所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：织构化表面在不改变材料本身的情况下，可获得特殊的表面性能。近年来，随着摩擦学理论和实验研究的深入，织构表面作为改变机械摩擦性能的可控技术近年来受到国内外学者的广泛重视，摩擦副表面上规则表面形貌几何造型的设计、加工、试验以及数值分析日益成为研究的热点，针对摩擦学材料表面织构化的研究越来越多。本项目运用平均流量雷诺方程建立圆坑织构表面微流体动压模型。分析了无限大摩擦接触面织构参数对流体动压润滑影响，并提供了新的优化方法。本项目可运用电化学法、掩膜压印法和激光加工等方法高效的制备大面积织构表面。图1为电化学法制备的圆坑表面。本技术的应用对象：改善推力轴承、密封端面、内燃机缸套活塞环等摩擦运动副的润滑性能。本技术的技术创新性：1、研制的加工表面织构方法具有耗时短，控制尺寸和形貌能力强的特点；2、可以实现不规则表面、曲面等异形摩擦副表面的织构化；3、合理的表面织构参数可以降低摩擦系数50%以上；4、具有表面织构的摩擦副表面在贫油润滑下具有优良的润滑性能。市场及效益分析:市场发展前景很好，产品或工艺创新性突出，本技术方案已经用于长春某集团的发动机节能减排项目。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：雾霾、浑浊海水、生物组织等统称为浑浊介质。当光在浑浊介质中传输时，会受到介质中粒子吸收和散射等作用，导致成像距离变短而“探不远”、图像变模糊而“看不清”。寻找新的途径提高浑浊介质中目标的成像质量，对于海洋探测、雾霾中安全监测、生物研究、疾病诊断等都有重要意义。为此，本项目开展了偏振光在浑浊介质中传输规律、目标材质偏振反射特性模型构建、浑浊介质中主动偏振成像机制研究，突破了基于偏振光全链路演化在接收端焦平面上介质光和目标光偏振特性差异的主动偏振成像，实现了浑浊介质中目标清晰化成像。其中关于偏振光在浑浊介质中的传输过程与特性、偏振差分成像、距离选通偏振差分成像、光偏振态和浑浊介质光学特性对成像质量的影响对成像规律的影响等研究受到国内外同行的高度评价。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：精细化模拟是流体机械内流数值研究发展的重要趋势，不断改进工程类经验方法对实际流体非均质性的均质化假设是流动数值研究的难题。申请人基于无网格法架构，围绕动静干涉流动的整体离散与整体求解、无网格法高效高精度及功能算法格式两个关键科学问题，构建了动静相干模拟的全拉格朗日方法，提出了非均质及相变等复杂流动的数值模型，发展了三种高精度算法格式，有效消除了表面粒子误判误差，显著提升计算效率和精度，建立了基于无网格法的流体机械复杂内流精细化高效数值模拟方法。在前期工作的基础上，进一步开展流体机械复杂内流的精细化数值模拟技术。本项目针对上述需求问题开展研究，围绕气液掺混过程中的复杂自由面形态剧烈变化、界面大温差换热及相变、空泡溃灭压力振荡及传播等三个相互耦合的关键科学难题，创新提出基于空泡高速自旋的快速静混新概念；同时基于无网格移动粒子半隐式法框架，发展大温差自由面相变掺混精细模拟新模型/方法，建立表面张力、传热和相变的耦合作用模型，真实模拟气泡溃灭现象，揭示掺混过程中能质平衡的细节机理。为发动机涡轮泵系统布局优化和经济性提升提供新的理论支撑及技术研究手段。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：随着高端装备向运行工况复杂化（频繁启停、变工况、冲击等）、高参数化方向发展，其系统安全、稳定性与可靠性面临极大挑战。滚改滑的风力发电机轴承常常运行在低速重载条件下，处于边界润滑状态，难以实现流体动压润滑；航空发动机主轴承要通过润滑油中断考核，经历着乏油到混合润滑、边界润滑甚至局部干涸的状态；重型卡车在变转速、频繁启停时，会引起润滑油间歇振荡、油液面频繁变动、接触间隙内流体变相等。变工况导致润滑状态的时变性和复杂性，致使装备可能面临着干摩擦、边界润滑、混合润滑、流体动压润滑等不同润滑状态。严酷的润滑状态会造成接触界面胶合、抱轴等事故。本项目针对干摩擦、边界润滑、混合润滑、流体动压润滑这四种润滑条件，分别提出碳膜-织构复合表面、润滑重建多层织构、动压增效织构、区域边界滑移织构，实现了润滑剂的铺、储、压、滑效应，并将多种织构在机械摩擦表面有效集成，以改善机械系统时变、复杂工况润滑，防止胶合、抱轴等事故的发生。研究深入揭示了时变复杂润滑状态下表面织构对润滑流体局域行为和作用机制，为机械系统摩擦界面织构设计和润滑调控提供理论支持。织构设计理论成果应用在汉德车桥差速器齿轮垫片，所设计的织构化新型垫片与原有垫片相比减少了20%-30 %的磨损率，解决齿轮球面垫片和平面垫片的磨损断裂问题，实现全面产业化推广，织构化垫片至今装备车桥300万根，降低售后故障率70%以上，经济效益初步估计2000万。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：分布柔度式空间柔顺机构具有结构简单、重量轻、工作应力小、疲劳寿命长、能完成较复杂功能、运动范围大且无卡死现象等特点，因此在航空航天、医疗康复等领域有着广泛的应用前景。由于缺乏行之有效的空间梁大挠度变形的建模方法，研究人员对分布柔度式柔顺机构的准确建模与设计显得束手无策，从而严重制约了这一方向的发展。本项目首先针对中小变形空间梁的非线性建模入手，进而提出链式梁约束模型，通过将空间梁大挠度变形中的多种非线性因素分解到不同尺度上加以解决，突破了空间大挠度变形计算这一关键问题，并运用载荷-位移法和应变能法系统地开展分布柔度式大行程柔顺机构的运动静力学建模与求解方法研究。通过本项目的研究，为分布柔度式空间柔顺机构的精确建模形成了系统的建模方法，为此类柔顺机构的设计与优化奠定了坚实的理论基础，基于上述理论成果设计出了数款具有多稳态和恒力特性的新型柔顺机构。发表SCI检索论文14篇，其中ASME Trans. 7篇，Mechanism and Machine Theory 3篇，获得中国发明专利10项。获ASME柔顺机构学奖，教育部自然科学二等奖和陕西省科学技术二等奖各1项。在成果应用方面，本项目基于所提出理论成果研制了面向大型光学镜片精密加工的恒力磨抛装置和面向航空发动机等狭小空间的内部检测的全柔性的最小势能构型变体爬行机器人。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国矿业大学

成果简介：低速大扭矩水液压马达在煤矿、海洋等领域的机械驱动部中应用广泛。现有马达结构、配流方式等均不适用于水介质工况，易出现磨损、泄漏、腐蚀等问题。本成果研发了五星轮阀配流静力平衡式马达结构，在高压、低速和高水基介质工况下容积效率可稳定维持在95%。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国矿业大学

成果简介：中国矿业大学、宝钢特钢有限公司和天津威尔朗科技公司合作，共同研发了BTW中锰耐磨钢板材并产业化应用，该技术于2021年获天津市技术发明二等奖。BTW中锰耐磨钢的设计降低了钢中奥氏体的稳定性，在中、低冲击载荷工况条件下，借助应变诱发马氏体相变而实现磨损层的耐磨自强化效应，强化系数高达2.5倍，表面洛氏硬度提高到50-56HRC，强化深度达2mm，能承受较大的冲击载荷而不发生断裂，抗磨损剥落性能是其它合金耐磨钢产品的5倍以上，主要技术指标达到了国内领先水平。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国矿业大学

成果简介：本项目提出了利用两种及以上材料制造一个超耐磨+耐蚀的金属-陶瓷复杂形状零件指导思想，阐明了钢基材-高熵粘接相-陶瓷颗粒“三体两面”复合界面的结合热-动力学问题。研发了突变截面金属陶瓷螺杆组件，形成超耐蚀+耐磨负角度凸面复杂零件制造方法。开发了高玻纤无卤塑料注塑专用成套设备及NiMoCrFeCo-Mo2MB2螺纹元件/组件制造方法。研发了大功率高稳定反击式破碎成套设备及金属陶瓷预制体板锤消失模绿色制造技术。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国矿业大学

成果简介：本项目围绕机械装备核心关键零部件的长寿命服役需求，创新性融合材料组织调控、多级强韧化设计与精密制造技术，在传动系统、极端环境装备及高强度结构件领域获得应用。针对低温/极低温工况的结构件和精密阀门等零部件，创新冷-热加工协调工艺，优化异质结构焊接，解决了低温冲击韧性不足问题，提高阀门耐密封寿命。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国石油大学

成果简介：两阶段耗能密封节点阻尼器，包括：复合弹性体和分别固定设置于复合弹性体两端的柱端固定板、梁端固定板；其中，复合弹性体为弧形，柱端固定板与梁端固定板均为矩形钢板，柱端固定板与梁端固定板的矩形钢板四周均设有固定板螺栓口。与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：1、本发明具有密封效果，由于弧形剪切钢棒安放于密封套管中，所以能够具有防尘，耐潮湿，耐腐蚀，满足户外特殊环境使用的特点。2、本发明耗能形式多样化，在地震作用第一阶段剪切碟片耗能，第二阶段记忆合金耗能。第一阶段，依靠搓断弧形剪切钢棒外伸碟片进行耗能，第二阶段，当剪切钢棒外伸碟片发生破坏后，还可依靠拉伸或压缩记忆合金丝圈及记忆合金条进行耗能，防止阻尼器失去耗能效果。 3、本发明可直接安装在梁柱节点处，操作简单，适用范围广，阻尼器结构简单，体积小，不占用过多使用空间，成本低廉。4、适用于多种建筑结构。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国石油大学

成果简介：阻尼板可更换两阶段耗能密封节点阻尼器，包括：复合弹性体和分别固定设置于复合弹性体两端的柱端固定板、梁端固定板；其中，复合弹性体为弧形，柱端固定板与梁端固定板均为矩形钢板，柱端固定板与梁端固定板的矩形钢板四周均设有固定板螺栓口。与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：1、具有密封效果，具有防尘，耐潮湿，耐腐蚀，满足户外特殊环境使用的特点。2、耗能形式多样化，第一阶段，依靠搓断剪切耗能碟片进行耗能，第二阶段，当剪切耗能碟片发生破坏后，还可依靠拉伸或压缩记忆合金丝圈及记忆合金条进行耗能，防止阻尼器失去耗能效果。3、解决了现有阻尼器在地震后，阻尼器将完全破坏，一次性使用，维修费用高，易造成材料的浪费和阻尼器在特殊条件下使用失效且无法适用于多种环境的问题。在地震过后，可打开密封盖板，更换剪切耗能碟片，重复使用，维修费用低，不易造成材料的浪费，符合经济环保可持续的建筑原则。 4、可直接安装在梁柱节点处，操作简单，适用范围广，阻尼器结构简单，体积小，不占用过多使用空间，成本低廉。5、适用于多种建筑结构

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：陶瓷-TiAl微叠层复合材料板材及其制备方法，它涉及一种微叠层复合材料板材及其制备方法。它主要解决了单体TiAl金属间化合物板材的高温强度不足难以满足在800~1000℃工作的航空航天高温部件的使用要求以及解决粉末冶金和铸造等传统方法制备的陶瓷颗粒增强体均匀分布在TiAl基体中的TiAl复合材料板材断裂韧性不足的问题。陶瓷-TiAl微叠层复合材料板由纯Ti箔和陶瓷增强的Al基复合材料箔材交替叠放、轧制及热处理制成。制备方法：一、制备陶瓷增强的Al基复合材料箔材;二、纯Ti箔和陶瓷增强的Al基复合材料箔材交替叠放、轧制;三、反应退火;四、致密化处理;五、高温热处理、均匀化退火。本发明陶瓷-TiAl微叠层复合材料板材用于航空航天机械制造领域。