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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
“益青”系列优质高效青贮发酵剂
针对木本饲料、豆科饲草、禾本饲草等主要青贮饲草料原料类型定向优选功能化菌株资源，依托自主知识产权微生物动态资源库，创制出“益青”系列优质高效青贮菌剂。
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
中国农业大学草产品加工团队围绕饲草料青贮加工过程中营养损失大、成功率低、标准化生产技术体系不健全等难题，经过十余年科技攻关，针对木本饲料、豆科饲草、禾本饲草等主要青贮饲草料原料类型定向优选功能化菌株资源，依托自主知识产权微生物动态资源库，创制出“益青”系列优质高效青贮菌剂。该系列青贮菌剂产品能够更好地适配我国多元化饲草料青贮加工需求，打破了国外青贮菌剂产品长期主导国内市场的定价权，突破了国外菌剂产品菌种单一、适配性差、应用成本高等瓶颈问题，应用于青贮饲料加工后可达到快速产生发酵、长期保存、减少干物质损失、提高消化率的目标。同时，优化了青贮饲料生产技术与工艺，可为饲草料生产加工与饲喂利用下游企业提供青贮技术全流程模块化、菜单式技术指导服务助力青贮饲料生产。
中国农业大学
2022-08-15
高效广谱无公害细菌杀虫剂
苏云金芽孢杆菌（Bt）15A3菌株是南开大学在国家 “九五”重点攻关项目和津市科技攻关计划项目的资助下获得的、含有9种以上高效杀虫蛋白基因优势组合的野生菌株，属国内外尚未开发的苏云金芽孢杆菌科默尔亚种，具有自主知识产权。该菌株发酵性能极佳，采用25吨通用型发酵罐进行生产，发酵液效价在6000国际单位以上，不需浓缩工艺制备即超过国家一级品的毒力，发酵水平居国内领先、国际先进水平。试生产的悬浮剂、可湿性粉剂和高含量原粉的性能指标均超过国家农业部发布的苏云金芽孢杆菌制剂标准。同时还开发出适用
南开大学
2021-04-14
系列新型高效低毒农药及其合成方法
项目简介： 现代新型农药越来越注重高效性、低毒性， 同时关注在自然环境中的降斛及对
西华大学
2021-04-14
一种高效节能生物质燃炉
本实用新型公开了一种高效节能生物质燃炉，包括：灰渣抽屉1、炉门槽道2、双开炉门3、炉台面板4、炉圈5、炉盖6、大号炉孔7、小号炉孔8、烟囱套管9、烟囱10、风机11、散热肋片12、自然进风口13、耐火隔热材料14、排烟出口15、炉膛16、炉箅子17。从炉门3放入庄稼秸秆、木柴、牛粪作为燃料，在大号炉孔7上烹饪食物，同时在小号炉孔8上利用烟气余热加热生活用水，利用散热肋片12、烟囱套管10和风机11来强化辐射传热与对流传热进行室内采暖，提高用户室内供暖舒适度。本实用新型结构简单，方便加工，满足家庭的炊事需求的同时，充分利用强化传热提高室内采暖舒适度，实现高效能源梯级利用，有效减少燃烧生物质产生的环境污染物。
四川大学
2017-12-28
高效造纸工艺流程泵开发
项目简介 创新提出基于纤维悬浮流理论的纸浆泵设计方法，开发了高效纸浆泵 CAD 水力设计 系统，设计开发的开式、半开式高效叶轮完全满足了造纸工艺流程对高效及抗堵塞的要 求，其市场前景广阔。 本产品融合了结构创新及自主知识产权的设计软件技术，技术含量和产品附加值高。 开发的高效造纸工艺流程泵产品，耐磨耐蚀、节能高效、抗堵塞，成果技术属国内领先， 节能效果显著。170 该产品经机械工业排灌机械产品质量检测中心检测，泵效高于现行标准的规定值的 3～5%，达到国外同类型产品。拥有全部的自主知识
江苏大学
2021-04-14
车体结构高效模态轻量设计程序
本成果解决了车体结构板件参数多、数量大，现有商业软件难以开展车体优化设计等难题，实现了车体结构的快速建模、高效模态分析和轻量协同优化设计，计算效率较商业仿真软件大幅度提高。同时，本成果还具有以下创新点：
1.研究车体结构材料的形状和构成特性，提出了基于图像识别的车体智能建模方法，关键节点的精准度可保持在95%以上，提高了车体结构在横截面维度建模的效率和便捷性。
2.研究车体截面的几何特性，采用向量化的计算方式对车体截面实现了特性表征，提高计算效率的同时也为后续轻量协同优化提供了支持。
3.探究车体结构的变形特点，提出CUF高阶梁理论的截面降阶和动刚度法轴向降阶方法，在保证精度前提下最大限度减小自由度，进一步提高了建模和计算效率。
4.研究车体结构的力学特性，结合机器学习等高效优化算法，构建结构尺寸、形状、拓扑优化设计模型，实现大规模多设计变量的轻量化及动力特性优化研究，计算效率与传统优化方法相比提高3个数量级，优化效果可提升10%左右。
5.本成果所用框架和算法均采用PYTHON语言编写完成，具有完全自主知识产权，可突破国外限制。
中南大学
2024-03-15
新型高效高粘缩聚反应器
新型缩聚反应器中高粘流体在重力作用下借助多层栅板、孔板和环缝或直缝塔板等降膜元件导流形成形成稳定可控的薄膜流动，始终实现较大成膜面积和较快表面更新的结合，强化传质；沿反应器轴向设置多级持液器，相邻两级降膜元件结构相互协调，强化过程流体的分散与混合，实现平推流流动和过程停留时间可调控。已有研究果表明发现这些新型缩聚反应器适合粘度范围宽，最高粘度可达近千万厘泊，成膜效率高达100m 2 .m -3 .s以上，大大高于传统卧式缩聚反应器的50～80m 2 .m -3 .s，而且物料基本全部处于薄膜状态，可以避免卧式反应器高粘熔体池静压头（几十mmHg）的负面影响。10kg/hr连续实验结果和工业侧线结果表明其具有突出高能效性，可在较短停留时间内实现聚合物分子量的快速提升，对PET同样工艺条件下仅半小时即可达到传统卧式缩聚反应器2小时的缩聚效果，而且所得产品分子量分布窄。此反应器适用性强，可用于聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等众多熔融缩聚过程。除反应器外，也可用于聚合物脱挥、脱泡等场合。
华东理工大学
2021-04-13
高效病毒防护用纳米纤维空气滤材
中原工学院纺织服装产业研究院教授何建新团队在高效病毒防护用纳米纤维空气滤材与口罩关键技术及装备方向的研究取得了突破性进展。通过自主研发的线性电极静电纺丝技术制备出直径50—150nm的纳米纤维，以此类超细纤维为原料可加工出过滤精度100nm的超薄非织造滤材，能够高效拦截呼吸道飞沫、PM2.5、病毒、油性颗粒等病原体传播介质。同时，该技术可通过原液掺杂纳米银、中草药提取物而使材料具备生物杀菌功能，能从根本上抑制病毒的传播。
1.可高效防护杀病毒的纳米纤维制备关键技术。通过自主研发的线性电极静电纺丝技术制备出直径50-150nm的纳米纤维，以此类超细纤维为原料可加工出过滤精度100nm的超薄非织造滤材，能够高效拦截呼吸道飞沫、PM2.5、病毒、油性颗粒等病原体传播介质，同时该技术可通过原液掺杂纳米银、中草药提取物而使材料具备生物杀菌功能，能从根本上抑制病毒的传播。
2.自主知识产权的纳米纤维量产装备研发。团队自主开发了高速线性静电纺丝技术及装备，独立研制了线性电极纺丝系统、封闭式溶液涂布系统、连续化接收系统、循环供液系统、恒温恒湿系统、溶剂回收系统以及超声复合系统，与国内外多针头纺丝设备相比，单台设备的生产效率提高了10倍，并把设备成本大幅度降低至30%，在行业内处于国际领先水平。本装备采用独特的线型电极系统来制备纳米纤维，具有操作简单，扩展性强，模块化操作，灵活性应用的特点，可以通过该设备快速制备高品质的纳米纤维。
3.高效低阻抗病毒纳米纤维过滤防护材料。依托自主研发的静电纺丝技术及产业化装备，团队先后开发了高效低阻复合滤材、纳米纤维防雾霾窗纱、纳米纤维过滤海绵、可清洗纳米高效低阻滤材等一系列产品。纳米纤维滤材具有高过滤精度和高过滤效率的特点，对细菌、病毒等病原体具有良好的过滤效果，可用于生物安全实验室空气过滤器、医用防护口罩等领域。
4.抗病毒防护口罩开发。完成了具有病毒防护功能的纳米纤维防护口罩的开发，该口罩采用熔喷静电棉和纳米纤维复合结构形从微米到微纳米级别的梯度过滤效应，对0.3μm的标准颗粒物过滤效率在99.5%以上（测试条件：在全自动滤料测试系统TSI8130A上，风速流量35L/min，0.3μm的NaCl人工尘），完全去除静电后过滤效率依然稳定在82%以上。而且，利用病毒杀灭剂改性纺丝原液，在纳米纤维中掺杂了具有抗病毒效果的中草药植物提取物，从物理拦截和生物杀灭两个方面做到对病毒的安全彻底防护。
中原工学院
2021-04-11
偶合法生产SPS新技术
聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)是一种高附加值化学品，在电镀、电池等行业应用广泛，是高端线路板与电池材料制备的必备添加剂。国内现有工艺产品收率低、产品质量差、高端产品严重依赖进口。本项目采用独立开发的合成路线，工艺安全环保，在降低生产成本的同时，可获得高纯度的产品，将替代进口，形成具有自主知识产权的生产新技术。
图1 高端线路板
图2 聚二硫二丙烷磺酸钠
吉林大学
2025-02-10