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重型压力容器轻量化设计制造关键技术及工程应用
压力容器是具有潜在泄漏和爆炸危险的承压类特种设备，广泛用千煤炭、石油化工、天然气等能源工业领域。近年来，伴随能源结构调整，天然气液化储运、油品质量升级等国家战略对我国大型过程工业装置提出了更高要求。为提高效率、降低成本，压力容器不断向重型化方向发展，最大壁厚可达数百毫米、重量可超千吨，常见的有大型加氢反应器、大型换热器、深冷储运容器等。
压力容器重型化不仅导致材料消耗巨大（我国每年耗钢数千万吨）、加工制造困难（甚至超出现有设计制造能力），而且可能产生新的失效模式和机理（存在重大安全事故隐患）。基于以上问题，我国重型压力容器产品在国际上普遍缺乏竞争力，重要设备长期依赖进口。因此，如何在确保本质安全的前提下实现重型压力容器的轻量化，突破现有能力瓶颈、实现节材节能，已成为迫切需求。
围绕这一需求，我校团队开展重型压力容器轻晕化设计制造关键技术研究，建立了重型压力容器轻晕化设计制造共性技术方法，实现了能源工业领域急需的3种重型压力容器轻量化的国产化。研究成果解决了压力容器安全性与经济性相矛盾的突出问题，为轻星化产品长周期安全服役提供了有效途径，改变了千万吨炼油、大型煤化工等国家重大工程建设部分关键装备长期依赖进口的被动局面，实现了大型加饥钢制加氢反应器、超大型换热器等重要压力容器轻量化的国产化。
浙江大学
2023-05-10
高速电机直驱单级高速离心鼓风机设计技术
高速电机直驱的单级高速离心鼓风机由高速电机、单级离心鼓风机以及测控系统等附件组成。叶轮采用三元流动技术设计，通过高速电机变转速调节，鼓风机可以工作在40%-100%的流量范围，整机效率达到85%以上。 高速电机采用空气轴承，其极限速度相对于传统轴承大为提高，突破了以往高速电机设计的瓶颈，从而使得本产品同时具有大功率和高转速的特点；由于空气轴承采用的是气体润滑方式，轴承发热量很小，旋转阻力很低，使得本产品的效率相对于传统高速电机大为提高，同时又不产生滑油的二次污染，更适合于某些特定工作环境。 该技术具有完全自主知识产权，在国内外同类技术中具领先地位。 产品特点：空气轴承高速电机转速超过3万转；鼓风机采用先进的三元流理论设计，效率高，节能效果显著，比普通低速压气机节能30%以上；通过调节高速电机转速，流量调节范围可低至40%；体积大大减小，可大大减少占地面积，方便替换老式、低效的鼓风机；低运行费用、低成本。 应用领域：中央空调用压缩机、污水处理用曝气风机、热电厂烟尘的脱硫处理、钢铁厂的鼓风供氧、水泥厂的送料供气等，可替代如螺杆压缩机、罗茨鼓风机、多级低速离心鼓风机等低效率的压缩机、鼓风机。 主要性能指标：1. 供气流量为50-500立方米/分钟；2. 压升为0.4-1.5bar；压气机整级效率达85%以上。
北京航空航天大学
2021-04-13
未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了3倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-11
未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-13
装配式桥梁结构设计建造关键技术及桥梁抗震减震理论与技术
北京工业大学
2021-04-14
高频高功率密度GaN栅驱动电路
作为第三代半导体代表性器件.硅基GaN开关器件由于具有更小的FOM.能够把开关频率推到MHz应用范围，突破了传统电源功率密度和效率瓶颈(功率密度提高5-10倍).且具有成本优势，满足未来通信、计算电源、汽车电子等各方面需求,开展相关领域的研究对我国在下一代电力电子器件产业的全球竞争中实现弯道超车,具有重要意义。然而,器件物理特殊性需要定制化栅驱动电路和采用先进的环路控制策略，最大程度提高GaN开关应用的可靠性,发挥其高频优势。
电子科技大学
2021-04-10
一种双钳位取电电路
本实用新型涉及一种双钳位取电电路，由二极管D1、共模电感L1、稳压二极管Z、电阻R、三极管Q及电容C构成，其二极管D1依次与共模电感L1、第三三极管Q3串联，第三三极管Q3的输出端连接第一电容C1、第二电容C2，其第一电容C1与第二电容C2之间为并联，其二极管D1与共模电感L1之间连接一保险丝F1，本实用新型的有益效果为：通过该取电电路，使得输出电压范围在18～36V之间，为后续的DC-DC芯片提供稳定范围的电压，减少因电源的波动造成系统的不稳定以及系统芯片的烧毁。
安徽建筑大学
2021-01-12
全透明薄膜晶体管及其电路
薄膜晶体管（thin film transistor, TFT）本质上是一种场效应晶体管，其电性质与传统的MOS场效应管一样，都是利用垂直于导电沟道的电场强度来控制沟道的导电能力来实现系统放大，这被称为电导率调制或场效应原理。同时它也是良好的开关元件，当栅源电压小于阈值电压时器件截止，反之导通。场效应管是通过改变输入电压来控制输出电流的，它是电压控制器件，不吸收信号源电流，不消耗信号源功率，因此它的输入阻抗很高，它还具有很好的温度特性、抗干扰能力强、便于集成等优点。 与硅材料相比，ZnO薄膜材料的禁带宽度大、透明等优异的半导体特性，使得ZnO-TFT可能替代a-Si TFT成为平板显示器件的像素开关。若使用ZnO-TFT作为有源矩阵驱动的开关元件有以下明显优势： (1) ZnO为宽禁带半导体材料，可以避免可见光照射对器件性能的影响，保证显示器的清晰度不受太阳光照的影响； (2) 提高开口率，提高显示器的亮度，进而可以降低功耗； (3) 如果存储电容也用透明材料制备，制备全透明显示器件便成为可能； (4) 对衬底要求不高。ZnO薄膜的生长温度较低，即使室温条件下也可以生长高质量ZnO薄膜，因此衬底可以选择廉价的玻璃或者柔韧性塑料等，这又是柔性显示器成为可能； (5) ZnO具有很好的载流子迁移率，使得ZnO-TFT既具有很高的开态电流，又有效的抑制关态电流的增加；研究ZnO-TFT的另一个重要意义在于推动透明电子学的研究。ZnO-TFT的实现对透明电子学来说是一个富有成效的进展，具有里程碑的意义，为制造透明电路和系统创造了条件。
大连理工大学
2021-04-13
基于FPGA的电路板光板测试机
研发阶段/n内容简介：本测试机采用基于现场可编程门阵列(FPGA)和PC104嵌人式工业控制计算机的架构。以PC104为主机，以FPGA及其相应的电路为从机。上位机采用基于Windows的系统软件开发。将测试速度相关的测试控制逻辑、基本测试算法全部移植于FPGA中，从硬件上提高测试机系统速度。将实时性要求不高的人机界面、测试数据处理、上层测试算法及规划由上位机PC104完成。由于测试硬件电路的控制不是由PC104完成，可在不影响系统测试速度下进行复杂测试算法处理，实现测试与数据处理并行操作，提高系统
湖北工业大学
2021-01-12
基于FPGA的电路板光板测试机
研发阶段/n内容简介：本测试机采用基于现场可编程门阵列(FPGA)和PC104嵌人式工业控制计算机的架构。以PC104为主机，以FPGA及其相应的电路为从机。上位机采用基于Windows的系统软件开发。将测试速度相关的测试控制逻辑、基本测试算法全部移植于FPGA中，从硬件上提高测试机系统速度。将实时性要求不高的人机界面、测试数据处理、上层测试算法及规划由上位机PC104完成。由于测试硬件电路的控制不是由PC104完成，可在不影响系统测试速度下进行复杂测试算法处理，实现测试与数据处理并行操作，提高系统
湖北工业大学
2021-01-12