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高性能車輛底盤結構創新設計與協同控制關鍵
"2019年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）科學技術進步獎一等獎。項目組經過數年的研究，創新設計底盤驅動/制動、轉向、懸架等系統的關鍵組件，構建了智能底盤多智能體動態協調控制架構，提出縱向、橫向及垂向耦合集成與協同控制技術，形成以四項創新點為代表的技術群： 1、驅動/制動關鍵部件結構優化設計及車輛行駛敏捷性、穩定性協同控制技術。鑒于現有研究多聚焦于車輛驅動/制動系統獨立控制且忽視內在耦合關系，割裂影響機理、系統結構及控制方法。從驅動/制動系統結構優化與方法設計兩個方面，提出融合路面附著系數估計的車輛驅動防滑（ASR）、能量回饋型制動防抱死系統（ABS）及制動力精細調節技術、驅動/制動協同的車輛穩定性強魯棒控制技術，解決車輛行駛敏捷性與穩定性控制所面臨的參數攝動、控制時滯、多執行器耦合與冗余等難題。 2、車輛線控轉向系統優化設計及轉向操縱主動控制技術。針對轉向系統存在的耦合擺振、結構參數時變不確定和線控時滯問題，項目組分別提出了考慮懸架與擺振問題耦合機理的車輛系統優化設計技術、減輕操縱負荷的前輪主動轉向駕駛員共享控制技術和全電控四輪線控轉向軌跡精確跟蹤及橫擺穩定性控制技術。
東南大學
2021-04-10
氧化石墨烯增強超高性能混凝土的開發和應用
本技術采用先進的氧化石墨烯分散技術，實現了氧化石墨烯在超高性能混凝土的可控分散，進而制備出超高韌性、超高耐久的水泥基材料。本技術通過從納微觀尺度上對水泥基材料水化產物的改性，克服了傳統水泥基材料本質上脆性行為的弊端，產品能夠在嚴苛的服役環境中長期（大于 100 年）保持優異的服役狀態。同時，相比于現有的納米混凝土改性技術，本技術使用的納米外加劑-氧化石墨烯制備工藝簡單，價格優勢明顯，改善效果更為顯著，使該產品具有較大的經濟優勢。
青島理工大學
2021-04-22
高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料制備技術
傳統的硬質合金工模具材料耐磨性和強韌性難以兼得，而其中的鎢、鈷元素屬于稀有貴重元素。本項目所采用的Ti(C,N)基金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性、紅硬性、優良的化學穩定性和高溫抗氧化性、與金屬間極低的摩擦系數、無磁性、而且還具有較高的強韌性，不含稀有貴重元素，其制造成本僅為硬質合金的35～40%，已在市場上得到較廣泛的應用。該成果發明了系列無鈷金屬陶瓷強韌化、無磁化制備技術，開發了系列高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料，是硬質合金理想的升級替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料難以相比的強韌性。?技術特征該材料主要性能指標可達：硬度≥92.2HRA，抗彎強度≥3250MPa，斷裂韌性≥9.4 MPa·m1/2。獲得相關授權國家發明專利8項，相關技術曾獲國家技術發明二等獎，達到國際先進水平。應用范圍:主要用途：①適用于制作各種可轉位刀片，用于難加工材料的干式切削；②適合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纖維預浸料的切割時，使用的穩定性和壽命大大高于目前進口產品；④適合于制作電子元器件生產及激光加工生產線中的專用模具，綜合性能優良；⑤適合制作苛刻環境下使用的密封環和耐磨件。
南京航空航天大學
2021-04-10
高性能可換鉆尖式多刃多尖鉆頭（群鉆）
鉆削加工是機械制造行業中孔加工的最主要方法，鉆頭是切削刀具中使用頻率最高、應用最為廣泛的刀具。多刃多尖鉆頭（倪志福鉆頭）“好用，但難磨”是業界公認的，該技術產品的的推廣應用的關鍵問題是“重磨”。胡思節教授采用可換鉆尖的形式制造高性能的多刃多尖鉆頭，改變傳統整體鉆頭結構，使用鉆桿和刀片可分離的結構形式，鉆桿可多次重復使用，刀片磨損后可快速更換,刀片更換后的定位精度可以達到0.02mm，徹底解決了多刃多尖鉆頭鉆尖“重磨”的難題，為多刃多尖鉆頭的大面積推廣使用鋪平了道路。鉆尖形式根據多年的研究成果，采用獨特的多刃多尖的結構形式(且這些鉆型只能用我們自己研發的特有的五軸數控鉆尖磨床來加工)。鉆尖刀片采用高硬度耐磨的硬質合金材料制造，把“好鋼用在刀刃上”，可節約90%以上昂貴的硬質合金材料(硬質合金材料的價格是制造刀桿材料價格的10倍以上)，從而大大降低可換鉆尖式硬質合金鉆頭的制造成本。
湖南大學
2021-04-11
一種降膜蒸發換熱性能的測試裝置
有效提高換熱器的傳熱能力是節能的重要途徑，通過采用更高性能的高效管即可實現。本裝置為采用新型傳熱方式（高真空度下的噴淋降膜蒸發）的新產品性能設計研制測試臺，可用于水及制冷工質在水平光管及管束上的噴淋降膜蒸發傳熱性能試驗，目的在于對降膜蒸發強化傳熱技術進行研究與開發。用于制冷工質的噴淋降膜蒸發傳熱性能試驗裝置的研發在國內尚未見公開報道，本裝置的設計與研制有創新性。測試臺主要技術指標達到國際先進水平。3）對水在水平光管及管束上的降膜蒸發過程進行實驗研究，工作參數（壓力、流量和溫度）范圍應符合現有工程實際使用范圍，可對噴淋流量、熱流密度、飽和溫度、過熱度及幾何參數（管徑、間距、管型）等對換熱性能的影響進行重點研究。 測試臺主要參數： 1） 殼程壓力（絕對壓力） 0.8 -1.0kPa 2） 制冷劑（水）流量 0.5-2.0 kg/m/min， 3） 噴淋水溫 5 ℃ 4） 冷凍水出口水溫 7 ℃ 5） 采用噴淋型式 6） 傳熱溫差最小可達2℃左右。 測量及控制精度： 1）測量精度要求： 溫度±0.1℃，流量±0.04 kg/min，絕對壓力±0.15% 2）控制精度要求 溫度±0.1℃，流量±0.1 kg/min，絕對壓力±0.5%， 溫度和流量采用全自動控制。
上海理工大學
2021-04-11
離心壓縮機及風機進口導葉調節性能改進研究
由于節能的需要，離心壓縮機和通風機運行的經濟性一直為人們所重視。以往的研究大多將注意力集中在提高離心壓縮機和通風機在設計工況點運行的效率上，然而，大多數離心壓縮機和通風機在實際運行時都是在一定工況范圍內工作，僅在一個工況點運行的情況較少。因此，改進離心壓縮機和通風機的調節性能，提高它們在變工況范圍內的運行效率，是實現節能的另外一條重要途徑。進口導葉是離心壓縮機和通風機中廣泛使用的一種調節方法，過去對它的研究不多，因此，開展進口導葉研究對離心壓縮機和通風機運行節能有重要實際意義。
西安交通大學
2021-04-11
高性能復合型髖關節股骨假體材料及產品
研發階段/n目前國內生產使用的主要是金屬關節，雖然其價格低廉，但仍存在斷裂、腐蝕、股骨頭磨損等問題，進口人工關節價格昂貴。高純氧化鋁生物陶瓷適用于矯形關節假體部件的替代材料及制品，是一種生物相容性好、耐腐蝕及耐磨損的生物惰性材料。氧化鋁陶瓷與金屬復合的人工關節，結合了陶瓷生物相容性好、耐磨及金屬抗折強度高、韌性好的優點，開發生物陶瓷與金屬復合及配伍的人工髖關節，能改變目前國內無生物陶瓷人工關節生產的局面，提高我國人工關節產品的檔次，參與國外產品的競爭，為我國髖關節患者提供高質量、價廉的人工髖關節產品
武漢理工大學
2021-01-12
基于虛擬激勵法的新型復雜橋梁結構抗震性能研究
該成果建立了新型復雜橋梁結構的虛擬激勵法理論，應用該理論針 對三維鋼結構拱橋、自錨式懸索橋等復雜橋型進行研究，提出了適合于軟土地區的地震動場、自功率譜及相干函數等模型，進行了抗震性能研究，發明了具有很強抗震性能的鋼管混凝土腹桿組合箱梁，對于類似橋梁的抗震設計具有重要的參考價值；對拱橋的橫向支撐鋼管混凝土N型相貫節點進行了理論分析和試驗研究，得出往復荷載作用下不同加強形式破壞特征一致的結論，可為大跨徑組合橋梁的設計與
天津城建大學
2021-01-12
高性能連續纖維增強復合材料 3D 打印工藝
本項目以連續纖維增強熱塑性聚合物基高性能復合材料零件直接3D打印為目標，采用連續纖維與熱塑性聚合物為原材料，利用復合浸漬-熔融沉積的3D打印工藝實現高性能復雜結構復合材料構件的低成本一體化快速制造，打印的復合材料零件的拉伸與彎曲強度分別達到340MPa與390MPa,該技術既改進了傳統3D打印零件強度不足的缺點推動了3D打印技術向工業化應用的進程，又克服了傳統復合材料成型工藝成本高、周期長的技術瓶頸促進了復合材料在將來的進一步發展與應用，是一次具有革命性的創新與突破。該技術屬于國內首創，獲得多項自主知識產權，受到國內外越來越多機構的關注，在國內，本項目得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、載人航天等項目的支持，開展關于工藝機理與裝備等方面的研究，探索該工藝在航空航天領域的應用前景，在國外，分別與德國、俄羅斯等研究單位合作對該工藝的材料以及結構設計開展研究，研究水平國內外領先。在當今全球3D打印領域快速發展的形勢下，復合材料3D打印具有巨大的發展前景，據SmarTech預測，至2026年全球用于3D打印的復合材料收入將超過5億美元，未來十年內復合材料將成為3D打印最主要的市場機遇，目前該項技術已經開發出了成熟的工業設備，形成了成熟的裝備-材料-工藝體系，具備了商業化應用的條件，已經初步在復合材料輕質結構等方面得到應用，隨著該技術的成熟，將來必將在航空航天、汽車交通甚至民用領域得到廣泛的應用。本項目目前正在積極尋求具有熱塑性復合材料界面改性、基體材料開發、復合材料結構設計以及復合材料應用等方面特長的合作單位共同推動該新型技術的工業化進程。
西安交通大學
2021-04-11
移動式地源熱泵埋地換熱器性能測試車設計
地源熱泵系統具有機組性能系數高、節能效果好、利用可再生能源、系統簡單、運行費用低等優越性，是21世紀以節能和環保為特征的具有發展前途的綠色空調技術，地下換熱器性能對地源熱泵的整體性能起著決定性作用，因此測試地源熱泵地下換熱器換熱性能對地源熱泵設計、改性和評價至關重要。目前的現場測試需要很多儀器和設備，每測一個地下換熱器，均需重新搭建試驗臺，且實驗場地與實驗室有一定距離，搬運如此多設備也非常不方便，浪費時間、浪費人力和財力。為改進這些缺點，本項目將地下換熱器測試平臺進行集成，并做成移動測試車的形式，對不同的地下換熱器只需進行測點布置，即可快速進行測量。
西安交通大學
2021-04-11