1、成果简介 超声振动红外热像（热波）无损检测设备以超声激振被检测对象，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于任何固体材料结构内部裂纹、分层或脱粘缺陷检测的可视化检测设备。主要检测对象有：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。该设备和技术是2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下的自主创新研究成果，具有自主知识产权，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 最大激振功率：50-2600W； 图像分辨率：320*240～620*480； 检测时间：5s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹、脱粘，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

项目处于研发熟化阶段。申请发明专利70余项，授权40余项（含美国专利2项），初步建立了一套自主知识产权体系。发明了多种用于检测有毒气体的聚合物气敏材料及其低毒合成方法，其中PHFA的灵敏度是美国PNNL的BSP3的3倍；提出了双端谐振型乐甫波传感器，发明了聚合物波导薄膜和叉指电极的优化制备工艺方法，与法国ENSEIRB的器件相比，将传感功能结构的灵敏度提高了12倍；发明了SAW气体传感器的温湿度补偿技术、快速解吸方法和电磁屏蔽方法。研制的手持式SAW气体传感器能对0.1mg/m3

本发明公开了一种基于波矢测量的红外成像探测芯片，包括面阵红外折射微透镜、面阵非制冷红外探测器和驱控预处理模块；其中，面阵非制冷红外探测器位于所述面阵红外折射微透镜的焦面处，被划分成多个阵列分布的子面阵非制冷红外探测器，每个子面阵非制冷红外探测器包括数量和排布方式相同的多个阵列分布的光敏元；面阵红外折射微透镜包括多个阵列分布的单元红外折射微透镜，每单元红外折射微透镜与一个子面阵非制冷红外探测器对应。本发明的红外成像

针对爆破振动波、冲击波对周边环境和建筑物影响，本团队组织开展技术攻关，主要成果包括： 1.首次基于现场试验，验证了多次钻爆冲击波作用下，单层钢化玻璃的疲劳破坏现象；制定临建建筑物多次爆破冲击波破坏效应的控制标准。 2.总结与围岩等级相匹配的量产常用炸药类型、水封爆破技术；建立了炸药、岩石不同匹配值与爆破块度之关系：对强度大于30MPa的III级及以上硬质围岩，应采用2号岩石乳化炸药；对强度介于5-30MPa的IV级软岩，应采用二级煤矿许用炸药。对强度小于5MPa的V围岩，应采用三级煤矿许用炸药，最优阻抗匹配系数为2.53-3.30。另据试验结果知，为满足隧道施工中装运碴土要求，炸药岩石阻抗匹配并非在匹配系数为1.0时最优，而在1.98-3.30之间，且围岩强度越低，其对应最优阻抗匹配值越大。发现在药量相同的情况下，水封爆破的振速小于常规爆破振速的非惯性推测现象，水封爆破有明显的减振作用。初步分析认为，一是水封不同于水介质爆破；二是“水袋+炮泥”的可靠堵塞比常规堵塞和不堵塞工况，使爆破振动的各向分布均匀化所致。隧道水封爆破相比常规爆破工艺，具有降低炸药单耗，提高能量利用率，提高循环进尺，降低振速，减小粉尘浓度等优势，具有良好的技术经济和社会效应。 图1 测点布置示意图 图2 玻璃前后冲击波超压峰值变化曲线 图3 爆破冲击波反复作用下钢化玻璃现场发生破裂

本发明公开了一种基于毫米波通信天线差速旋转方式的毫米波天线对中控制系统。本发明的对中控制系统由多个相同的对中控制装置组成，对中控制装置分别设置在不同的毫米波天线通信站点中；每个对中控制装置包括天线转动模块、位置信息检测模块、天线信息采集传感器和对中控制模块；天线转动模块、位置信息检测模块和天线信息采集传感器分别与对中控制模块。本发明能有效提高毫米波天线对中精度，实现天线自动化对中通信，减少对中前的准备工作和数据交换工作，增加毫米波的通信保密性，实现毫米波通信机动性、可靠性及野外自适应特性。

强度和韧性的“倒置关系”是材料研究领域长期存在的难题。大量的实验表明，随着金属材料内部晶粒尺寸的降低，在强度获得提升的同时，韧性将大打折扣。目前，广泛采用的高强材料韧化策略有：（1）改变组分，通过引入和调整材料的多种主要元素，同时激活多种塑性变形机制，高熵合金材料就是采用这种思路；（2）改变微结构，在材料内部引入一种或多种梯度分布的微结构，避免由于特征长度突变带来的性能突变，有效克服金属材料强度和韧性的失配问题，这种材料被称为梯度纳米结构材料。 图1 梯度结构金属材料的类型（摘自：李毅，梯度结构金属材料研究进展，中国材料进展，2016, 35: 658-665）人工制备的梯度纳米金属结构主要包括以下几种：梯度晶粒，梯度位错，梯度孪晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含两种以上的梯度混合结构。在已经发展成熟的金属材料内部引入梯度纳米结构，可以进一步提高其强韧性匹配能力。例如，通过表面研磨处理（SMAT）在孪晶诱发塑性（TWIP）钢表面引入大量的塑性变形，使其表面晶粒细化，随着深度的增加，晶粒细化的程度逐渐降低，同时塑性变形也会导致位错演化和孪晶的产生，因此在TWIP钢内部形成了包含梯度晶粒，梯度位错和梯度孪晶的梯度混合结构。这种梯度纳米结构TWIP钢的强度可以提升50%，断裂应变仅从60%下降到52%，具有更高的强韧性匹配能力。目前，关于梯度纳米结构TWIP钢的研究集中于实验，反映物理机制的本构模型研究还鲜见报道。西南交通大学力学与工程学院张旭教授与德国马普钢铁所、中国钢铁研究总院等机构开展合作，指导博士生陆晓翀发展出考虑位错滑移和变形孪晶等物理机制的微结构尺寸相关晶体塑性本构模型。依托DAMASK平台将该模型移植有限元，并对梯度纳米结构TWIP钢的单轴拉伸变形行为展开模拟，揭示了其微结构演化与宏观性能之间的关系，量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。相关研究工作已在金属材料与固体力学交叉领域顶级期刊《International Journal of Plasticity》上在线发表，论文题目为Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 论文链接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP钢的单拉实验数据验证该模型的合理性，结果表明该模型对不同尺寸下的应力应变响应和应变强化行为都可以较好地描述，特别是细晶TWIP钢硬化率曲线中的up-turn效应。通过对内变量演化的分析及对比性模拟，作者发现这种up-turn效应源自于细晶中显著的背应力。 图2 对比不同晶粒尺寸TWIP钢的单拉实验和模拟结果由于梯度纳米结构TWIP钢的微结构十分复杂，晶粒数目众多，通过采用三维均匀化方法，建立了宏观试样尺寸的有限元模型。通过对每层单元赋予不同的晶粒尺寸，初始位错密度和孪晶体积分数，离散地描述材料内部微结构的梯度分布，并通过梯度网格划分方法进一步减少单元数目。对于材料表层微结构变化剧烈的区域，采用密度较高的网格，以保证更加精确地描述微结构的梯度变化。 图3三维均匀化方法示意图作者利用发展的晶体塑性模型，对均匀和梯度纳米结构的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP钢的单拉变形行为进行模拟。结果表明，在合理描述均匀结构TWIP钢应力-应变响应的基础上，通过引入微结构的梯度分布，无需修改任何参数就可以较好地描述梯度纳米结构TWIP钢的单拉力学行为。通过对比变形云图，作者发现均匀和梯度纳米结构TWIP钢的表面都会变的粗糙不平，但梯度纳米结构的表面粗糙度更加明显，产生的应变局域化形成了两个凹陷区，且凹陷区在垂直于平面方向也会发生收缩。随着深度的增加，收缩程度逐渐降低。通过对比性模拟，作者发现表面凹陷区的出现就是梯度纳米结构TWIP钢韧性略微下降的原因。而应变局域化的产生与表面纳米层晶粒的应变强化能力有关，提高表面纳米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷区的出现和韧性的下降。此外，作者通过分析不同层位错密度的演化，进一步证实了上述观点。作者还通过对比性模拟量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。结果表明：强度的提升源于梯度位错结构，梯度晶粒和梯度孪晶结构有助于保持材料的应变强化能力。 图4 均匀结构和梯度纳米结构TWIP钢的模拟结果对比分析。

乙二醇和丙二醇等化工二元醇主要用于聚酯树脂、防冻液以及粘合剂、油漆溶剂、耐寒润 滑剂和表面活性剂等的生产。目前绝大多数的化工二元醇是通过氢化裂解石油基底物或粮食基 葡萄糖得到的，面临着化石原料的日益枯竭和粮食安全等重大战略问题。利用丰富的、开再生 的农作物秸秆生产乙二醇和丙二醇等化工二元醇，是木质纤维素生物炼制的重要方向。本技术 的产业化实施将对传统农业的可持续发展和产业更新换代具有重大的提升作用，并大幅减少因 秸秆焚烧带来的雾霾等大气污染因素。然而，高额生产成本严重阻碍了本技术的产业化进程。 秸秆化工醇的生产成本具体表现在过程的高能耗和高废水排放上。 本项目的农作物秸秆原料生产乙二醇和丙二醇等化工二元醇成套技术采用华东理工大学研 发的干法生物炼制技术。该技术主要包括干法稀酸预处理、高固体含量酶促糖化和秸秆糖连续 加氢裂解等主要工序。其中，干法稀酸预处理技术使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，实现 了过程零废水排放，新鲜水和蒸汽用量比典型的预处理技术降低80%以上；高固体含量酶促糖 化技术则通过自主研发的螺带型反应器处理固含量达20%以上的秸秆底物酶解，可得到糖浓度 高于10%的秸秆糖化液；秸秆糖连续加氢裂解技术则实现了化工二元醇生产过程的连续化和催 化剂的循环利用。通过该成套技术可以得到不低于20%（w/w）浓度化工二元醇的裂解液，纤 维素转化率达75%以上。本技术的实施将会大大降低纤维素化工醇的生产成本，为纤维素化工 醇的产业化奠定基础

本发明公开了一种基于元模型的智慧城市异构数据共享方法，包括 1：基于 MOF 元建模理论，构 建城市数据元模型建模框架；2：根据城市数据特征及描述需求，构建城市数据元模型通用元素集；3： 根据城市数据基本分类和专用元素集扩展模式，发展数据元模型专用元素集；4：基于 XML 模板建模， 形成元模型通用元素集和专用元素集形式化方法；5：实现网络目录服务、数据服务，建立开放式城市 数据元模型注册和管理平台；6：根据用户实际应用需求，设计城市数据细粒度发现接口并获得数据。 本发明为用户提供了一种开放式、标准化城市异构数据共享的解决方案，为城市异构数据在线访问、后 续处理及协同应用提供了支持，是城市异构数据共享中高效实用可靠的方法。