该软件以航天器机构为对象，集成了研究所在高可靠性、长寿命技术装备的可靠性分析和优化设计方面研究的最新成果。软件包含了FMECA/FTA/FRACAS分析、可靠度校验、机械/机构可靠性优化设计、拓扑可靠性优化设计和多学科可靠性优化设计等功能模块。本课题研制了面向全寿命周期的复杂技术装备可靠性设计自动化平台—“高可靠长寿命航天器机构可靠性软件”，集成了本课题中针对我国自主研制的国防技术装备的可靠性优化设计提出的新方法和新技术，以提高装备的全寿命周期可靠性为目标。该平台包括了可靠性仿真分析部分和可靠性优化设计部分。其中，可靠性仿真分析部分包括FMECA/FTA/FRACAS、机械强度/机构可靠性仿真、拓扑优化可靠性仿真和时间域混合仿真四大模块；可靠性设计部分则包括可靠性定性设计和可靠性定量设计两大模块。可靠性仿真分析部分和可靠性优化设计部分在装备全寿命周期下多种可靠性数据库资源的支持下与多学科优化设计部分进行各自信息的交互和共享。软件平台可以协同三维建模工具（如ProE，Solidworks等），有限元分析工具（如MSC，ANSYS等）和动力学分析工具（如MSC，ADAMS）进行复杂装备的可

成果简介： 该软件以航天器机构为对象，集成了研究所在高可靠性、长寿命技术装备的可靠性分析和优化设计方面研究的最新成果。软件包含了FMECA/FTA/FRACAS分析、可靠度校验、机械/机构可靠性优化设计、拓扑可靠性优化设计和多学科可靠性优化设计等功能模块。 本课题研制了面向全寿命周期的复杂技术装备可靠性设计自动化平台—“高可靠长寿命航天器机构可靠性软件”，集成了本课题中针对我国自主研制的国防技术装备的可靠性优化设计提出的新方法和新技术，以提高装备的全寿命周期可靠性为目标。该平台包括了可靠性仿真分析部分和可靠性优化设计部分。其中，可靠性仿真分析部分包括FMECA/FTA/FRACAS、机械强度/机构可靠性仿真、拓扑优化可靠性仿真和时间域混合仿真四大模块；可靠性设计部分则包括可靠性定性设计和可靠性定量设计两大模块。可靠性仿真分析部分和可靠性优化设计部分在装备全寿命周期下多种可靠性数据库资源的支持下与多学科优化设计部分进行各自信息的交互和共享。软件平台可以协同三维建模工具（如ProE，Solidworks等），有限元分析工具（如MSC，ANSYS等）和动力学分析工具（如MSC，ADAMS）进行复杂装备的可靠性分析，可利用平台的可靠性优化设计和多学科优化设计模块，或结合iSIGHT多学科优化设计软件，实现复杂装备的可靠性优化设计。

项目针对高效率、高均匀性微波能应用及其产业化的需求，深入开展了连续波高效率民用磁控管及微波能应用系统的研究，提出了磁控管中非工作电流的概念，构建了三维磁控管粒子模拟模型，突破了高效磁控管的关键技术，产业化磁控管效率从74%提高到80%。发展了多物理场耦合模型改进了微波加热的均匀性，在此基础上首创了微波食品加热的高效保湿技术，形成了价格提高30%以上的同类产品高端品牌。创立了“名校+名企”的分层次协同创新、技术开发与推广应用模式。经过10年的工作，国内市场占有率从7.9%提高到44%。获授权发明专利4

本团队基于电磁冶金领域二十余年的积累，掌握了铜合金领域最具挑战性的铜铬锆合金的非真空熔炼-长尺寸大卷重电磁连铸技术，开发出易偏析铜合金合金超细化与均质化连铸技术、高性能铜合金多模式定制磁场净化技术等一系列具有自主知识产权的核心技术。 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 本团队基于电磁冶金领域二十余年的积累，掌握了铜合金领域最具挑战性的铜铬锆合金的非真空熔炼-长尺寸大卷重电磁连铸技术，开发出易偏析铜合金合金超细化与均质化连铸技术、高性能铜合金多模式定制磁场净化技术等一系列具有自主知识产权的核心技术。相关技术应用于高强高导高弹铜合金领域如铜铬锆合金、铜镍锡合金、铜钛合金、铜碲合金及超高纯无氧铜的规模化制备等都取得较好的效果。 1）铜铬锆非真空熔炼-电磁连铸技术 由于铬、锆元素和氧的亲和力较大，所以合金元素的烧损是铜铬锆合金的熔炼必须解决的问题。本项目团队在铜合金熔炼，特别是铜铬锆合金的非真空熔炼方面，开展了近20年的研究，开发了一系列具有自主知识产权的非真空熔炼连铸技术、成分稳定控制技术、合金熔体洁净化技术等，获授权发明专利和实用新型专利近20项。本团队已在完成中试级表面光滑、内部致密无裂纹、成分均匀的全等轴晶铜铬锆棒线材，铸态宏观晶粒度经上海材料研究所测定为M-9.0级。此外，本团队从前期研究中，从塑形变形工艺和热处理工艺角度，提出采用多道次连续挤压及热处理工艺优化铜铬锆合金想性能的方法，并成功将铜铬锆棒材性能的抗拉强度提高到654MPa，断后延伸率为13.5%，且电导率还能保持在79.3%IACS；这远远高于2017年电车线用铜铬锆合金线材国家标准的性能要求：抗拉强度＞570MPa，塑性＞3%，电导率＞75%IACS。相关技术已与世界五百强新兴际华集团下属新兴发展集团有限公司达成1800万元专利转让。 2）高均质超细晶电磁连铸技术 传统连铸制备过程中多元铜合金如铜铬锆合金等常存在组织粗大、成分偏析等问题，这将会严重影响后续的材料加工过程，导致在后续的轧制，挤压等工艺过程中很容易产生轧制裂纹等缺陷。本团队开发的电磁场连铸过程易偏析合金超细化与均质化调控技术，能在连铸过程中，充分搅拌熔体，均匀化凝固前沿温度，实现易偏析合金的超细化与均质化。该技术已被应用于铜镍锡合金的连铸中，实现了该合金连铸制备的超细化和均质化，所制备全等轴晶铜镍锡合金铸态组织宏观晶粒度达到M-10.0级。目前该技术已实现中试级百米长度的连续电磁铸造，且已与宁波博威、上海中船重工711研究所、铜陵金威、温州元鼎等开展合作。进一步将该技术推广于铜碲、铜铁、铜钛的连铸，均取得了极为优异的细晶、表面光洁、成分均匀的连铸效果。 3）超高纯无氧铜电磁连铸技术 金属材料纯净度是提高其力学和电学等综合性能的关键因素，是制备高品质金属材料的关键环节。高端金属材料中夹杂物和气泡对材料性能影响巨大，许多高端金属材料的开发都取决于这类缺陷的控制水平。本团队参与开发的金属连铸多模式定制磁场净化技术，已成功应用于高纯高导无氧铜材料的制备，可将铜中氧含量中降低3ppm以下，达到目前世界无氧铜的最高标准——美国ASTM≤3ppm。与此同时，该高纯无氧铜的电导率高达100.1%IACS，目前已全面取代进口并用于我国兰州重离子加速器、散裂中子源大科学装置、美国Michigan大学FRIB装置等重大科学装置建设。该项技术已获得2015年度上海市技术发明一等奖，2015年度教育部自然科学二等奖，2015年度教育部技术进步二等奖等奖项。目前该技术已与福建紫金铜业、上海上大众鑫科技发展有限公司、宁波兴业、宁波金田等开展深入合作。

        研发团队针对高性能、抗静电热控涂层材料开展自主科研攻关，研发出具有自主知识产权的白色氧化锌导电粉体，与相关企业合作建立了100Kg级导电粉体中试生产线，完成了粉体批次稳定性验证，突破了批量制备导电粉体稳定性差的瓶颈，形成了一套高性能白色氧化物导电粉体的标准生产工艺。产品技术指标经权威检测机构检验达到或超过进口产品水平，并已通过国家航天领域应用验证。同时，产品原料及生产成本远低于进口产品，有望在我国民用市场普及。产品可应用于汽车、电子、纺织、橡胶和化工等领域的防静电、节能、电磁屏蔽等，如轮胎橡胶添加剂、红外反射涂层、防静电涂层等，市场前景广阔。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持

研究成果于2011年发表在Energy & Environmental Science。2010年ISI公布该期刊影响因子为8.5，在主题分类《环境科学类》中排名第一，目前，国内累计发表在该期刊的论文不超过20篇。本研究成果获得了该期刊专家的高度评价，在疏水性吸附材料的研究领域中处于前沿地位。（1）将少量HCMP-1掺杂到海绵中，改性后的海绵表现出超强疏水性、吸附能力比HCMP-1还要高。（2）原地再生工艺简单，HCMP-1/海绵只吸附有机物不吸附水，再生过程中通过简单的挤压，就可将有机物排出。 由于海绵价格非常低廉，使得HCMP-1/海绵在大规模水处理、液-液分离等方面具有很强的市场和实用性。此外，HCMP-1/海绵循环使用20次后吸附能力不变，与传统的吸附材料相比，实际工业应用中的运行费用将会显著降低。

一种轮式永磁吸附管道爬行机器人，包括四轮驱动小车、永磁吸附机构和转向机构。小车由安装在车架上的四套车轮组组成，车轮组均包括轮架、车轮、车轮轴、轮架转向轴、减速器和电机；永磁吸附机构包括衔铁和二个极性相反永久磁铁组；转向机构包括支架、主动链轮、主动链轮轴、链条、减速器和电机；永磁吸附机构与小车车架底部连接；转向机构固定在小车的车架上。本发明机器人可在倾斜管道外表面按任意路线爬行，可按要求到达管道外表面的任意位置，且机器人爬行时车身纵轴线始终保持与管道轴线平行。本发明结构紧凑，体积小，重量轻，操纵简便，

项目所在公司为天津华清环宇环保科技有限公司，公司为一家综合型环保企业，公司目前与中国华冶科工集团以及天津大学签署三方战略合作协议，搭建产学研基地从而实现产学研市场转化，可以帮助KGMB材料更好的推向市场。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 天津华清环宇环保科技有限公司 企业法人 史全滨 注册时间 2015.12.28 注册所在省市 天津 组织机构代码 91120118MA07863298 经营范围 水处理技术咨询、废水设计施工、污水处理设备制造、安装调试及污水处理厂专业化运营（EPC、BOT、PPP）; 大气治理技术研发与技术服务、产品设备制造及安装调试； KGMB吸附材料研发生产； 电子废弃物回收再利用； 粉煤灰固体资源化再生。 企业地址 天津市津南区咸水沽镇海棠众创大街中科国际科创园B座底商3-203 获投资情况 无 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 史全滨 环境科学与工程学院 2013.9/- 张媛 环境科学与工程学院 2017.09/2020.1 田婧 环境科学与工程学院 2017.09/2020.01 苏红 环境科学与工程学院 2018.09/2021.01 刘思彤 环境科学与工程学院 2019.09/2022.01 张盛世 机械学院 2018.09/2021.03 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 刘洪波 环境科学与工程学院 党委书记 城市水环境系统优化、环境技术评估评价、环境规划管理、水处理吸附材料 五、项目简介 目前工业废水中的重金属污染问题非常严峻，而市场上的主流吸附材料是以活性炭为主，但是活性炭暴露出了诸多的问题，比如吸附效率低，通常只有70%,容易产生二次污染，不可以循环使用，针对于这些痛点问题，我们公司研发生产了KGMB吸附材料，可以完全替代目前市场上的活性炭材料。 KGMB材料相比于传统的吸附材料具有诸多优势： （1）原料来源广泛，经济实惠，节约成本，绿色环保； （2）吸附效果较其他类型吸附材料更好，更高效，有更好的市场； （3）表面改性后可去除特定污染物、以及难以处理的重金属等； （4）可再生循环，使资源最大化利用； （5）对重金属离子的吸附量可以优化条件得到提升。 项目所在公司为天津华清环宇环保科技有限公司，公司为一家综合型环保企业，公司目前与中国华冶科工集团以及天津大学签署三方战略合作协议，搭建产学研基地从而实现产学研市场转化，可以帮助KGMB材料更好的推向市场，同时我公司目前已与天津华冶设计院联合成立天津华冶设计院津南分院，津南分院的成立将使得企业资源平台更加丰富，方便对接各大型企业，深耕KGMB材料的市场空间。