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大尺寸焊接结构件高效建模方法
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高；同时有限元分析对网格模型的要求高，需要在保证计算精度的前提下保证计算效率，使用网格过渡技术，保证热源影响大的区域使用精细的网格，热源影响小的区域使用较粗的网格，从而达到相同网格条件下更精确地计算结果与更高的计算效率。例如《大型复材工装焊接工艺研究》项目，针对大型复合材料结构件Invar合金模具手工电弧焊焊接工艺进行研究，采用高效建模的手段对研究对象进行模拟分析，降低时间与材料等方面的成本。采用实验与仿真并行，理论分析、实验研究、仿真分析相结合的技术路线开展 Invar 合金试板件手工焊接工艺参数探索。
三、创新点及主要技术指标
创新点：参数化建模，缩短建模周期；采用非均匀过渡性网格以控制计算量，在保证计算精度的前 提下压缩计算量，采用多 CPU 并行计算以提高计算效率。
技术指标：建模效率提高 30%，计算效率提高 30%。
四、知识产权及获奖
论文10余篇，其中典型示例如下：
Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting deposition of Invar alloy
Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy
专利：
基于精准能量分配的激光-电弧复合加工的能量分配系数模型的构建方法
一种焊接过程气孔形成与演变的二维计算机模拟方法
南京航空航天大学
2022-08-12
技术需求：智能焊接机器人
智能焊接机器人：带有视觉识别和激光扫描系统，能自动识别待焊接特征，通过视觉识别粗略判断零部件特征，在此基础上利用激光扫描精确确定焊接位置，对大型零部件进行自动特征识别和焊接，提高小批量产品的焊接速度和质量。
威海威力风机有限公司
2021-06-30
一种用于示范焊接角度的教具
技术成熟度：技术突破
本发明具有结构合理简单、生产成本低、调节方便的优点。教师示范时，首先将磁力底座吸附在焊接试件上，然后，通过焊条角度上下调节机构调节焊条的上下空间位置。在调焊条角度左右调节机构，使焊条上下左右角度调整到位，最后固定焊条。
焊接教学焊条角度示范器包括三部分：
1.磁力底座；
2.焊条角度上下调节机构；
3.焊条角度左右调节机构；
4焊条夹持机构。
避免传统焊接示范讲解时教师赤手拿焊条时的不规范，角度不准确的缺点。学生能更直观的观察焊条的空间位置，了解焊条角度和焊缝成形的关系。本装置具有稳定性、可靠性、经济性及安全性。
吉林铁道职业技术学院
2025-05-19
密排焊道错位焊接控制变形的方法
长征五号氢氧发动机喷管延伸段由300多根变截面薄壁方管螺旋缠绕排布焊接而成，焊缝长度超过1700米。手工焊接存在的焊接质量稳定性差、生产效率低的问题难以保证运载火箭密集发射、高可靠性提出的精细化高效焊接需求。
哈工大材料学院陈彦宾教授研究团队开展了近10年的技术攻关，基于焊接结构力学理论，提出了密排焊道错位焊接控制变形的方法，有效地解决超薄异形管焊接变形的难题；采用三条纹结构光识别技术，突破了带羊角焊缝识别、大曲率轨迹的跟踪瓶颈；开发出了九轴联动机器人自动化集成技术及装备，实现了过程参数及工艺装备的精密控制。团队先后研制出具有国际先进水平的机器人自动化焊接装备，提供多台设备完成了生产车间的技术升级和改造，实现了氢氧发动机管束式喷管延伸段的自动化生产，生产周期缩短一半以上。
哈尔滨工业大学
2021-04-11
.一种环戊酰亚胺催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法
八氢环戊烷[C]吡咯是一种重要的医药中间体，主要用来合成治 疗丙型肝炎的关键药物特拉匹韦(Telaprevir)及治疗糖尿病的药物格 列齐特(Gliclazide)，八氢环戊烷[C]吡咯在医药工业中有着较大的需 求量，采用环保、经济的方法，大规模合成八氢环戊烷[C]吡咯有着 重要的意义。早期报道的八氢环戊烷[C]吡咯的合成方法是采用 LiAlH4 在四 氢呋喃溶液中还原环戊酰亚胺，八氢环戊烷[C]吡咯的收率可达 51%; 中国专利(CN2013106276
兰州大学
2021-04-14
催化二氧化碳和环氧化合物制取环碳酸酯
随着人们对于环境问题的日益重视，由于温室气体二氧化碳所引起的全球气候环境问题 受到广泛的关注。解决该问题除了从源头入手，倡导节能减排之外，寻求利用二氧化碳的方法 同样重要。二氧化碳和环氧化合物反应生成环状碳酸酯是目前广泛被研究的化学固定二氧化 碳的重要方法之一，该反应无其他产物生成，原子利用率100%。本项目所使用的催化剂是自 主开发的，将催化活性物质负载到生物质上构建绿色多相催化剂。结合之前的研究成果，催化 反应在连续实验装置
华东理工大学
2021-04-14
一种环戊酰亚胺催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法
八氢环戊烷[C]吡咯是一种重要的医药中间体，主要用来合成治疗丙型肝炎的关键药物特拉匹韦（Telaprevir）及治疗糖尿病的药物格列齐特（Gliclazide），八氢环戊烷[C]吡咯在医药工业中有着较大的需求量，采用环保、经济的方法，大规模合成八氢环戊烷[C]吡咯有着重要的意义。早期报道的八氢环戊烷[C]吡咯的合成方法是采用LiAlH4在四氢呋喃溶液中还原环戊酰亚胺，八氢环戊烷[C]吡咯的收率可达51%；中国专利（CN201310627653.8）公开了一种采用NaBH4为还原剂、ZnCl2为促进剂、在适当溶剂中还原环戊酰亚胺合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法。上述两种方法中，前者所用的还原剂LiAlH4是一种遇水易剧烈分解的化学试剂，在较大规模使用合成八氢环戊烷[C]吡咯时，存在不可忽视的安全隐患，同时，有较大量有害废水排放；后者所使用的NaBH4/ZnCl2还原体系，在实际工业生产中易产生大量的含硼、含锌工业废水，不符合环保、绿色化学要求。
成果亮点
本课题针对现有以环戊酰亚胺为原料合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法的缺点而提供一种更加绿色环保、高效、经济的催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法。本课题发明了一种PtV/-Al2O3负载型催化剂，采用高压催化加氢反应实现了环戊酰亚胺高效催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯。催化剂的制备方法简单、成本较低；催化加氢方法更加绿色环保，操作简单、易控制，易于工业化放大生产。
兰州大学
2021-01-12
一种基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人
本实用新型提出了一种基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人。本实用新型包括动力模块和打磨模块。动力模块用于带动整个机器人在管道内移动；所述动力模块为了适应管径变化，分为上部、中部和下部。打磨模块用于在管道的焊缝位置进行打磨，打磨模块由三部分构成，包括前、后支撑结构、主轴及其打磨进给工作机构。动力模块和打磨模块使用万向节进行连接，保证机器人在前进和后退时两个模块的协调，在通过弯曲的管道时也能正常移动。本实用新型由于采用模块化设计，后续可以灵活地开发探测、喷涂等模块。
浙江大学
2021-04-13
特种玻璃钢阀门
玻璃钢阀门耐腐蚀性能优异、重量轻，商业化的应用历史已超过 40 年，但迄今市面 所售的玻璃钢阀门皆基于短切纤维制造，耐压能力低、可靠性差，应用领域十分有限。 采用连续纤维增强、耐高温和耐腐蚀树脂基体以及可忽略的孔隙率是我们研制成功的特 种玻璃钢阀门的基本特征，纤维含量超过 60%，无富树脂区，工作范围涵盖低压阀门、 中压阀门和高压阀门（最高承压 100 个大气压），抗腐蚀性超过 316L 不锈钢、钛合金阀 门，成本显著降低，重量不及相同规格金属阀门的三分之一，可在 2000 C 以下的环境中 长期工作。
同济大学
2021-04-11
特种玻璃钢夹芯板
1、在世界上独家实现对硬质聚氨酯等普通泡沫板的高效低成本强化，使得相同密度 的这类泡沫板的平压（垂直于板面方向）性能和剪切性能可提高 1 个数量级以上，大大 超过了价格昂贵的 PVC、PEI、PMI 等结构泡沫板（通常在航空航天、风机叶片、豪华游 艇等项目上采用）的对应性能，成本却远远低于后者； 2、对这种强化或非强化的硬质泡沫芯与任意面板（铜、铝、不锈钢、高强钢等金属 板，木材如三夹板，大理石或特种玻璃钢）制成的夹芯结构都能实现整体一次成型，具 有最高的抗分层和抗剥离强度。这种夹芯板具有如下特性： （1）板面平：整张板最长可超过 15m、最宽可超过 3m，夹芯层厚度不受限制，厚度误 差处处小于 0.5mm； （2）外表亮：视觉效果极佳，特种玻璃钢外面板的彩色胶衣面或烤漆铝面板达到镜面， 颜色可任意指定，大理石面板的材质和颜色可按用户要求提供； （3）粘接强：面板与芯板之间采用特殊共固化技术成型，使得无论金属、陶瓷、石材、 特种玻璃钢还是其他材料面板都与泡沫芯结合牢固，具有其它粘接技术难以企及 的界面强度； （4）强度高：采用强化泡沫板制成的夹芯板，无论弯曲强度、抗冲击能力还是抗分层 强度皆超过相同重量的其它泡沫夹芯或蜂窝夹芯板的对应性能； （5）重量轻：夹芯板（30mm 厚）重量最轻可低于 4kg/m2，采用金属面板的夹芯板可低 于 5kg/m2，采用大理石面板的夹芯板可低于 9kg/m2； （6）保温好：由于硬质聚氨酯泡沫具有最低的导热系数，基于强化聚氨酯泡沫芯制成 的夹层板不仅承载能力大大高于其它结构泡沫芯或蜂窝芯夹层板，而且保温性能 远远超过后者； （7）易拼装：可按设计图将金属龙骨、木条等结构件预置在泡沫芯中的任何部位，再 制成夹芯板，用户可采用铆钉、螺栓对夹芯板组合结构进行拼装、连接或弯角过 渡，在夹芯板表面安装挂钩或进行内饰也十分方便； （8）性价高：基于先进的成型技术，本公司夹芯板不仅性能最高，而且成本最低。 这种夹芯板的应用包括但不限于以下领域：冷藏车车体，房车车体，高铁、动车、地铁 车厢车体，建筑外墙装饰，屋顶防雨，建筑隔墙，家具家装，大中巴、特种车车体，移 动别墅，通信基站，移动营房，移动厕所，船舰隔舱，集装箱„。
同济大学
2021-04-11