造的通用型金属植入体无法为患者提供个性化的形态，常导致患者体身体表面变形，影响美观，关节体形状误差导致患者相应部位疼痛，甚至造成关节和软组织损伤。定制化金属骨替代物不仅有与个体患者骨骼相匹配的外形，还有很高的强度。改植入体一般以钛或钛合金、不锈钢结合少量可降解材料作为植入体材料，具有优良的生物相容性，长
西安交通大学
2021-01-12
公共租赁住房设计标准化研究
北京工业大学
2021-04-14
食品无损检测技术及生产线设计
从农场到餐桌的冷链（如收获、搬运、运输和储存）中，水果会受到各种伤害，例如机械损伤。机械损伤的存在会加速果实软化，甚至增加水果对真菌腐烂的敏感性。无损检测方法正在应用并取代人工方法检测果蔬的受损程度。该成果评估了高光谱数据与化学计量学方法相结合的表征和检测蓝莓非明显机械损伤的时间演化性能。通过多重比较，初步证明了蓝莓果实的物理特性比吸收冲击能更为显著。
上海理工大学
2021-01-12
风力机塔架可靠性设计
内容介绍： 本项目釆用有限元方法，研究了风力机塔架在各种工况下的载 荷，计算风力机塔架的可靠性。该技术完全自主开发，独立拥有技 术成果，居国内领先地位。 性能指标： 效率、噪声、强度等各项性能指标均居国内领先水平。 应用范围： 应用于中小型风力发电、风光互补发电等领域。
西北工业大学
2021-04-14
高效低噪风机设计与诊断技术
机泵产品每年耗电量占全国总发电量的20％左右，是耗能大户。风机／泵在运行时，实际工况多变，如果在非设计工况下运行，会导致效率、可靠性、寿命降低。此外，噪声严重影响泵的使用效果和使用场景。
效率与振动是泵与风机等流体输送设备的主要技术指标，与此同时振动也直接影响着阀门作为流动控制部件的调节精度。现有通流部件设计更多从提高效率的角度出发的，对其振动指标缺乏足够的关注，尚未形成系统的低振动通过流部件设计方法。本技术在过流部件设计上突破现有模型库和设计理念，通过研究流体机械内部流动机理、液力过程及能量转换机理，利用CFD分析和三元流设计工具来开发高效、低振动过流部件模型。
轨道交通风机主要应用于隧道通风排烟系统、车站通风空调系统和车辆段通风空调系统。本项目成果基于对地铁站点的典型关键风机组群进行健康状态预测性维护。能够实时、远程监测和诊断典型故障类型，适用于关键风机组群，例如隧道通风排烟系统和车站通风空调系统的风机设备，包括区间隧道风机、车站排热风机、车站通风空调系统的大系统和小系统风机。本项目通过对上述轨道交通通风关键风机设备运行安全的监测和节能优化的研究，积累大量数据，并经过在试点车站的实践基础上，总结风机设备的安全导则，开发风机安全监测平台，建立风机设备的安全评价体系，最终进一步提升风机设备系统运行的安全性、可靠性和经济性，实现轨道交通安全、绿色运营。
浙江大学
2023-05-10
机械结构可靠性设计与分析软件
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。
电子科技大学
2017-10-23