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[成果] 1900120049 上海
[TP242, TQ639.3] 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2019
成果简介:我国自主研制的大型民用飞机,通过产学研用的紧密结合,攻克大型飞机自动化喷涂技术。掌握空间大尺度变曲率表面喷涂的自动化关键技术,完成喷涂机器人单元本体及系统设计,建立高效率精密自动化喷涂系统装备。基于对喷涂工艺的广泛试验及深入理论研究,完成大型飞机喷涂表面重建和轨迹规划技术,建立高效率精密自动化喷涂工艺方法。最终实现飞机喷涂自动化系统及相应喷涂工艺,解决飞机手工喷涂对人体伤害大、喷涂质量差、涂料利用率低、自动化程度低、耗能高、污染严重等难题,大幅度提高喷涂质量和效率,并进行大型飞机部段的示范喷涂应用,为我国大型民用飞机的规模化生产提供先进的喷涂技术和装备。 多基体材料机身自适应喷涂工艺。适用于空间复杂曲面的喷涂机器人机构设计及轨迹规划。基于空间位姿检测及补偿的喷涂机器人协调控制。 依据大型飞机涂装所用涂料与工艺程序特点,研究航空涂料自动化涂装工艺,获得了相关的工艺技术参数,提出适用于大型飞机复杂表面的自动化喷涂工艺方法,建立大型飞机表面涂装工艺知识库和民用飞机常用喷漆工艺及漆料选择方法库。 以自主设计和制造的串并联机器人为基础,综合输调漆系统、中央控制系统、定位系统、离线编程等单元技术,集成研制了面向民用飞机大部件的机器人涂装系统,验证和解决了民用飞机自动化喷涂关键技术。
[成果] 1900010172 江苏
TG356.45 应用技术 金属丝绳及其制品的制造 公布年份:2018
成果简介:超高强度精细钢丝的生产水平是一个国家金属制品业强弱的重要标志。子午轮胎钢帘线、硅片切割用钢丝和金刚线母线是其典型代表,被誉为钢丝领域“皇冠上的明珠”,技术水平主要体现为:超高强度,钢丝的抗拉强度高达3700MPa;超细直径,钢丝的直径一般小于150μm,最细达50μm;生产流程紧凑、连续、高效,拉拔断丝率低(<10次/吨)。 钢丝冷拔应变量越大,强度越高。如何突破传统生产流程与工艺技术的局限,使商用钢丝的极限拉拔应变量达到3.8以上,抗拉强度突破3700MPa,是世界金属制品业技术竞争的制高点! 针对这一难题,近二十年来,东南大学研究团队在国家、省的持续支持下,系统研究了超大应变冷拔珠光体钢丝的形变、相变及强化机制,并开发了超高强度钢丝的生产新流程和关键配套技术,主要创新如下: 超高强度钢丝微结构调控机制及生产流程创新: 创新点1-1超大应变珠光体形变与微结构调控机制:在珠光体冷拉拔变形过程中,发现了珠光体团调整、铁素体强<110>织构形成和渗碳体非晶化的三阶段演变规律;通过集成珠光体形变、织构遗传和精细回火处理技术,实现超大形变珠光体微纳结构的精准调控。 创新点1-2超高强度钢丝的生产流程再造:盘条(φ5.5mm)→大拉(5-9道次)→一次织构遗传热处理→中拉(7-14道次)→二次织构遗传热处理→终拉(20-30道次)→钢丝→精细回火处理→超高强度钢丝产品。该流程将尺寸要求与组织演变及最终微结构控制融为一体,实现了制备技术重大突破,为国际首创。 超高强度钢丝生产关键控制技术创新: 创新点2-1低损伤拉拔技术:显著降低了超大形变钢丝的拉拔损伤,拉拔断丝率<2.7次/吨,为国际领先水平。 创新点2-2织构遗传控制技术:通过形变织构、奥氏体化工艺、冷却速度等参数的控制,终拉前钢丝中保留了较高比例的铁素体<110>织构,有效提高了珠光体钢丝的极限拉拔应变量。 创新点2-3精细回火处理技术:该技术可调控纳米晶态渗碳体的析出形态和强织构铁素体的回复程度,获得两者精细匹配的纳米复合微结构,实现了钢丝强韧性双提升。 经此,形成自主知识产权的超高强度钢丝成套生产技术,首次实现商用钢丝极限拉拔应变量由3.8到5.2的巨大跨越,强度高达4900MPa级,为世界之最。 该成果获授权专利24项,发表论文50余篇。主要创新成果已在宝钢精密、盛利维尔、兴达钢帘线等公司实现了大规模工业化应用,分别成为国内最大的金刚线母线、切割钢丝和钢帘线生产基地。近三年,累计实现超高强度钢丝产品销售收入44.7亿元,新增利润4.3亿元,出口创汇611万美元。
[成果] 1900010208 江苏
TG356.45 应用技术 金属丝绳及其制品的制造 公布年份:2018
成果简介:随着中国桥梁建设、高速铁路等基础产业发展,对所需金属线材制品提出了新的功能和更高的技术需求,如国际上缺乏有效的缆索体内索力动态实时监测技术,超大跨径、跨海桥梁建设急需更高强度(1860MPa)、更长寿命(60年)缆索技术的支撑,国际上通用的高速铁路接触网用钢丝绳无法达到中国十年的设计寿命。同时,汽车、智能制造、物料输送等产业领域也对金属线材制品提出了更高强度、疲劳以及耐腐蚀等性能要求。项目依托产学研合作,在国家和省科技项目的支持下,经过十多年的积累,系统地从理论研究、技术攻关、产品开发、装备研制以及产业化建设等方面进行了集成创新,取得了诸多开创性成果: 率先开展了珠光体钢丝强韧化机理及微纳组织定量表征新技术研究,阐明了大变形过程中铁素体片层纳米化、形成细小弥散强化相与碳过饱和固溶体等的组织演化规律,解决了钢丝强度提高但塑韧性下降这一传统技术难题,形成了超高强度钢丝的核心理论体系,并开发出抗拉强度达到4600MPa、直径达0.04mm的镀锌钢丝。 首次系统地开展了金属线材制品全流程关键共性技术研究,发明了一系列核心技术,成功开发出以桥梁用智能型缆索、高速铁路用钢丝绳、1860MPa锌铝合金镀层钢丝斜拉索为代表的具有自主知识产权的八个系列高性能特种金属线材制品,产品国际首创或技术水平达到国际领先。 开发了系列核心制造装备,构筑了具有自主知识产权的金属线材制品全流程制造系统,建立了完善的产品、质量及工艺等相关标准体系,实现了项目产品的大规模稳定化生产,形成了高性能特种金属线材制品25万吨/年的生产能力。 授权发明专利16件,实用新型专利21件,“智能缆索”PCT专利获美国、韩国、俄罗斯等国授权;主持制修/订国家标准4项、行业标准2项、企业标准8项;发表论文21篇(SCI论文11篇);获得中国专利优秀奖3项、中国工业大奖1项;项目整体技术达到国际领先水平。 项目实施以来,累计销售收入超过150亿元,实现利税23亿元。近3年内累计新增销售68.8亿元,新增利税11.3亿元。项目产品国际市场占有率逐年提升,桥梁用智能型缆索是全球唯一产品,桥梁缆索和输送带用钢丝绳国际市场占有率达60%,高速铁路用钢丝绳是中国高铁建设的唯一选择。 项目的实施为中国高速铁路、桥梁建设达到国际先进水平作出了巨大贡献,也极大地推动了汽车、智能制造、物料输送等产业的发展,带动了中国钢铁产业技术进步,特别是线材性能达到国际先进水平,同时提升了中国金属线材制品的国际影响力,实现了中国从金属线材制品制造大国到强国的转变。
[成果] 1800130032 北京
TG356.45 应用技术 金属丝绳及其制品的制造 公布年份:2018
成果简介:研究目的: 集成电路向封装多引线化、高集成度和小型化发展,对键合丝的技术指标提出了越来越高的要求,高强低弧度超微细金丝需求量迅速增长,传统键合金金丝已逐步趋于其指标极限,因此需研究适应新技术封装的高性能新型键合金丝,以满足高强低弧高密度大规模集成电路封装。 为提升中国键合丝技术水平,不断缩小与国际先进水平的差距,北京达博公司重点开展低弧高强度金丝研究,通过该课题的实施,完成核心技术升级和关键设备换代,获得满足LQFP和QFN等高端封装的高性能键合金丝,替代进口产品,并实现产业化,弥补国内高端封装用新型键合金丝的空白,为国内集成电路产业配套奠定良好基础。 主要技术创新点: (1)形成一整套拥有自主知识产权的高性能键合金丝制备方法。 (2)新型键合金丝配方研制,通过添加一定的微量元素,获得的TS系列键合金丝力学性能、低弧能力等各项技术指标达到国际先进水平。 (3)均匀化、无污染的中间合金制备技术。 (4)将定向凝固技术应用于高熔点贵金属金,获得内部缺陷少的单晶铸坯,其电性能指标国际领先。 (5)拉丝工艺的大拉过程中增加剥皮工艺,从而减少了金线坯的表面缺陷,保证了后续加工的稳定性和拉拔性。 (6)退火液施加方式改进,由循环改为滴定,一次性退火液的使用可大大提升键合金丝表面质量。 (7)增加退火液烘干装置,解决键合金丝经单轴绕线米数长粘丝的问题,为该公司独创技术。 (8)导轮材质和结构的优化,减少键合金丝和导轮的剐蹭,为业界首创。 成果产生的价值: 通过课题实施,获得国家专利8件,其中发明专利1件,实用新型专利7件,主起草国家标准《半导体封装用键合金丝》一项,参与起草国家标准《高纯金》一项,获得科技查新《LQFP、QFN先进封装用TS3型键合金丝》一项。 该课题研究出适合LQFP和QFN等高端封装所需低弧、高强度TS系列新型键合金丝,作为封装行业的支撑材料,可替代进口产品,提高集成电路可靠性、合格率,打破了原来高性能键合金丝全部依赖进口的格局,降低客户购买外资键合材料至少2%费用。 新增年产2亿米的键合金丝规模化生产线,提升了国内金丝产品质量水平,产品达到了通富微电和长电科技使用要求,课题结束后又陆续向西安微电子771所、舜宇光电等高端封装厂家推广,逐步形成了大规模生产和销售。截止至2017年底,课题产品实现销售收入共53744.6万元,利润3700万元,上缴税收680万元。
[成果] 1800140378 甘肃
TH49 应用技术 集装箱及金属包装容器制造 公布年份:2018
成果简介:球形储罐,作为最具特色的承压容器,具有受力状态最好、比表面积最小、承压能力高、外观美观等特点,在石油、化工、燃气、空分、多晶硅、煤制油等行业广泛使用。中国在用球罐约10000余台,每年建造约200余台,行业每年产值10亿元,球罐的市场和需求十分巨大。 作为压力容器中储存容器的一种,球形储罐由于其结构的特殊性,GB150标准不能完全覆盖球罐的设计、制造、安装,况且球罐一般承载压力高、储存易燃易爆介质、容积大、危险性高,需要制定专项的技术标准用于规范球罐的设计、制造、安装。 中国的球罐产品从1958年建造国内第一台50m3的压缩空气球罐开始,共经历了五个阶段:自主研发、国外引进、产品规范、球罐大型化以及球罐自主化、高参数化。在球罐产品的发展历程中,也经历过球罐技术参差不齐、管理混乱、事故频发的时期,特别是1979年吉林煤气公司400m3液化石油气球罐发生破裂事故,损失惨重。1980年国务院批转了该起球罐灾难性爆炸事故报告,球罐进入全面的整顿时期:对当时在用的800余台球罐逐台检查、登记造册,对球罐的设计、制造、安装单位进行全面的资格审查和考试取证工作,对新建球罐逐台监检,对设计、制造、组焊、建造标准规范进行全面的制修订工作。中国的球罐标准,始于上世纪60年代,共颁布实施了7部标准:JB1127-70《碳素钢及低合金钢球形容器技术条件》、JB1127-80《钢制焊接球形储罐技术条件》、1982年版《球形储罐设计规定》、JB1127-82《钢制焊接球形储罐技术条件》;1990年,将《球形储罐设计规定》、《钢制焊接球形储罐技术条件》等合并成一个标准,颁布了第一部国家标准GB12337-90《钢制球形储罐》;1998年,修订颁布了GB12337-1998《钢制球形储罐》;2014年,修订颁布了GB12337-2014《钢制球形储罐》。 随着时间迈入21世纪的步伐,中国经济技术的不断发展和科学技术的不断进步,中国在冶金、机械加工等行业的技术突飞猛进,GB12337-1998标准中一些规定已不能满足球罐的发展需求,2008年,中国国家标准化管理委员会组织对《钢制球形储罐》标准进行修订,并于2008年5月30日在上海召开了《钢制球形储罐》标准工作组成立会议,标准工作组由国内各相关设计院、工程公司等14名专家组成,刘福录任组长。标准的制修订前后历经5年,于2013年12月最终形成报批稿,2014年9月正式发布,2015年2月实施。 GB12337《钢制球形储罐》属于国家标准GB150的补充标准,规定了适用的压力范围:设计压力不大于6.4MPa;设计温度范围按钢材允许的使用温度的桔瓣式或混合式以支柱支撑的球罐的设计、制造、检验与验收的要求。全书为16开本,共15.5万字,包括范围、规范性引用文件、总则、材料、结构、计算、制造及组焊、检验与验收等8个章节,附录A标准的符合性声明及修订、附录B安全附件及附属设施、附录C风险评估报告、附录D应力分析设计球罐、附录E低温球形储罐、附录F球壳对接焊缝的坡口形式及尺寸、附录G场地类别划分等7个附录。 作为国际上唯一一部国家级球罐标准,GB12337《钢制球形储罐》已经颁布实施了20余年,并在国内外得到广泛的推广应用。 该项标准的制定,有效的规范了球罐设计、制造、组焊、检验和验收等环节,规定了球罐的建造质量目标,保证了球罐的安全性和规范性,随着标准的颁布实施,国内没有再出现一起因为球罐自身质量问题导致的重大事故发生。同时随着标准的更新换代和工业、经济的发展,中国的球罐产品从早期依赖进口,到现在大量出口,球罐产品得到飞跃式发展,球罐产品技术已居于世界领先水平,该标准为中国目前蓬勃发展的球罐产品做出了卓越的贡献。
[成果] 1900010269 上海
TH49 应用技术 集装箱及金属包装容器制造 公布年份:2018
成果简介:危化气瓶是用于充装易燃易爆、有毒有害介质的流动式压力容器,属国家重点监管的特种设备。中国气瓶数量大、使用范围广、流转频次高、安全追溯难、事故频发,给人民生命财产带来极大损害,社会影响极其恶劣,国务院多次发文要求加强气瓶安全监管。为实现气瓶来源可查、去向可追、责任可究,该项目在国家863计划、国家质检总局、上海市科委等课题的支持下,联合10余家单位的近百名科技人员,通过近10年的攻关,在气瓶电子标签应用法规标准体系、安全监测预警、在线自动识别处理、金属附着型电子标签等方面取得重大突破。主要创新成果如下: 国际上首次构建了完整的气瓶电子标签应用法规标准体系,主持制定了电子标签、读写装置、数据通信、应用管理等12项行业和地方标准,相关成果被纳入国家特种设备安全技术规范,为全球危化气瓶提供了统一、可靠的安全追溯与监管保障技术方案。 探明了气瓶制造、充装、使用、检验、物流等全生命周期失效模式及其演化规律,攻克了动态信息追溯、安全预警边界、应急辅助决策等关键技术,开发了基于气瓶失效机理的监测预警平台,实现了气瓶制造、充装、检验、配送、监管单位间的数据互联互通和风险先期预警。 攻克了气瓶精准定位、数据快速采集、合格判定与处置及识别处理装置整体防爆等技术难题,国际上首次研制出适用于充装流水线的气瓶在线自动识别处理装置,实现了气瓶在线检验和充装过程的精准定位、快速诊断、异常处置,提高了在线检验和充装的效率及可靠性。在线自动识别处理装置处理速度≥900瓶/小时,标签识别率≥99.9%,防爆等级达到ⅡB类T4,平均无故障时间≥3000小时,与传统工作模式相比,单条流水线作业人员可减少2/3。 发明的抗屏蔽、防转移气瓶电子标签可在腐蚀、振动、燃爆等苛刻环境下长时间使用,国际上首次突破了电磁波衰减、谐振频率偏移控制、安全认证等技术难题,使得气瓶电子标签具有数据可靠抓取和安全防伪功能。 项目成果共获发明专利18项、实用新型专利10项、软件著作权8项,制定国家特种设备安全技术规范2项、行业标准3项、地方标准9项,发表论文18篇,编写专著3部。 项目成果首先在上海“先行先试”,对全市400多万只气瓶进行监管,8年来无一发生特种设备事故,之后在中国长三角、京津冀等地区的工业、民用及车用气瓶上得到广泛运用,公共安全得到有效保障。危化气瓶安全管理追溯体系的建立促进了中国特种设备安全保障技术进步,国家质检总局等政府部门、行业知名专家、中国工业气体工业协会等行业组织等均对该项目给予了高度评价,社会效益显著。同时,项目成果极大地推动了电子标签、读写装备、应用软件等自主产业链的发展。据不完全统计,近三年,仅13家相关应用单位即新增产值近8.8亿元、新增利润(节约成本)近2.2亿元,因此,降本增效明显。
[成果] 1800140370 河南
TH49 应用技术 集装箱及金属包装容器制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于压力容器用管板制造领域。 管板主要用于核电、石油化工压力容器,诸如锅炉、冷凝器、蒸发器、海水淡化设备等,是核电及石油化工压力容器的核心部件。管板服役条件复杂、恶劣,往往长期处于高温、高压、易腐蚀的环境中,因此其技术要求非常苛刻,质量要求极为严格。随着核电及石油化工压力容器向大型化、重型化发展,管板的直径和厚度也不断增加。直径超过6m 的特大型管板往往采取分段锻造后再拼焊的加工方法,生产流程长,制造成本高。中信重工“新重机”工程核心设备-18500T 油压机为特大型管板锻件的整体锻造提供了硬件支持。该项目依托中国一重、兰石集团和南化机等压力容器制造商特大型管板整体锻造成形项目,重点对特大型管板整体锻造成形技术进行攻关,创新锻造成形方法,成功完成φ6.2m、φ6.9m、φ7.2m和φ7.8m 特大型管板的整体锻造。 该项目关键创新如下: (1)发明了一种特大型管板分步分区控形旋压的整锻成形方法。该方法不同于传统的整锻管板锻造成形方法,针对特大型管板超出自由锻压机开档极限无法在压机下锻造成形的难题,提出分步分区控形锻造。 (2)发明了一种特大型管板专用锻造成形操作方法。特大型管板锻造成形时,主要冶金辅具为上锤头,下回转台,坯料在两者之间受力成形。项目完成人提出了一种利用小回转台锻造大管板的操作方法。 (3)优化锻造成形方法,不仅减少了管板锻造火次,而且锻造成形后的特大型管板外形尺寸接近零件外形尺寸,降低了20%原材料成本,减少了三分之一的加工周期。 该项目实现了φ6m 以上特大型管板的整体锻造成形,项目成果填补了锻造行业特大型管板整体锻造技术空白。该项技术不仅有效提高了特大型管板的成形质量和效率,同时也极大地缩短了特大型管板的制造周期。该项目特大型管板的整体锻造技术将广泛应用于核电、石油化工压力容器特大型管板的制造。 项目成果成功应用于南化机压力容器用Φ6190×300 特大型管板的整体锻造成形以来,先后完成φ6.2m、φ6.9m、φ7.2m 和φ7.8m 特大型管板的整体锻造。增加销售收入超过1亿元,预计未来5年,该项目技术成果将带来直接销售收入2.5亿元。特别是今年3月,成功完成中国一重φ7.8m 特大型管板的整体锻造,再次刷新了世界纪录。
[成果] 1800180454 上海
TG42 应用技术 其他金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:焊接是核电工程中的关键工艺,焊接结构的安全可靠与焊接材料质量密切相关。中国核岛主设备制造及现场安装使用的焊接材料几乎都依赖进口,采购成本和周期难以控制,后期技术服务受制于人,还存在因政治原因被封锁的风险。同时,核电技术已实现“二代”向“三代”的跨越,首次应用了SA-508Gr.3Cl.2钢、SA-738Gr.B钢以及双相不锈钢等新钢种,并对低温冲击韧性和强度提出了更严格的指标,进口产品也难以完全满足新的要求。而国内由于未形成有效的技术路线,研发和应用脱节,致使长期以来未具备核电焊接材料的国产化能力,成为中国核电发展的瓶颈之一。 为此,上海核工程研究设计院有限公司牵头并联合国内焊接材料行业的领先企业,在国家科技重大专项支持下,针对第三代核电工程技术要求,结合核电工程特点,开创了一条适合核级焊接材料研发及应用的技术路线,在国内首次系统地完成了核电焊接材料的研发。通过深入研究材料合金体系、提高纯净度和精确控制微量元素等技术手段,突破了低温冲击韧性、强度等技术难点;创新地研发了新钢种的配套焊接材料产品;通过多批次稳定性试验、固化产品工艺和引入智能自动化生产线等途径,使得产品质量稳定性、安全可靠性显著提升。 成果包含了八大类、19种焊接材料,覆盖了第三代核电工程中使用的低合金钢、不锈钢和镍基合金焊接材料,并形成了26个牌号的产品。成果已授权6项发明专利,已受理7项发明专利,包含39项企业技术秘密,已发布国家及能源行业标准13份,在研能源行业标准2份。成果性能满足AP/CAP系列工程技术指标,通过了中国核能行业协会组织的科技成果鉴定,理化性能和工艺性能总体达到国际先进水平。尤其是钢安全壳焊接材料、主管道焊丝和不锈钢堆焊焊接材料,处于国际领先水平。 成果具有显著的经济效益和社会效益。产品已在AP/CAP系列及军用核电工程广泛应用,新增产值超过5000万元,净利润额超过1800万元,支持了核电重大工程建设,改变了焊接材料采购价格居高不下的情况,为降低工程建造成本做出了重大的贡献。成果技术指标严、覆盖范围广,具有广阔的市场前景,单台核电机组的焊接材料总产值超过4000万元,还能推广应用到华龙一号等其他核电工程,减少了重复研发的人力及物力成本。 在社会效益方面,成果改变了核电焊接材料长期依赖进口的局面,实现了焊接材料的国产化,提升了核电关键部件制造中的国产化率,为核电装备制造出口奠定了基础;在四川大西洋和哈焊院建成了核电焊接材料研发和创新基地,尤其是四川大西洋创建的智能焊接材料生产线达到了国际领先水平,为核电焊接材料长期稳定、可靠地供货提供了根本保障;研发成果属于行业高端产品,引领了产业转型升级趋势,有效地对接了“中国制造2025”国家战略;成果汇聚了各方优势力量,建成了产学研用平台,打通了集研发、试验、制造、工程的完整产业链,可以为产品的持续优化以及新材料的开发长期服务。
[成果] 1800140357 江苏
TG71 应用技术 金属工具制造 公布年份:2018
成果简介:该课题来源于国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”《锡柴重型柴油发动机缸体、缸盖柔性加工生产线示范工程》(NO.2013ZX04012071-04),研究重型柴油机生产线刀具与质量/节拍/成本关系,引入精益生产、绿色制造等先进制造理念,开展刀具技术、管理等相关理论研究与试验验证工作,主要包括:研究重型柴油机生产线刀具多维信息融合与分析技术,建立重型柴油机生产线刀具信息交换标准,开发刀具全周期管理所涉及立体库、对刀仪、数控机床、MES、ERP等软硬件系统接口,实现针对刀具单品跟踪的全周期信息通讯与集成。分析重型柴油机生产线刀具失效与机床主轴负载关系,开展理论与试验研究,建立重型柴油机生产线刀具失效模式知识库,提出重型柴油机生产线刀具在线破损主动预警技术,提高重型柴油机生产线质量稳定性,降低刀具使用成本。研究重型柴油机生产线刀具排产调度技术,基于刀具选型、刀具BOM、刀具存量及修模在途寿命、机床状态等因素综合计算形成生产线刀具准备计划,实现刀具精益管理,降低刀具在库数量,节约刀具使用成本。集成应用上述研究成果,研制刀具全生命周期管控系统,在重型柴油机生产线实施应用。 该课题在重机部应用两年多,完成2736种刀具和964个库位的数据设置,97418条刀具出入库信息记录和129377条刀具跟踪记录,提高管理效率70%以上,库存准确率达到98%以上。通过整合优化库存管理,减少库存占用,大幅减少库存资金占用,经测算,刀具库存占用资金由原来的1200万元/年减少到800万/年,降低了资金占用400万元。上述研究方向符合一汽集团及该厂“十三五”规划发展纲要,以科技创新为驱动,实现从技术跟随型向技术引领型转变的目标。 上述成果在大连机床集团、大连运明自动化技术有限公司等单位获得了推广应用,获得良好效果。项目组在《2015年发动机及其关键零部件绿色高效加工技术成形研讨会》受邀做大会专题报告,在2016年第九届中国数控机床展览会中进行重点展出,均获得好评。
[成果] 1800140036 黑龙江
TG715 应用技术 金属工具制造 公布年份:2018
成果简介:为满足在研、在役航空发动机需要,对发动机主轴轴承实体保持架加工精度及精度一致性要求越来越高。国内自主研制的主轴轴承实体保持架,在加工工艺方面作了系统研究,实现了保持架回转面和两端面精度的提升,提升幅度应该达到15~20倍,但保持架长方形兜孔,尤其青铜保持架长方形兜孔,其加工精度、精度一致性的提升则不明显,集中体现为兜孔轴向及周向位置度、兜孔底面对基面平行度、兜孔底面对基面位置度、兜孔过梁对基面垂直度等技术指标的一致性、稳定性差。为攻克保持架长方形兜孔加工工艺技术难题,公司将《保持架长方形兜孔制造工艺研究》技术列入2011年进步技术计划。继续开展短圆柱滚子轴承保持架兜孔拉削加工技术攻关,提升兜孔各项精度,提升兜孔质量稳定性和一致性,为国产航空发动机主轴轴承整体质量水平提高奠定基础。 该项目重点研究短圆柱滚子轴承保持架长方形兜孔拉削工艺、拉刀设计技术,通过降低兜孔拉削余量、降低长方形兜孔长轴方向拉削余量,改变以往存在的兜孔长、短轴方向拉削余量不均的情况,保证拉刀拉削过程中承受拉削力均衡、运行平稳,进而保证长方形兜孔拉削精度和精度稳定性。 采用该项目工艺技术成果,研制交付的XX发动机主轴轴承保持架,长方形兜孔轴向及周向位置度、兜孔底面对基面平行度、兜孔底面对基面位置度、兜孔过梁对基面垂直度等技术指标精度及精度一致性均获得稳定提升,达到了国内先进水平。
[成果] 1800130332 北京
TG457.6 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:该成果属于海洋工程领域。成果针对北极地区液化天然气工程项目运行环境严酷、质量要求高、精度要求严等特点,通过《低温环境沿海LNG输送撬装模块施工技术研究》重大科技专项攻关,形成了模块化建造精度控制、焊接接头超低温断裂韧性评价、低温钢不锈钢焊接、超长管线加工及吊装、复合深冷保温结构施工等适用于俄罗斯极地服役环境的撬装LNG模块化建造系列配套技术,解决了栓接模块青岛散件预制俄罗斯总装的精度控制、极寒温度超低温介质输送环境下焊接接头断裂韧性、44m超长深冷管线制造运输等诸多难题。主要创新点包括: 1、基于三维加工设计及概率论动态公差控制理论,通过三维软件二次开发、胎架设计、余量动态补偿技术,形成全球首个温差超过70℃的极地LNG项目栓接模块异地建造精度控制工艺,创造了俄罗斯场地组装一次合格率100%的先进技术指标,解决了栓接模块散件交货极地现场总装的精度控制难题。 2、首次开发超低温CTOD试验测试介质体系和试验机具,提出试验评价方法,形成国内首个焊接接头超低温(-60℃~-196℃)断裂韧性评价技术,解决了超冷介质管线焊接接头性能评价的技术难题。 3、通过优化坡口设计及焊材匹配,结合超低温CTOD断裂韧性评价、残余应力焊接接头腐蚀性影响分析等技术,首次形成满足青岛场地预制俄罗斯极寒地区组装温差达70℃的焊接工艺。 4、基于生产线自动化设计,结合生产物流特征,建成国内生产管径范围最宽、长度最长的碳钢不锈钢管线预制生产线,开发超长管线吊装运输技术,形成管径范围2″~72″、长度20m~44m超长管线预制能力及超长保冷管线吊装技术。 5、基于最大允许冷损失量控制原理,建立复合保冷层数学及结构模型,形成复合深冷保温结构施工技术,满足深冷保温结构预制、安装及修复的要求,解决了LNG核心模块空间狭小、碰撞点多等施工难题。 该成果获发明专利2项、实用新型专利3项,发表论文10篇。成果应用于亚马尔LNG模块建造项目,该项目是全球首个极地超大型LNG项目,也是国家“一带一路”战略的重点工程。该成果达到了国际先进水平,技术全面成熟,并实现了产业化应用,为亚马尔项目安全、高效交付做出重大贡献,实现新增收入近15亿元。成果的研发应用打破了国外企业对LNG模块化建造领域的垄断,整体带动了国内的产业升级,确立了中国在极地模块化LNG制造业的领先地位,为国家的能源战略和能源安全作出了贡献。
[成果] 1800160352 湖北
TG457 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:焊接钢管结构广泛应用于大跨度空间结构、桥梁结构、海洋平台结构和输变电塔结构中。由于钢管的空心薄壁特性及焊接管节点部位复杂的连接形式,国内外研究缺乏考虑节点部位局部变形的钢管结构整体性能的精确高效模型,导致其整体失效过程的非线性分析结果失真,同时缺乏钢管结构节点部位精细化建模技术,导致对结构在复杂环境条件下产生的失效如疲劳断裂、火灾等评估不准确。研究表明节点部位局部变形对整体结构性能影响和节点部位精细化模型构建技术一直是焊接钢管结构失效分析与安全评估的世界难题。因此,研究考虑节点部位局部变形影响的焊接钢管结构精确评估技术和复杂环境条件下焊接钢管结构节点部位精细化模型构建技术,进一步通过加强或加固措施提升焊接钢管结构的安全性能,实现焊接钢管结构长寿命安全运营,具有重要的科学与工程应用价值。 该项目依托国家自然科学基金、省部级科学基金和企业重大项目等课题,经六家科研、工程应用单位通过产学研用联合科技攻关,系统开展了焊接钢管结构安全评估关键技术研究,涉及土木工程、海洋工程和电力工程三个科学技术领域。取得主要创新性成果包括: 一、揭示了节点部位局部变形对焊接钢管结构整体性能的影响,基于刚度等效原理和引入虚拟梁单元模拟节点部位局部柔度的方法,建立了焊接钢管结构简化杆系模型,首次实现了对钢管结构杆系模型弹塑性失效的高效和精确分析。 二、提出了焊接钢管结构节点部位精细化模型构建技术,极大提升了节点部位疲劳失效评估结果的精度,首次提出了含裂纹焊接钢管节点完整性判据,建立了火灾作用下钢管节点失效过程评估指标体系。 三、研发了焊接钢管结构节点部位加强加固措施和安全评估技术,全面提升了焊接钢管结构节点部位的安全性能。 授权专利共22项,其中发明专利8项;主编企业标准2部;发表学术论文72篇,其中SCI收录29篇,EI收录17篇。研究成果成功应用于武汉天河机场T3航站楼、武汉火车站等近10个大跨度空间结构,洞庭湖大桥、东湖特大桥等多座桥梁结构以及埕岛油田36座导管架平台的安全评估中,近三年新增利润逾1.18亿,带动了焊接钢管结构长寿命安全技术的发展。
[成果] 1900010014 上海
TG454 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:中国处于深空探测技术发展的关键时期,其中对接机构是实现两个飞行器交会对接的关键产品,之前仅有俄罗斯能够制造,并为美国等提供配套。超细直径小腔管路的制造与检漏是对接机构研制的一项核心技术,直接决定着两个飞行器能否成功对接,其成熟度与可靠性关系到宇航员的生命安全。据统计,国内外航天产品失败的因素涉及到密封性能与多余物控制的原因超过30%。例如,1986年1月,美国挑战者号航天飞机,因密封失效泄漏,导致发射阶段的机毁人亡;2009年1月,X武器产品由于管路密封性能抽检出批次性不合格,导致产品延期交付6个月;2013年12月,X-4运载火箭发射由于管路有害多余物引起阀门失效,造成价值数十亿人民币的卫星和火箭坠毁。 超细直径簿壁管路制造与检测技术是中国航天领域亟需解决的工艺技术难题,在对接机构研制初期,采用熔焊技术制造的产品合格率仅为20%左右,管路多余物清洗合格率为77%左右,王曙群同志立足生产岗位第一线,开展了技术创新活动,一举突破了超细直径小腔检漏管路制造与检测的技术瓶颈。 创新点1:建立了超细簿管焊接工法,创新了交变磁场方向垂直于导管的加热感应线圈。通过对110件钎焊试样的焊接试验和性能测试,找到了高频交变磁场方向与导管垂直加热的最佳钎焊工艺参数,研制了精确加热的高频感应钎焊线圈,钎焊试样合格率达到了99%以上。 创新点2:甄选出适应超细直径管路钎焊的填充焊料,配制了一种不同成分比的钎焊材料。通过在传统钎料中提高Ag含量、同时添加适量Sn元素的5组配方调整,甄选出可以降低熔点、提高润湿性能的最佳钎料配方,经过50件钎焊试样的钎焊试验和性能测试,焊接质量均达或超过航天标准QJ1156A-961I级焊缝的要求,管路漏率满足≤1×10-7Pa·m3/s的产品指标。 创新点3:优化了传统的超细管路清洗工艺路径,配制了独特成分比的清洗溶液,实现了超细直径管路多余物的有效管控。通过数百次清洗方法和工艺流程改进,配制出一种分解油污能力强、自身易挥发的清洗剂,采用高压气体驱动浸泡了特殊清洗剂的高分子材料在导管内多次高速往复摩擦,有效去除超细管路内壁残存的油污、金属颗粒等有害多余物,产品检验合格率为100%。 该项目形成的创新技术已在中国载人航天工程中得到验证,经过了“神八”至“神十一”、“天宫”、“天舟”等7次飞行试验考核,圆满完成13次交会对接任务。并在X-2等4种运载火箭、X-11等3种导弹、X-7新型空间飞行器及地面密封检测设备等航天产品中得到推广使用。 该项目已获得授权实用新型专利3项,实审发明专利1项,尚有众多技术因涉及国家秘密而未公开,核心技术形成行业标准1项、企业标准1项。产品经测试,数据优于俄方同类产品。通过中科院上海科技中心查新,认定该项目具有新颖性,综合技术达到了国内领先,国际先进水平。 项目在该领域突破了国外航天大国对中国技术的长期封锁,为后续开展的空间站、载人登月和深空探测等重大工程奠定了基础,在运载火箭、导弹、卫星等需要高端密封技术领域,具有良好的推广价值。
[成果] 1800180330 上海
TU398.2 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:为了加快生态文明建设、推动先进制造业发展、建成绿色宜居城市,国家提出实施建筑工业化重大战略决策,装配式建筑成为建筑行业升级转型的重要措施。该项目针对装配整体式叠合剪力墙结构体系,开展了逾7年的理论分析、试验研究和工程实践,研发了装配整体式叠合剪力墙结构的连接设计理论、整体设计方法、集成墙板系统、智能制造技术、高效精益施工技术以及全过程数据管控平台,形成了集标准化设计、智能化制造、机械化组装、全过程管理于一体的成套技术,为装配整体式叠合剪力墙结构的大规模应用提供了理论基础和技术支撑,实现了该体系的产业化。关键创新点如下: 1、揭示了双面叠合剪力墙结构连接及构件的受力机理,完善了中国双面叠合剪力墙结构连接技术的理论体系。通过系统的试验与理论研究,揭示了采用不同连接构造的叠合面抗剪机理、叠合剪力墙构件竖向连接钢筋的锚固约束受力机理、高轴压比下双面叠合剪力墙的抗震性能和破坏机制,填补了双面叠合剪力墙的叠合面连接理论空白、为构件连接设计提供了理论基础和该体系在中国高层建筑中的应用和规范编制提供了技术支撑,填补了国内外研究空白。 2、揭示了双面叠合剪力墙结构整体抗震性能,开发了边缘构件构造和集成叠合墙板系统,提出了双面叠合剪力墙结构整体设计方法。通过模拟地震振动台试验和有限元分析,揭示了双面叠合剪力墙结构在不同水准地震作用下的整体抗震性能,给出了构件极限承载力计算公式和连接构造,开发了满足中国抗震规范设计要求的叠合板式剪力墙边缘构件构造以及门窗一体化、保温一体化和装饰线条一体化的三种叠合墙板,提出了集结构性能、建筑构造与构件设计于一体的结构整体设计方法。 3、研发了双面叠合剪力墙体系全过程数据管控平台,建设了上海首条自动化双面叠合剪力墙结构体系生产线,实现了传统建造到智能制造的转变。研发形成了装配整体式叠合剪力墙结构住宅设计、制造、运输和安装于一体的数据管控平台;建成了上海首条年产80万平方米的双面叠合剪力墙体系自动生产流水线,实现了预制构件的可定制、高精度、自动化、高效率和数字化智能制造;研发了双面叠合剪力墙体系虚拟建造与实体建造精准结合的施工方法,实现了基于BIM平台的高效施工与精益组装。 创新成果:获得发明专利6项,实用新型专利9项,软件著作权2项;主编上海市规范1部,参编国家标准1部;出版著作2本,发表学术论文近20篇。验收意见和水平检索结论表明项目整体成果达到国际先进水平,其中叠合板式构件连接技术达到国际领先水平。 应用及效益:项目成果被国家和上海市规范采纳;直接应用于8项装配式建筑项目,总建筑面积近44万平方米;近三年新增产值11.5亿元,新增利润2.09亿元,项目服务总经济规模近33亿元。完成规模化、集成化、产业化的技术应用转化,推动了技术进步,具有显著的社会、经济和环境效益。
[成果] 1800180436 上海
TU391 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于机械制造工艺与设备科学技术类。 钢索结构摩天轮具有重量轻等优点,但因其制造和安装难度高,阻碍了世界此类钢索摩天轮的超大型化发展。该项目依托拉斯维加斯超大钢索摩天轮,历时4年攻关,突破制造难度大、质量标准高的难点,攻克关键制造和加工技术,成功研制超大钢索摩天轮制造技术。该摩天轮是世界最大的钢索摩天轮,安装后高167.64米,比著名的伦敦眼高34米。 项目创新成果如下: (1)首创一种水平轴圆弧法兰装配加工技术:水平轴采用内筒和外壳的双层结构,内筒和外壳两端均为圆弧包板式法兰连接,装配难度大、加工精度要求高且螺栓孔数量多。通过科学合理的制造工艺,且设计了一套加工专用设备,实现了法兰的贴合率达95%以上,贴合最大间隙0.3mm,筒体圆度和锥度±0.5mm、端面的水平度±0.5mm。提高工作效率1倍,节省周期30天以上。获得1项发明专利(专利号:ZL201410276367.6)。 (2)首创π型轨道制作及安装技术:转轮通过驱动机构对转轮π型轨道的驱动,使得转轮转动。该轨道由腹板及翼板组成的三面π型箱型结构并采用以直代曲进行结构设计,单根长约16m,宽397mm。轨道结构不对称,焊接易产生直线度变形、角变形,而且不易校正。轨道与转轮装配极易形成错位,同时焊接的钢衬垫装配困难,焊接易产生缺陷。为此设计了一套π型轨道的制作及安装技术,使轨道的角变形控制在1mm,直线度控制在3mm,钢衬垫的装配质量也显著提升,焊接合格率达95%。获得一项发明专利(专利号:ZL201410293065.X)。 (3)创新三维空间线型转轮分段制造及虚拟拼装技术:大轮盘由28个以直代曲的转轮分段拼装而成,分段之间采用法兰连接。通过应用三维测量和计算机模拟预拼装技术,在分段制造时控制尺寸精度,同时采集分段的数据,在计算机中进行模拟拼装,实现了转轮分段单件制造,免除整体拼装,项目周期缩短4个月,减少生产场地4万m2,转轮安装后所有尺寸达到设计要求。获得一项发明专利 (专利号:ZL201510785765.5)。 自主开发的关键技术获发明专利3项,实用新型专利3项,发表核心期刊论文2篇。该项目3项主要创新技术经上海科学技术情报研究所查新该项目达到国际先进水平;并获得了第二十九届上海市优秀发明选拔赛金奖。 该技术已经在拉斯维加斯摩天轮项目中得到应用,并在比利时闸门、蒋家沙海上风电升压站、摩洛哥和马来西亚岸边集装箱起重机等项目中得到推广,后续准备在美国纽约超大摩天轮项目上实施。 已实现销售收入5.8亿元,获得利润1.2亿元,创收外汇8718.9万美元。该项目的成功研制,填补了国内空白,打破国际垄断,使中国制造业成功掌握了超大钢索摩天轮关键核心技术。同时该技术可节省钢材7%以上,可缩短项目制造周期20%以上,产品使用寿命达30年。该技术的成功研发,使国外摩天轮制造价格下降20%以上。
[成果] 1900010168 安徽
TU391.04 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:随着现代大跨度结构理论和应用的不断创新,国内外出现了诸多形态新颖、功能多样的大跨空间结构建筑,结构体系复杂,产生了不同形式的新型关键节点与异形构件,引发了相关设计和建造技术的突破和变革。然而现有大跨空间结构尚存在设计理论不完善、试验数据不充分、施工控制技术滞后等突出问题,会导致建筑结构存在安全隐患、造价偏高甚至引发重大工程质量安全事故,造成人员伤亡和巨大的经济损失。因此,其关键节点和复杂异形构件的性能化设计、智能制造和施工控制等基础研究和工程应用尤为关键和重要。现有研究主要针对具体工程开展,缺乏对共性和基础问题研究,也缺乏标准规范规定,已成为制约大跨空间结构发展的瓶颈。项目历经10余年研究,在多项国家科研计划的资助下,依托多项重大工程建设项目,立足于科学前沿和行业重大需求,形成了大跨空间结构关键节点、复杂构件和施工控制技术研究的成套创新成果: 建立了大跨空间钢结构关键节点的设计方法:发明了大跨度管桁架与箱型截面构件空间转换节点并提出设计方法,发展了大跨重载钢桁架销轴节点装配技术和抗震设计方法,解决了复杂相贯节点和异形铸钢节点的组装和计算难题。 研发了大跨空间钢结构复杂构件的设计方法及智能制作技术。创建了大跨钢结构箱型截面曲梁构件设计方法,提出了大跨钢结构薄壁箱形斜柱的承载力和稳定计算方法,发明了复杂异形扭曲钢构件的智能成型与精度控制技术。 实现了大跨空间铝合金结构关键节点与大截面构件的首次应用。提出了铝合金单层网壳结构环槽铆钉盘式节点设计方法,发明了铝合金结构铸铝节点及其螺栓连接承载力计算方法,建立了大截面铝合金构件的设计理论。 创建了大跨空间结构施工过程控制技术理论。构建了大跨空间钢结构改进的施工分析方法与临界状态判定准则,基于大跨空间结构施工监测技术建立了参数化预警方法,研发了基于绿色施工的大跨空间结构装配式支撑体系。 经知名专家和机构鉴定评价:项目具有技术先进、创新性突出、推广应用价值高的优势,总体处于国际先进水平,部分成果达到国际领先水平。 项目获得发明专利授权10项、国家级工法1项、软件著作权2项,出版著作3部,发表相关学术论文150篇。参编和主编《钢结构设计规范GB》、《铝合金结构技术标准GB》等国家标准、行业标准及地方标准共6部。项目研究成果在合肥新桥国际机场航站楼、中国现代五项游泳击剑馆、上海世博会西班牙馆、上海虹桥交通枢纽等数十项中国重要工程中成功应用,多个项目成为中国地区标志性建筑。主要成果获省级科学技术进步一等奖2项、二等奖1项,主要应用工程获国家鲁班奖2项、中国钢结构金奖15项、中国勘察设计一等奖1项。 项目实现了中国大跨度空间结构设计理论和建造技术的提升式发展,成功应用于瑞典Arena体育馆、新加坡植物园等国外项目,实现了中国建筑钢结构核心技术和建造装备的自主研发,社会和经济效益显著,对加快中国建筑业转型升级,推动行业科技进步,促进重大工程绿色建设具有特别重大意义。
[成果] 1800220098 安徽
TU393 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:近年来,大型金属围护系统在中国超大型航站楼、体育场馆、工业厂房等钢结构建筑中应用广泛,扮演着建筑结构、防风遮雨、保温隔热、吸声降噪等重要功能,但由于大型金属围护系统风雨作用复杂、温度作用大、建造要求高及施工质量难以控制,导致大型围护系统质量和安全事故频发,如南昌昌北机场航站楼天花板被暴风雨掀翻、武汉天河机场屋顶被大风掀翻、首都机场T3航站楼屋顶两年多被大风掀翻三次,给人民生命财产带来了严重损失;深圳机场、台湾桃园机场、成都双流机场等暴雨时出现多处漏水,严重影响了使用。 项目组经前期研究发现,造成上述问题主要是由于大型金属围护系统存在以下主要技术难题:1.大型金属围护系统上的风雨作用分布规律尚不明确,围护系统的设计多未考虑风雨耦合效应;2.大型金属围护系统在长期的温度反复作用下,相关损伤机理缺乏系统研究,现有的设计节点和构造措施不能满足围护系统温度作用、抗风防渗及防冷桥的要求;3.大型金属围护系统缺乏建造集成技术,难以保证施工质量安全,建筑金属围护系统生产、运输、堆放、维护缺乏统一标准,分层分级评价标准不明确,导致全寿命周期质量不可控。该项目组经过十余年的研究,通过文献调研、理论分析、数值模拟和实验研究,结合数百项实际工程的验证,形成了大型金属围护系统集成技术系列成果。 主要技术内容如下:1.采用欧拉多相流模型理论建立了建筑风驱雨的分析模型和数值计算方法,发明了围护系统风雨耦合作用的定量检测装置,通过大量实测和模拟工作,分析掌握了风雨作用量在围护系统表面的分布特性,解决了围护系统风雨耦合作用尚不明确的理论难题。2.提出大型金属围护系统构造连接集成技术,研发温度应力消减及防冷桥等构造措施和结构模型多功能加载装置,发明了钢结构倒流式双层彩板雨篷和兼作雨篷的钢结构彩板门的构造节点,解决了大型金属围护系统抗风、抗渗及温度变形的技术难题。3.提出大型金属围护系统成套集成建造技术,发明了钢结构屋面内板安装脚手架、屋面板转移小车、分离式彩钢板地空转移架等多种围护系统建造和安装装置;提出钢结构建筑金属围护系统屋面及墙面分层分级评价标准,保证了金属围护系统全寿命周期质量的可控性。 授权专利情况、技术经济指标、应用推广及效益情况:项目研究获得发明专利5项,实用新型专利15项,主编行业标准1部、地方标准1部。研究成果成功应用于合肥京东方第六代薄膜晶体管液晶显示器件厂房(詹天佑奖)、内蒙古蒙泰不连沟矿井及选煤厂(鲁班奖)、丹东黄海汽车新能源汽车厂房、福州海峡会展中心(钢结构金奖)和淮南大剧院(黄山杯)等数百项公共建筑和工业建筑项目中,成功解决了大型金属围护系统构造连接、建造及维护等技术难题,为企业带来良好的经济效益和社会效益。研究成果三年新增销售额约为84403万元,新增利润4132.628万元。研究成果整体提升了中国大型金属围护系统的技术水平,具有广泛的应用推广价值。
[成果] 1800230279 河北
TU398.2 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土木建筑领域。建筑绿色化、工业化和高品质发展对建筑结构提出了更高要求,建筑装配化是实现建筑产业现代化的重要途径,受力合理、方便施工的节点接缝设计及整体抗震性能是关键技术,是决定该结构体系能否推广应用的重要影响因素。钢管混凝土组合剪力墙结构具有侧向刚度和承载力大、抗震延性好等优点,为实现高效可靠的装配化建造、改善抗火和防锈性能并降低能耗。项目组在国家自然科学基金与河北省自然科学基金等项目支持下,提出了装配式钢管混凝土组合剪力墙这一新型结构体系。该项目历经七年,重点在节点与接缝连接设计、受力机理、装配施工及试验技术等方面开展了系统研究和工程应用,形成了一套系统的装配式钢管混凝土组合剪力墙结构关键技术,取得如下创新成果: 1.发明了钢管混凝土套筒连接方法,研发了装配式钢管混凝土组合剪力墙结构体系。该套筒连接利用套筒和抗剪键组合,发挥灌浆料抗压强度高的优势,通过内置钢管混凝土柱作为剪力墙边缘构件,形成了多道抗震防线,解决了防火防锈问题,减少了现场焊接,实现了构件的工厂化预制,可增加房屋有效使用面积3%-5%;发明了适用的注浆设备等施工装置,揭示了节点在拉、压、局部冲切及复合状态下的工作机理;提出了结构设计拆分技术及相应的构造措施,阐明了节点和接缝在往复荷载作用下的受力机理和破坏机制,形成了一套系统的设计关键技术。 2.研发了装配式混凝土剪力墙结构隔层浇筑与高效安装施工技术。发明了装配式混凝土剪力墙结构隔层浇筑施工方法,解决了墙体竖缝连接中竖向钢筋搭接区域箍筋安装困难的技术难题,创新性提出了该结构竖向连接设计方法和施工技术,形成了部级工法与标准,具有连接便捷可靠与质量易控等特点,节省工期达25%,模板节约率85%;提出了墙体安装调直与定位、接缝灌浆施工专利技术,实现了结构安装高效率、高精度及规模化工程应用。 3.揭示了装配式钢管混凝土组合剪力墙结构抗震机理,创建了计算理论和设计方法。研发了节点与整体构件的力学性能试验装置,建立了装配式钢管混凝土组合剪力墙分段纤维模型,摸清了装配式钢管混凝土暗柱作为边缘构件与剪力墙组合作用机理,确定了节点连接的精细模型和构造措施。揭示了该结构在不同轴压、异形截面、洞口位置、尺寸效应及快速加载下的抗震机理,发展了钢-混凝土组合结构抗震性能设计理论与技术。 该项目成果应用于中国二十二冶集团有限公司、鹏达建设集团有限公司等企业的东旭大厦、御龙湾等项目,近三年新增销售额4.87亿元,新增利润6769万元。授权国家发明专利10项、实用新型专利2项,主编地方标准2部、参编国家、地方标准2部,形成冶金行业部级工法2项,发表学术论文36篇,专著1部,获批“国家装配式建筑产业基地”1个。该项目成果成功解决了大量复杂结构连接设计和施工技术难题,推动了产业化应用和建筑工业化发展,为促进建筑产业结构的绿色转型与行业科技进步具有重要意义。
[成果] 1900010152 河南
TU398.2 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:建筑装配化是实现建筑产业现代化的重要途径,构件连接是装配式混凝土 建筑的核心难题。既有连接方式存在就位难、造价高、检测不便、质量不易保证等问题。该项目提出的“装配式环筋扣合混凝土剪力墙结构体系”,有效解决了上述难题。项目历经七年,从受力机理、设计方法、生产工艺、装配施工等方面进行了系统研究与工程应用,取得了四项创新技术成果: 发明了装配式环筋扣合连接节点,研发了新型装配式环筋扣合混凝土剪力墙结构体系,为攻克装配式混凝土剪力墙结构的构件连接核心难题,发明了装配式环筋扣合连接节点,环筋在构件水平(竖直)方向相互扣合,与后置“栓筋”形成芯梁(柱);构建了墙与墙、墙与楼板、墙与楼梯等整体连接方案,研发了轻质内隔墙、“四页三防”外墙、预制楼梯等多种配套部品,形成了具有自主知识产权的装配式环筋扣合混凝土剪力墙结构体系,主编了针对该结构体系的行业标准,为推进中国装配式混凝土剪力墙结构建筑提供了全新解决方案。 揭示了环筋扣合连接节点三维受力机理,构建了装配式环筋扣合混凝土剪力墙结构体系设计技术,为研究该体系的结构性能,开展了环筋扣合节点连接性能、剪力墙滞回性能和抗折、三层足尺子结构拟静力与拟动力、建筑实体自振周期等系列试验;结合系统的理论分析,揭示了环筋扣合增强约束、节点域芯梁(柱)三维受力机理;建立了节点承载力和环扣长度计算方法,提出了相应的构造措施,形成了系统的设计技术;发展了中国装配式建筑设计方法。 研发了装配式环筋扣合混凝土剪力墙结构体系构件生产工艺与设备。针对该结构体系的高精度生产,研制了混凝土多批次多点位智能螺旋布料、双向环形钢筋骨架自动加工、自动追光太阳能与燃气联动的分区控温立体蒸养、卡头式码垛等配套的关键生产设备,开发了基于IOT的构件生产全过程信息化控制、管理与追溯系统,形成了现代化智能生产线,实现了构件的高效优质生产。 研发了装配式环筋扣合混疑土剪力墙结构体系关键施工技术和装置。针对该结构体系的高精度、高效率、信息化装配施工,发明了三维定位锥、可调螺栓组等定位装置;研发了“墙-墙四向”和“板-墙两向”扣合连接、环筋扣合节点自密实高强混凝土浇筑等装配施工技术;研制了模数化通用吊梁、叠合楼板可调式三角架支撑等成套工装;创新形成了该体系专有的“板-墙逆装”施工工艺流程;开发了基于BIM的集物流、质量、安全和进度于一体的装配式建筑全方位智能建造协同管理平台。 经聂建国院士等专家鉴定总体达到国际领先水平,获中建总公司科学技术奖一等奖、“建华工程奖”集体一等奖等;授权专利48项(发明13项),软件著作权8项;主编行业/地方标准3部,出版专著1部、专业书籍2部;获省部级工法5项;发表论文32篇。获批国家装配式建筑产业基地4个,产能70万m3,应用总建筑面积85万m2,预制率70%以上,总工期缩短30%,能耗降低23%,相比套筒灌浆,构件节点处用钢量节省45%,经济效益约2.37亿元。
[成果] 1900010124 湖北
TU398.7 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:项目所属科学技术领域为土木建筑工程。 中国土木工程不断向高层、高耸、大跨、重载等方向发展,结构形式及服役环境日趋复杂,给结构设计与施工带来诸多技术难题:既有钢筋混凝土或钢结构无法满足不同功能布局和更高承载力的双重要求;缺少可支撑复杂作用下重载和功能多样化需求的新型结构构件;缺乏相应的设计计算理论与建造技术。该项目组织高校、设计与施工单位联合攻关,在传统圆(方、矩)形钢管混凝土结构的基础上,发展和创新组合式(异形、多腔多边形、内加强型等)钢管混凝土结构,通过静力、地震、火灾等作用下结构构件的系统试验和数值模拟,并结合实际工程,对系列化组合式构件及结构的受力机理、分析理论、设计方法及施工技术进行了系统研究,历经10余年,实现了组合式钢管混凝土结构关键理论与技术的突破,主要创新点如下: 组合式钢管混凝土结构分析理论:发现了组合式钢管混凝土构件破坏模式,揭示了组合式钢管混凝土柱在压、弯、剪及其复合受力状态下的工作机理,建立了力学分析模型;揭示了标准火灾下组合式钢管混凝土构件的失效机理,原创性地提出了基于温度均匀化的钢管混凝土耐火计算理论;发明了多种组合式钢管混凝土柱-梁节点,阐明了节点在静力及往复荷载作用下的受力机理及破坏机制,建立了抗震性能分析模型,解决了工程设计缺乏分析理论的难题。 组合式钢管混凝土结构设计方法:建立了单一及复合受力状态下组合式钢管混凝土柱设计计算方法,创新性地提出了内、外组合式钢管的等效套箍系数计算公式;创建了基于温度均匀化理论的组合式钢管混凝土构件耐火承载力计算公式和抗火设计方法;建立了钢管混凝土柱-钢(钢筋混凝土)梁节点的受弯、受剪承载力计算公式,提出了“梁铰破坏机制”的实现方法和框架结构减震方法,填补了该类结构设计方法的空白。 组合式钢管混凝土结构施工关键技术:结合不同形式和高度的典型工程,创新了复杂组合节点的深化设计与制作技术,发明了大型动臂塔吊爬升带自提升系统、泵管智能温控电伴热和组合式巨型柱保温层固定装置等高效施工装置,优化了复杂气候条件下高性能混凝土的配合比。以此支撑,创造了621米高混凝土泵送吉尼斯世界纪录,创新了超高及复杂高层钢管混凝土结构施工技术。 主编国家及行业标准3部,参编行业标准2部;获国家发明专利26项、实用新型17项、软件著作权1项;发表学术论文168篇,其中SCI/EI期刊论文78篇,出版专著2部;获教育部科技进步一等奖1项、湖北省科技进步一等奖1项。成果应用于武汉中心(438米,原华中第一高楼)、天津117大厦(597米,中国结构第一高楼)等40余项工程,丰富了钢管混凝土结构理论,解决了异形、多腔多边形巨型钢管混凝土柱等结构设计的难题,提升了施工关键技术,引领了行业发展。成果还可应用到大跨桥梁等工程,前景十分广阔。成果完成单位近三年新增销售额30.58亿元,社会经济效益显著。
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