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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
非晶合金，高熵合金，高性能钢铁材料和多孔金属
在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等学术刊物上发表论文 200 余篇，申请中国发明专利 65 件，授权发明专利 22 件。2010 年相关块体非晶复合材料韧化的工作被 Nature-Asia Materials 做专题评述，多项其它工作还被 Science，Materials Today，Nature 等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体报道。在新一代超高强钢和先进耐热钢研究上取得了国际水平的研究成果，其中关于超高强钢的成果被国际权威给予很高的评价，同时被科技部评为“2017 年度中国科学十大进展”并在央视新闻联播报道。 超高强钢； 先进高熵合金； 块体非晶合金； 非晶纳米晶软磁合金； 非晶态耐磨耐蚀合金； 非晶与高熵合金钎焊材料； 高熵合金生物材料； 高强耐蚀镁合金。
北京科技大学
2021-02-01
非晶合金，高熵合金， 高性能钢铁材料和多孔金属
在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等学术刊物上发表论文 200 余篇，申请中国发明专利 65 件，授权发明专利 22 件。2010 年相关块体非晶复合材料韧化的工作被 Nature-Asia Materials 做专题评述，多项其它工作还被 Science，Materials Today，Nature 等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体报道。在新一代超高强钢和先进耐热钢研究上取得了国际水平的研究成果，其中关于超高强钢的成果被国际权威给予很高的评价，同时被科技部评为“2017 年度中国科学十大进展”并在央视新闻联播报道。超高强钢；先进高熵合金；块体非晶合金；非晶纳米晶软磁合金；非晶态耐磨耐蚀合金；非晶与高熵合金钎焊材料；高熵合金生物材料；高强耐蚀镁合金。
北京科技大学
2021-04-13
锌－镍合金电镀技术
锌的标准电极电位为-0.76V，是典型的钢铁基体牺牲阳极保护镀层。锌合金镀层是电镀锌镀层的进一步发展，通过加入镍、锡、钴、铬等合金元素，在成本增加很少或不增加情况下，不仅保持了锌镀层的牺牲阳极保护特性，又可使镀层的性能、尤其是耐蚀性可获得大幅度提高。 锌镍合金电镀技术是锌合金镀的一种。含镍25~30%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好但内应力大，含镍10~20%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好，抗海水和抗湿能力比锌高6~7倍，含镍7~9%的锌镍合金镀层镀后可成型加工，易于钝化。北京科技大学开发了以下两类锌－镍合金电镀技术。（1）锌－镍合金镀层高速电镀技术 锌－镍合金镀层钢板作为制造汽车用高耐蚀性表面处理钢板80年代起被重视，为此开发了锌－镍合金镀层钢板的高速电镀技术。 高速电镀技术采用简单的硫酸盐类镀液体系，在使钢板以100米/秒左右的速度高速运行下，以50安培/平方分米以上的高电流密度进行电镀。电流效率达95%以上。镀层含镍10~20%，镀层相结构为耐蚀性最好的单一γ相，组织细密，外观呈青白色金属光泽，镀层耐蚀性是电镀锌镀层的5倍以上。（2）常规锌－镍合金镀层电镀技术 开发的常规铵盐类弱酸性镀液体系锌－镍合金镀层电镀技术获得了国家专利。以1~5安培/平方分米的电流密度进行电镀，镀层光亮，色调与不锈钢相仿，但成本低。所得锌镍合金镀层的耐蚀性是电镀锌镀层的5－10倍，而且耐热性比镀锌层大为提高。
北京科技大学
2021-04-11
铁基形状记忆合金
铁基形状记忆合金是一种新型结构功能材料。自90年代，我校已研究成功几种Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金，这些合金的屈服强度可达300～450MPa，完全回复的形状记忆应变已达3%，予应变为6%时净回复应变可达5%，具有良好的单程形状记忆效应和形状记忆完全性，合金中Cr、Ni元素的加入兼具有良好的耐腐蚀性。铁基形状记忆合金的应用如下： 1
西安交通大学
2021-01-12
钛合金心房、心室拉钩
由手把和拉钩组成、心室拉钩分为六个型号，宽度分别为40、36、32、28、24、20mm，为空心拉钩。心房拉钩分为八个型号，宽度分别是24、20、16、14、12、10、8、6mm，为实心拉钩，带有双面弧度。适应于小儿至成人心脏手术，光滑、轻，而且有回弹性。
西安交通大学
2021-01-12
高韧耐蚀镁合金
技术背景：通过稀土与锌交互作用促进非基面滑移，提高合金塑形；通过 减少析出相与基体的电位差，提高合金耐蚀性，开发了高韧耐 腐蚀JDM1镁稀土合金。技术水平： JDM1镁稀土合金具有综合力学性能(强度与韧性)、铸造工 艺性能和接近铝合金的耐腐蚀性能。 该技术获2010年上海市技术发明一等奖， 授权专利2项。应用领域：• 航空、航天轻质构件 • 汽车车架、轮毂等轻质构件• 汽车发动机缸盖/缸体
上海交通大学
2021-04-13
镁合金汽车轮毂
本成果经西南交大与江苏荣镁轮毂有限公司合作开发，2012年9月通过部级鉴定，属汽车轻量化产品，可进行短平快的投资。
西南交通大学
2016-06-28