所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介：高压水射流掘进是石油钻井、采矿等行业广泛应用的先进技术。其关健部件螺旋曲面导流叶轮将高压水导向成高压旋转射流，靠集中强大的作用力冲击破坏岩土层结构，形成所孔道。它形状复杂、材料硬度高，采用整体结构，制造相当困难。二、创新点以及主要技术指标：根据螺旋曲面的几何生成原理，采用轮廓生成运动数控电火花成形加工，叶轮加工精度和表面质量主要取决于电极设计和电规准的正确选择。该工艺方法不受叶轮材料硬度限制，可在毛坯热处理后进行，成形精度高，型面精度可达0.03mm，表面质量好，一般无后续工序就可直接装配使用，对提高加工效率、降低制造成本十分有意义。数控电火花轮廓生成加工法，对叶轮具有不同外锥角及螺旋升角，不同叶片厚度等结构性制造难题都能灵活应对，具有加工柔性好，适应面广，程序编制容易，工艺便于操作人员掌握以及电极制备简捷等特点。在叶轮形状、尺寸需要变更或小批量生产、多品种试制时，更显得优势突出。三、应用领域及市场前景：石油钻井、采矿等行业广泛应用，市场前景广泛。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：在工件表面制备具有规则几何造型的微观形貌，即依照阵列排布的微坑或微凸起结构，可显著改善其摩擦性能，延长使用寿命,减少能耗，对提高机械零件摩副性能有明显工程价值，对于节约能源保护环境有着重要的现实意义。采用微细特种加工技术制作微凸起、微坑阵列表面结构，是基于微凸起和微坑的对应几何关系，如采用形状各异的阵列凸电极，依据反拷贝原理以电火花成形加工微坑阵列;或将电极与工件形状的凹凸关系反置，即可在工件型面上直接形成微凸起结构阵列。目前已实现的微凸起、微坑结构，单体尺度为长x宽(或直径)150umx150pm或更小，高度(或深度)30um。形状可为正方形(体)、矩形、形、圆形、锥形、台形等;微结构在某些非金属材料表面也可成形。 特种加工工艺制备微坑或微凸起结构，不受工件材料力学性能、热处理状态限制，形状、尺寸能够精确控制，对于新结构表面技术与材料科学相结合所需要的表面微观结构，是非常重要的有效成形手段。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：基于压电传感器和导波的主动结构健康监测技术具有灵敏度高、监测区域范围大、不依赖于监测对象的力学模型、既适用于复合材料结构也适用于金属材料结构等优点，是众多主动结构健康监测技术中最具应用前景的技术之一，是国内外研究重点。导波主动结构健康监测技术的工作原理是通过辨识结构损伤对导波信号及其特征的改变来实现结构损伤的诊断与评估。 为实现导波主动结构健康监测技术的工程应用，项目组在国家自然基金杰出青年基金/重点项目/面上项目、国家863等国家级量要项目的资助下，研制了系列导波集成主控结构健康监测系统并形成产品，包括工控型、便携型、机载小型化型。系统可实现金属结构和复合材料结构的损伤监测及分析评估,是世界上首套全集成式系统。整套系统集高频高功率导波主动激励、高速低声导波信号采集、压电传感器阵列多通道轮询扫查、结构状态信号分析、损伤特征参数提取及评估等多种功能于一体，可配接大规模压电传感器阵列实现大面积、多部位的结构主动健康监测扫查，能够在线或者商线的提供结构健康状态的变化信息，是一款既适合工业现场应用又适合科学研究的高度集成化的结构健康监测系统。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：基于压电传感器和导波的主动结构健康监测技术具有灵敏度高、监测区域范围大、不依赖于监测对象的力学模型、既适用于复合材料结构也适用于金属材料结构等优点，是众多结构健康监测技术中最具应用前景的技术之一，也是国内外研究重点。基于导波的被动式结构健康监测技术的工作原理是通过获取由于结构遭受摘击产生的冲击响应信号，结合响应的冲击处理与诊断方法，实现冲击源位置、能量及时间历史的诊断与评估。为实现被动式结构健康监测技术的工程应用，项目组在国家自然基金杰出青年基金/重点项目/面上项目、国家 863等国家级重要项目的资助下，研制了系列被动式集成结构健康监测系统并形成产品，包括集成小型化冲击监测系统和微型化数字式冲击区域监测仪。系统可实现金属结构和复合材料结构的冲击在线实时监测与评估。其中，微型化数字式冲击区域监测仪是现有结构健康监测系统中有关被动式冲击监测系统的颠覆性产品，属世界首创。整套系统集压电传感器阵列密通道冲击响应信号获取、冲击响应信号处理与冲击分析诊断于一体，可配接大规模压电传感器阵列实现大面积、多部位的结构冲击的在线实时监测。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介：在多项国家和省部级项目资助下，研制出用于叶轮机叶片优化设计系列软件。优化设计应用最优化控制理论与流场计算机仿真相结合，实现对叶轮机叶片优化设计。近几年，在承担相关研究所、企业科研项目中，该软件系统成功应用于航空发动机压气机/风扇、通风机、冷却风机、风力发电机风力涡轮等多种叶片设计。二、创新点：该系列软件可进行任意回转面二维叶型和三维叶片优化设计;数值最优化模块采用并行遗传算法因此可进行局域网多台计算机或服务器多 CPU并行优化，有效缩短优化时间。三、知识产权及获奖：获省部级科技进步奖。四.应用领域及市场前景：该系列软件可直接应用于高性能民用通风机、鼓风机、压缩机、冷却风机、风力发电机风力涡轮等叶轮机械叶片设计。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介高速开关磁阻电机环境适应性强，具有起动性能好，工作转速稳定，同时，该电机在宽转速范围内都具有良好的出力特性，因此在宽转速范围内皆具有较好的加工能力。二、创新点以及主要技术指标：1.在高速 SRM 结构方面提出一种圆柱凸极复合型转子结构，保持了SRM 凸极转子结构简单、坚固的特点，有效减少电机运行时凸极转子的风阻，同时也有利于转子的散热;2.研制了国内首片 SRM控制的专用集成电路(该芯片的角度控制功能为国际首创)，设计了全新的高速 SRM 控制系统，解决了高速 SRM 的实时角度控制问题，提高了系统的可靠性;3.采用 ASIC+MCU 的控制模式，系统控制电路简单，可靠性高，人机界面友好;4.超高速开关磁阻电机:额定转速 100.000r/min;转速可达130,000r/min;功率 1kW;输入电压 220/380VAC;5.高速开关磁阻主轴电机:调速范围转速 2,000r/min-24,000r/min;转速可达 30,000r/min;功率1.5kW;输入电压220/380VAC。三、知识产权及获奖：1.获国家自然基金资助。2.获得部级科技进步二等奖;获得江苏省科技进步三等奖。3.国家发明专利。四、应用领城及市场前景：可应用于精密机床的高速电主轴电机;电动汽车的驱动主电机;高速泵的驱动电机;航空设备的高速起动/发电机、泵电机、驱动电机等。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介：磁悬浮轴承技术是一种应用转子动力学、机械学、电工电子学、控制工程、磁性材料、测试技术、数字信号处理等综合技术，通过磁场力将转子和轴承分开、实现无接触的新型支承组件。二、创新点以及主要技术指标：1.它具有无机械接触、不需要润滑、寿命长、节能等特点，可在高速、高温、真空环境下应用是典型的高技术产品。2.在流体机械领域，节能显著。以高速离心式鼓风机为例，传统的技术是采用1台感应电机，1台增速箱、2个联轴器、5对机械轴承，此传动系统效率较低。基于磁悬浮轴承技术的高速离心式鼓风机将高速永磁电机和风机的叶轮直接集成在磁悬浮轴承的转轴上，不需要增速箱和联轴器，只需要1 对磁悬浮轴承，可节能12-15%。三、应用领域及市场前景：在此基础上做进一步推广，可在高速与超高速加工机床用主轴、高速离心压缩机、高速水泵、透平膨胀机、分子涡流泵、汽轮发电机等大型旋转机械上广泛应用。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：磁流变阻尼器是一种新型主动智能减振装置，其工作原理是通过改变阻尼器内部磁场的强弱来控制输出阻尼力的大小，具有阻尼力连续可调，宽频减振效果好，能耗小、响应速度快(毫秒级内)性能稳定、结构简单、寿命长等优点。项目组根据磁流变阻尼器的多个应用领域和实际应用情况，开发了不同种类的磁流变阻尼器产品。产品包括:挤压式磁流变阻尼器、剪切阀式磁流变阻尼器、转子振动控制磁流变阻尼器、轨道车辆/汽车悬架系统用磁流变阻尼器，此外，开展了磁流变阻尼器应用于精密平台减振以及将磁流变阻尼器应用于直升机“地面共振”的研究。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介 基于机器视觉的刀具磨损检测技术通过在线或离线的监测，在设定加工时间外延长刀具实际使用时间，在设定时间内及时发现破损刀具避免次品产生。在二维检测方面主要利用刀具的磨损区域在空间某方向上的投影是封闭的，跟踪检测出其边缘即可得到区域几何参数。 二、创新点 1.该检测技术可以大幅提高测量精度、提高工厂自动化程度。2.通过一种窗口跟踪算法来完成刀具磨损区域边缘的检测，对损边缘的测量可精确到像素，且处理算法仅在图像中的局部区域进行可以避开多数的图像噪声，具有较强的鲁棒性。3.需处理的数据量大大减少，提高了处理效率，对各种磨损形式均具有较强的包容性。 三、应用领域及市场前景 可以应用于生产现场的快速检测。利用景深合成技术实现对刀具磨损的精确描述，为研究刀具磨损提供了方便快捷的测量手段。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：采用永磁同步电机构成的无刷直流电动机系统、同服电动机系统。本团队研究永磁同步电动机及其控制技术十多年，研制成功的永磁无刷直流电动机系统已应用于舰船、航天等领域。可根据企业需求合作研发各种规格的永磁无刷直流电动机、永磁同步同服电动机及其控制器。创新点以及主要技术指标：永磁同步电机相对于其它电机，具有突出的优点。它既具有交流电机功率密度高、结构简单、维护方便的优点，又具有传统直流电机运行效率高、调速性能好的优点，因此，在航空、家电、汽车、电力推进等领域应用广泛，并具有较好的发展前景。 永磁同步电动机本体可采用梯形波磁场与正弦波磁场，前者采用矩形波电流供电，用作无刷直流电动机;后者采用正弦波电流供电，用作同服电动机。两种电动机均可采用有位置传感器运行，或者无位置传感器运行。 三、知识产权及获奖1.获江苏省高技术项目资助;2.拥有多项发明专利。 四、应用领域及市场前景：应用于工业、民用、航空、汽车等需要高性能电力驱动的场合。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：电励磁双凸极电机定转子外形与开关磁阻电机相似，为双凸极结构，定子上套有集中电枢统组和励磁绕组，转子上无绕组，定子和转子铁心由硅钢片迭压而成。电励磁双凸极电机发电运行时，仅用三相整流桥，不需要位置传感器和可控变流器，调节励磁电流即可调压，发电机的结构及其控制系统非常简单、成本低、可靠性高。电励磁双凸极电机与二极管整流器组合可构成目前世界上最简单的无刷直流发电系统，该新型发电机同时具备电励磁同步电机控制简单与开关磁阻电机结构简单、适合高速、高温运行的优点。电励磁双凸极电机可以有两相、三相、四相或多相等多种型式。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：太阳能硅片多线切割机是一种大型、复杂、精密的核心光伏制造装备。目前，国外已能采用多线切割的方法生产出面积较大而又较薄的硅片(300mmx300mm)，但由于仍属于非刚性切割，在切割过程中切割线必然产生变形从而不断产生瞬间的冲击作用，要使目前的大尺寸硅片厚度和切割损耗进一步降低，实现低成本高效切割，技术难度相当大。因此，针对现阶段国内外晶硅太阳能电池的制造技术瓶颈，寻求解决降低成本和提高光电转换效率的有效方法和途径。2009年，南京航空航天大学基于硅片磨削/电解多线切割原理，发明一种低宏观切削力、少机械损伤的太阳能硅片电磨削多线切割新方法。从太阳能级晶硅表面能带结构、载流子扩散方式及料滚动切割特性入手掌握了硅片的机械磨削复合微区电化学钝化(或腐蚀)材料去除和绒面形成机制，建立了全新的太阳能硅片高效低成本加工体系。采用较低电导率的水性切削液，外加低压连续(或脉冲)直流电源，基于机械磨削和电解复合加工原理，降低宏观切削力，实现大尺寸超薄硅片的磨削/电解复合多线切割，从而满足光伏产业的生产工艺需求。