成果与项目的背景及主要用途：统计资料表明，80-90%焊接结构断裂事故是由疲劳失效引起的，由于焊接接头的焊趾处的应力集中和残余拉伸应力作用，焊接接头疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。虽然结构按疲劳规范设计，仍然发生一些整体结构的过早疲劳失效，造成巨大的经济损失，甚至是人身伤亡事故。由于焊接接头焊趾是疲劳裂纹引发部位，如果对该部位实施适当的处理，使残余拉伸应力转变为压缩应力和减少应力集中，这将有利于延缓疲劳裂纹的产生，具有巨大的社会效益和经济效益。本项目是在国家自然科学基金的支持下完成的，从超声波冲击、相变应力应用、等离子喷涂等三方面提出了三种改善焊接结构疲劳性能的新技术，研制发明了相应的装置、焊接材料和喷涂技术。这些方法可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合，其应用前景是十分乐观。 技术原理与工艺流程简介： 1）超声冲击方法改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理为：通过超声波发生器将电网上的工频交流电转换成超声频的交流电，用以激励声学系统的换能器。换能器将电能转换成同样频率的机械振动，在机架所提供的一定压力作用下，将该超声频的机械振动传递给工件上的焊缝，使以焊趾为中心的一定区域内焊接接头表面产生足够厚度的塑性变形层，从而达到改善接头几何外形，降低应力集中程度、调节其应力场沿厚度方向的分布状况，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 2）相变应力应用改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用开发的相变应力焊接材料使焊缝金属冷却中产生的相变应力，抵消焊接残余拉伸应力并获得压缩应力，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 3）等离子喷涂改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用等离子在焊趾部位喷上结合性能良好的涂层材料来改善接头的应力集中状态，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。技术水平及专利与获奖情况：整体研究达国际先进水平；已获国家发明专利3 项，在申请国家发明专利 5 项；2004 年度天津市自然科学一等奖，2002 年获教育部发明二等奖。 应用前景分析及效益预测：接头焊趾及焊跟部位是焊接结构承受疲劳载荷的薄弱环节，改善焊趾和焊根部位的疲劳性能将提高整个结构的疲劳性能。使用超声波冲击、相变应力及等离子喷涂等这些新技术可以大幅度地改善焊接结构的疲劳寿命，显著降低焊接结构破坏事故的发生几率, 进而节约焊接结构的用钢量和资金，增加焊接结构的安全裕度，防止因焊接结构发生意外疲劳破坏事故给国家和人民财产的经济损失，因此具有广阔的应用前景及产生巨大社会效益和经济效益的可能。 应用领域：可以应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道、水轮机、火箭发动机、汽车制造等诸多领域。 

含压缩、拉伸、扭转、剪切、弯曲各一件。

磁场控制系统主要由磁场发生装置（电磁铁、赫姆霍兹线圈或螺线管等）和程控高斯计及电源组成，这些设备通过串口线连接至电脑，然后通过电脑里的上位机软件对该系统进行控制，控制主要通过两种方式，第一是直接控制电源的输出电流大小，从而控制了磁场强度的大小，而高斯计则将测量值显示并记录在电脑中，用于分析；第二种方式则是通过软件可以直接设置磁场强度的大小，此时电源则会输出稳定电流直至磁场强度达到设定值后会稳定下来。这两种方式均提供了一套可以控制的电磁场系统，并形成系统闭环。   系统配置：   装置 产品 说明 磁场发生装置 赫姆霍兹线圈、电磁铁、螺线管等 高磁场一般选用电磁铁、均匀低磁场选用赫姆霍兹线圈和螺线管 测量装置 高斯计、磁通门计等 一般选用高斯计，特低磁场选用磁通门计（比如1GS及以下） 供电装置 程控电源 根据磁场要求可选用不同精度及稳定性的电源 控制中心 控制软件 控制电流输出及磁场大小，并进行记录和分析  

近日，西安交通大学电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室任巍教授和牛刚教授团队利用机械剥离获得少层二硫化钼材料制备具有背栅结构和纳米级沟道长度的光电晶体管，实现了较高探测率(＞1013Jones)和响应率(＞103A/W)。

HM—018上下刀架卧式数控车床采用模块化设计、斜床身结构，床身导轨面与水平面成45°角，配置了上、下两个具有独立通道控制能力的多工位刀架，功能部件配套满足高、精要求，是一种最新研制的数控车床。 主轴箱的主轴前后轴承采用SKF技术热套装配工艺，保证一定的预加载荷；前轴承采用成组IBC向心推力角接触球轴承、后轴承采用IBC双列短圆柱滚柱轴承，轴承润滑采用特种锂基NBU15油脂，可保证主轴高速时温升较低，且在机床大修周期内不需更换油脂；主轴电机采用FANUC 15/18.5(30min)kW交流主轴电机，主轴最高转速4500r/min。 1． 机床刀架配置DUPLOMATIC BSV原装的N200/12及N200/8，相邻刀位换刀时间为0.24秒，重复定位精度±2″。 2． Z1、Z2，X1、X2四个方向进给均采用THK精密滚珠丝杠，进给驱动采用FANUC αC系列/2000交流伺服电机，与配套进口的无背隙联轴器直连，可取得高的定位精度。 3． 机床电气采用FANUC 0TT CNC系统，具有双通道功能，能自动控制机床一个主轴和四个位置伺服轴，确保上、下刀架系统互不干涉稳定运行。

Ø  成果简介：所研制的微小型零件显微视觉检测系统，适用于各种块类、板类微小型零件及小模数微小型直齿轮的任意边缘的微米级精度测量和微结构在线快速测量。Ø  技术指标：ü  机床加工范围：轴类零件直径≤Φ140mm，长度≤600mm；盘类零件直径≤Φ400mm；铣削箱体类在工作台面上加工，最大加工尺寸300×300×300mm，借助转台，铣削回转表面工件对角线最大尺寸320mm（选配）。磨削工件外径范围：F10～F

Ø  成果简介：变轴数控机床（也称虚拟轴机床或并联机床）是基于构造上新构思、刀具运动的新原理、数学运算的新方法提出的。该数控机床主要应用并联空间机构作为机床的主体机构。在运动学原理上或结构上皆迥然不同于传统数控机床。其特点是将机械的简单性与数学的复杂性融为一体的高技术设备。基于并联机构的变轴数控机床重量轻，刚度大、精度高，刀具具有六个运动自由度。突破了机械结构设计对传统工艺依赖的限制,可解决尖端装备中复杂曲面、复杂几何形状零件以及复杂模具精密加工任务，为先进制造技术的发展提供一种

运用该软件，可在计算机上练习数控车、铣床编程并动态摸拟加工过程。通过练习，使 用户对数控编程的概念，怎样进行数控编程，怎样实现数控程序的输入、修改、存储以及数 控程序的执行效果等均有深入的了解。 该软件所用代码符合国际标准，图形显示方式丰富。铣床摸拟系统可实现三轴联动和三 维显示。除可实现按轨迹加工、（车床）螺纹加工的摸拟以及（铣床）刀具补偿功能外，还 可摸拟实现参数设置、连续执行、单段执行、点动、暂停等机床操作功能。 经模拟正确的数控程序可直接用于数控车、铣床的加工。

变轴数控机床（也称虚拟轴机床或并联机床）是基于构造上新构思、刀具运动的新原理、数学运算的新方法提出的。该数控机床主要应用并联空间机构作为机床的主体机构。在运动学原理上或结构上皆迥然不同于传统数控机床。其特点是将机械的简单性与数学的复杂性融为一体的高技术设备。 基于并联机构的变轴数控机床重量轻，刚度大、精度高，刀具具有六个运动自由度。突破了机械结构设计对传统工艺依赖的限制,可解决尖端装备中复杂曲面、复杂几何形状零件以及复杂模具精密加工任务，为先进制造技术的发展提供一种崭新的技术装备，是国内外先进制造技术研究领域中的前沿课题和多学科的研究热点。同时并联机构在其它科学领域中也具有广泛的应用前景。 样机的技术指标为:①自由度数:6；②工作空间:φ300×300（mm）；③驱动系统:滚珠丝杠（由伺服电机驱动）；④控制系统:IPC-610工控机＋PMAC-8轴控制；⑤加工精度:40μ；⑥重复定位精度:≤20μ；⑦位置控制分辨力:0.25μm。本项目先后得到国防科技预研基金、国家攀登计划、国家重点基础研究发展计划（973）、中国科学院“创新工程”及北京理工大学“九五”期间“211工程”建设和“985工程”建设等项目的资助。