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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
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
一种消除核电管道铸造不锈钢中σ相的方法
（专利号：ZL 201510046441.X） 简介：本发明公开了一种消除核电管道铸造不锈钢中σ相的热处理方法，属于金属材料热处理领域。本发明采用同一热处理设备对含不同数量σ相的奥氏体‑铁素体型核电管道用铸造不锈钢进行900～1000℃等温退火处理，退火时间0.25～35h，退火后水淬处理至室温。通过该方法可以有效的消除核电管道不锈钢中的σ相，材料由于σ相析出而导致的脆化现象消除，硬度、冲击韧性等力学性能恢复到不含σ相的状态。
安徽工业大学
2021-04-11
一种高Cr铁素体耐热钢及其制备方法
小试阶段/n本成果涉及一种高Cr铁素体耐热钢及其制备方法。其制品的持久强度显著高于现有9-12Cr铁素体耐热钢，适用于工作温度为650℃的结构和零部件用钢。。主要技术指标：650℃/10万小时外推持久强度大于100Mpa。。目前处于实验室研究阶段，可广泛应用于工作温度为650℃的结构用钢和零部件用钢，特别适用于制造工作温度为超超临界蒸汽轮机、内燃机、高温化工设备和核动力设备，市场前景广阔，预期年产值可达1000万。
武汉科技大学
2021-01-12
一种高强度工程机械用钢及其制备方法
本发明涉及一种高强度工程机械用钢及其制备方法。其技术方案是：经转炉冶炼、精炼后连铸成坯；对铸坯加热，加热温度为1150~1250℃；粗轧开轧温度为1100~1150℃，精轧开轧温度为915~960℃，终轧温度为820~880℃；轧后采用两段式冷却方式：第一段以3~6℃/s的冷却速度冷却到720~760℃，第二段以30~50℃/s的冷却速度冷却到560~600℃；卷取后空冷至室温。所述铸坯的化学成分及其含量是：C为0.06~0.10wt%，Mn为1.35~1.55wt%，Si为0.35~0.50wt%，P≤0.02wt%，S≤0.01wt%，Ti为0.14~0.16wt%，Mo为0.10~0.15wt%，Nb为0.04~0.06wt%，其余为Fe及不可避免杂质。本发明具有生产成本低和工艺简单的特点，所制备的高强度工程机械用钢性能优良。
（注：本项目发布于2015年）
武汉科技大学
2021-01-12
一种热轧高强度微合金化钢及其制备方法
本发明涉及一种热轧高强度微合金化钢及其制备方法。其技术方案是：先将钢坯加热至1250~1300℃，再进行热轧，开轧温度大于1150℃，精轧出口温度为860~880℃；然后对轧后钢板以40~50℃/s的冷却速度冷却至650~680℃，再以5~10℃/s的冷却速度冷却至560~580℃，最后空冷至室温，制得热轧高强度微合金化钢。所述钢坯的化学成分及其含量是：C为0.04~0.06 wt%，Si为0.30~0.45 wt%，Mn为1.70~1.85 wt%，Ti为0.15~0.20wt%，Nb为0.06~0.08 wt%，P<0.008 wt%，S<0.002 wt%，N<0.004 wt%，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明具有工艺简单、成本低廉和易于工业化生产的特点，所制备的热轧高强度微合金化钢力学性能优良。
（注：本项目发布于2015年）
武汉科技大学
2021-01-12
船舶制造精密测量系统
船舶制造精度控制是造船工业的关键技术，对提高船舶质量，降低生产成本发挥着重要作用。日韩等世界造船强国已形成一套完整的管理体制，拥有完善的工艺制造流程，先进的高精度测量仪器和三维坐标测量与实物分析软件系统得到了广泛应用。我国的精度控制软件系统起步较晚，没有较为完善的产品，高精度全站仪的性能得不到充分发挥。引进的国外相关软件不但价格昂贵，而且功能存在不符合国内生产习惯的现象。本项目旨在研制船舶制造精密测量系统，结合高精度全站仪提升我国船舶制造精度控制水平。针对高技术、高附加值的船舶制造具有尺寸大、精度要求高的特点，研制船舶制造精密测量系统及精度控制解决方案。主要研究内容包括以下三个部分：(1) 针对船舶分段不规则摆放、构件外型复杂、尺寸大、内侧构件不易测量等实际情况，建立适用于测量大型船舶分段和构件的数学模型；(2) 通过嵌入式精密测量系统与高精度全站仪的集成应用，实现船舶分段和构件三维坐标数据的采集，为船舶制造提供船舶的三维计算与分析结果；(3) 建立船舶制造数据库、误差分析模型和精度控制方案，存储设计数据、实测数据和分析结果等，对船舶制造过程中加工、切割、装配和焊接等环节进行误差统计分析和精度控制，为设计和工艺方法的改进、精度指标的确定提供数据和理论基础。
南京工业大学
2021-04-13
船舶制造精密测量系统
本项目旨在研制船舶制造精密测量系统，结合高精度全站仪提升我国船舶制造精度控制水平，主要研究内容包括以下三个部分： (1) 针对船舶分段不规则摆放、构件外型复杂、尺寸大、内侧构件不易测量等实际情况，建立适用于测量大型船舶分段和构件的数学模型； (2) 通过嵌入式精密测量系统与高精度全站仪的集成应用，实现船舶分段和构件三维坐标数据的采集，为船舶制造提供船舶的三维计算与分析结果； (3) 建立船舶制造数据库、误差分析模型和精度控制方案，存储设计数据、实测数据和分
南京工业大学
2021-04-14
各种工装夹具设计制造
各种工装夹具设计制造
上海理工大学
2021-01-12