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成果簡介：目前國內(nèi)外CAE軟件中的建模主要是基于公稱尺寸或設(shè)計尺寸進行的，不包含零件加工誤差、裝配誤差等制造特性，使得仿真結(jié)果與實際運行試驗結(jié)果相差甚遠。針對這一問題，精密微小型制造技術(shù)課題組經(jīng)過近10年的努力，攻克了制造特性參數(shù)化建模、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)傳輸?shù)入y關(guān)，開發(fā)了基于制造特性的機械系統(tǒng)性能仿真軟件，以Pro/E和Ansys為工具，結(jié)合VC及SQLServer實現(xiàn)帶有制造特性的參數(shù)化集成仿真。 項目來源：自行開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：先進制造 應(yīng)用范圍：可應(yīng)用于兵

對于各種顆粒、纖維增強復(fù)合材料，目前主要采用大規(guī)模的宏觀力學(xué)實驗尋找力學(xué)性能變化規(guī)律，進而為提高材料力學(xué)性能提供支持，實驗繁雜，周期長，投入大。采用顯微鏡原位力學(xué)性能測試方法，對復(fù)合材料在各種外力作用下的破壞過程進行細(xì)觀觀測，有助于對填料、纖維的增強效果及其對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響進行研究，進而探尋影響材料力學(xué)性能的主要因素，可大大節(jié)約開發(fā)成本，提高開發(fā)效率。但目前國內(nèi)所具有的細(xì)觀力學(xué)性能觀測條件主要利用帶有原位加載臺的掃描電鏡技術(shù)，該實驗系統(tǒng)成本昂貴，國內(nèi)僅有少數(shù)幾家科研院所擁有此設(shè)備，主要適于科

鎂合金具有質(zhì)量輕、比強度與比剛度高、導(dǎo)熱性好及電磁屏蔽能力強等一系列優(yōu)點，在軌道交通、電子信息、航空航天及國防軍工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。鎂合金產(chǎn)品以鑄造件特別是壓鑄件為主，然而鑄造鎂合金存在晶粒粗大、力學(xué)性能較差、易產(chǎn)生缺陷等缺點，大大限制了鎂合金的應(yīng)用。與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金材料更具發(fā)展前途，通過變形可以生產(chǎn)規(guī)格多樣的板、棒、管、鍛件及型材產(chǎn)品，并且可以通過材料組織的控制和熱處理工藝的應(yīng)用，獲得比鑄造鎂合金材料更高的強度，更好的延展性，從而滿足各種結(jié)構(gòu)件的需要。然而鎂合金具有密排六

抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長的材料的總稱，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類：無機抗菌材料、有機抗菌材料、有機無機復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機抗菌材料進行開發(fā)，將二者優(yōu)勢結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 細(xì)菌是感染疾病和食源性疾病中常見的病原體，特別是在醫(yī)療資源匱乏和公共衛(wèi)生相對差的地區(qū)，細(xì)菌感染己成為近年來主要的健康威脅之一。目前，針對細(xì)菌感染問題的主要處理方法是使用抗生素。但是，近年來由于抗生素的濫用，導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)細(xì)菌耐藥性的增加以及耐藥菌感染的不斷加劇。因此，開發(fā)新型高效的廣譜抗菌材料勢在必行。 抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長的材料的總稱，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類：無機抗菌材料、有機抗菌材料、有機無機復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機抗菌材料進行開發(fā)，將二者優(yōu)勢結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性。

制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨特本征性質(zhì)的石墨烯三維體相材料是材料學(xué)研究中兼具學(xué)術(shù)價值和實用意義的重大挑戰(zhàn)。本項目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成。該材料具有良好的機械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發(fā)射能力，在瓦特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實現(xiàn)有效的直接光驅(qū)動，此現(xiàn)象為國內(nèi)外所首次觀察及報道，為石墨烯帶來了一種激動人心的潛在應(yīng)用價值。上述材料的制備及相關(guān)性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉(zhuǎn)換與存儲等領(lǐng)域的應(yīng)用提供材料支持與相關(guān)理論支撐。 項目特色： 1.制備了基于二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成三維石墨烯體相材料，該材料不僅保留了二維石墨烯材料的本征性質(zhì)， 而且具備優(yōu)良的機械及光電性能。 2. 在國內(nèi)外首次觀察到厘米級尺寸的裸眼可見的宏觀石墨烯樣品，只依靠瓦特級別的光作為單一驅(qū)動源，即可實現(xiàn)較大距離(數(shù)十厘米)的有效的運動，并提出了光致電子發(fā)射驅(qū)動的機理解釋上述三維石墨烯體相材料獨特的光驅(qū)動， 3. 上述材料的制備與性能研究揭示通過有效合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑手段，能夠得到以二維石墨烯作為構(gòu)成單元，并有效保留其獨特二維性質(zhì)和兼具三維宏觀形態(tài)的石墨烯體相材料，此項研究為其它二維材料的開展類似工作并拓展其應(yīng)用提供了范例和思路。 已取得的成果： 項目的標(biāo)志性研究結(jié)果于 2015 年 6 月在線發(fā)表于 NaturePhotonics，并于 2015 年 7 月正式發(fā)表（Nature Photonics, 2015, 9, 471-476）。雜志同期以“Two-dimensional materials: Lift off for graphene”發(fā)表了專題評論。英國著名科普雜志 New Scientist 以“Spacecraft builtfrom graphene could run on nothing but sunlight”為題報道了此研究，指出該成果“再為石墨烯這種優(yōu)良材料增添了一種驚人的性能”。國內(nèi)主要媒體包括人民日報、光明日報、新華網(wǎng)以及多家門戶網(wǎng)站等均對此研究進行了報道，中央電視臺《新聞聯(lián)播》欄目于 2015 年 6 月21 日也對此進行了報道。 市場應(yīng)用前景： 空間飛行器是人類探索宇宙的重要工具，而動力源問題一直羈絆著人類無法走得更遠。目前幾乎所有的航空、航天飛行均采用化學(xué)驅(qū)動，即通過噴射燃燒的化學(xué)物質(zhì)來獲得驅(qū)動力，光直接驅(qū)動飛行是科學(xué)界和航空界多年的夢想。

1.項目背景 化學(xué)反應(yīng)器與精餾裝置是石化生產(chǎn)過程中使用最為廣泛的設(shè)備，也是最主要的耗能單元，反應(yīng)器與精餾塔運行的好壞直接關(guān)系到石油化工企業(yè)的經(jīng)濟效益。反應(yīng)與分離強化過程通常由多個單元耦合聯(lián)接而成，其不僅涉及反應(yīng)與分離能力的協(xié)同機制、多單元組合與系統(tǒng)整體運行效能的關(guān)系，而且強化過程具有強非線性、大滯后和多變量耦合特性，以及經(jīng)濟、環(huán)境與安全等不確定性因素的干擾，都對強化過程的平穩(wěn)操作、協(xié)同調(diào)控與分級優(yōu)化帶來諸多的挑戰(zhàn)。 采用反應(yīng)與精餾強化技術(shù)，通過傳質(zhì)與傳熱的強化、物質(zhì)流與能量流相互耦合，使強化過程具有大幅度提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率或選擇性，降低生產(chǎn)能耗和污染物排放等優(yōu)越性。然而這種集成優(yōu)勢只有在反應(yīng)能力與分離能力動態(tài)協(xié)同作用條件下才能被充分發(fā)揮，而且強化過程具有多穩(wěn)態(tài)、強非線性和多變量強耦合特性，這些都對強化過程的自動控制與優(yōu)化理論提出了新的挑戰(zhàn)。 采用傳統(tǒng)控制模式，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時，很容易引起反應(yīng)與分離能力動態(tài)失調(diào)和工況發(fā)生大范圍波動與偏移，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格和能耗增加等控制難題。因此，在傳統(tǒng)控制模式的基礎(chǔ)上，探索反應(yīng)與精餾強化過程的動態(tài)協(xié)同調(diào)控方法與動態(tài)優(yōu)化理論，對解決集成裝置的平穩(wěn)操作與自動控制難題，切實提高系統(tǒng)運行品質(zhì)，有效降低裝置生產(chǎn)能耗和污染物排放方面具有重要意義 2.項目技術(shù)原理 南京工業(yè)大學(xué)綠色化工研究所，經(jīng)過多年研究發(fā)明了不同工況反應(yīng)與蒸餾集成技術(shù)，可根據(jù)不同體系的特殊要求，實現(xiàn)不同工況反應(yīng)與精餾的最佳匹配，解決了反應(yīng)與蒸餾操作條件必須一致等問題。本項目在對強化過程機理模型、經(jīng)濟穩(wěn)態(tài)優(yōu)化和動態(tài)特性分析的前期研究基礎(chǔ)上，研究反應(yīng)能力與精餾能力的動態(tài)協(xié)同調(diào)控新方法和強化過程的分級優(yōu)化理論，提出反應(yīng)與精餾強化過程一體化設(shè)計思想，對傳統(tǒng)多單元生產(chǎn)過程具有很好的借鑒作用。項目針對反應(yīng)與精餾過程自動控制系統(tǒng)設(shè)計與性能優(yōu)化調(diào)節(jié)方面主要開展以下技術(shù)： （1）反應(yīng)與精餾強化過程多變量自動控制方案的設(shè)計與性能分析 在對反應(yīng)與精餾過程機理建模、經(jīng)濟穩(wěn)態(tài)優(yōu)化設(shè)計和動態(tài)特性分析基礎(chǔ)上，采用穩(wěn)態(tài)增益矩陣和奇異值分析方法，合理選擇過程被控變量和操作變量配對模式，運用傳統(tǒng)控制策略設(shè)計反應(yīng)精餾強化過程多變量自動控制方案，采用ASPEN PLUS流程模擬軟件和ASPEN DYNAMIC模塊進行控制方案的動態(tài)模擬測試，并根據(jù)實際工藝擾動情況，通過在動態(tài)流程模擬系統(tǒng)上分別加入不同幅度和方向的多種擾動和改變系統(tǒng)設(shè)定值，評價傳統(tǒng)控制模式閉環(huán)系統(tǒng)性能，在此基礎(chǔ)上，改進自動控制方案設(shè)計，確保設(shè)計的自動控制方案在實際應(yīng)用中能夠維持平穩(wěn)有效運行。 （2）生產(chǎn)負(fù)荷自動調(diào)節(jié)和優(yōu)化技術(shù)原理 反應(yīng)與精餾過程的生產(chǎn)負(fù)荷經(jīng)常隨著市場需求的變化進行調(diào)整，負(fù)荷的變化將可能引起系統(tǒng)工況的波動，產(chǎn)品質(zhì)量下降，能耗增加等問題，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定而被迫停機。本項目采用設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化、偏差區(qū)域容忍動態(tài)矩陣控制與傳統(tǒng)控制相融合方法，實現(xiàn)反應(yīng)與分離能力動態(tài)協(xié)同調(diào)控；本項目在多變量基礎(chǔ)控制系統(tǒng)上，在關(guān)鍵控制回路增加設(shè)定值智能調(diào)節(jié)模塊和多變量協(xié)調(diào)預(yù)測控制模塊，分別采用設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化、偏差區(qū)域容忍動態(tài)矩陣控制（Error tolerant DMC）與傳統(tǒng)控制相融合方法，實現(xiàn)反應(yīng)能力與分離能力動態(tài)協(xié)同調(diào)控，使系統(tǒng)獲得了良好的跟蹤性能和魯棒性。解決傳統(tǒng)控制模式下擾動引起反應(yīng)與分離動態(tài)失調(diào)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格、能耗和污染物排放增加等控制問題。在多變量協(xié)調(diào)預(yù)測控制模塊設(shè)計中，對于反應(yīng)器出口成分和產(chǎn)品質(zhì)量等不可在線測量的關(guān)鍵變量，采用機理模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒a(chǎn)品成分軟測量模型，實現(xiàn)對產(chǎn)品成分、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率等不可測被控變量的在線估計。 （3）反應(yīng)與精餾強化過程的系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù) 在經(jīng)濟穩(wěn)態(tài)優(yōu)化設(shè)計前期研究基礎(chǔ)上，開展多目標(biāo)多約束動態(tài)優(yōu)化與多變量跟蹤控制相結(jié)合的分級優(yōu)化理論研究。在上層多目標(biāo)多約束的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計中，是以能耗和操作成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，以質(zhì)量、尾氣/廢液排放和過程動態(tài)模型等為約束條件，采用多目標(biāo)優(yōu)化算法對強化過程的關(guān)鍵操作參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化計算，給出工況最優(yōu)調(diào)節(jié)方案。根據(jù)多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化給出的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定值最優(yōu)調(diào)節(jié)方案，采用設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化給出多變量預(yù)測控制的參考軌跡，通過多變量協(xié)調(diào)預(yù)測控制和基礎(chǔ)控制回路的跟蹤調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)輸出快速跟蹤設(shè)定值的最佳操作值，實現(xiàn)工況優(yōu)化與平滑調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)維持高品質(zhì)運行特性，從源頭降低工況大范圍波動和事故發(fā)生的概率。 3.關(guān)鍵技術(shù)路線 項目針對反應(yīng)與精餾過程，融合了化學(xué)工程理論、自動控制理論、智能學(xué)習(xí)算法與計算機模擬技術(shù)，采取理論研究、模擬實驗和工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的技術(shù)路線，如下圖所示。項目分別開展反應(yīng)精餾過程的多變量基礎(chǔ)控制系統(tǒng)設(shè)計、反應(yīng)與分離能力動態(tài)協(xié)同調(diào)控新方法、強化過程分級優(yōu)化理論研究，并將項目成果融合，開展不同工況反應(yīng)與精餾強化過程的一體化工程設(shè)計，研制一套流程模擬綜合實驗平臺，進行模擬驗證和工程應(yīng)用研究。 4.項目技術(shù)特色和創(chuàng)新性 （1）針對反應(yīng)與精餾強化過程，在傳統(tǒng)控制模式下擾動引起反應(yīng)與分離動態(tài)失調(diào)和工況偏移，導(dǎo)致集成優(yōu)勢難以充分發(fā)揮工程問題，項目提出將設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化、偏差區(qū)域容忍動態(tài)矩陣控制、多目標(biāo)多約束動態(tài)優(yōu)化與傳統(tǒng)基礎(chǔ)控制相融合的動態(tài)協(xié)同調(diào)控新方法與分級優(yōu)化理論，在反應(yīng)與分離動態(tài)協(xié)同作用下實現(xiàn)工況的優(yōu)化與平滑調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)維持高品質(zhì)運行特性。 （2）項目沿著學(xué)科交叉與融合方向，將化學(xué)工程理論、自動控制理論、智能學(xué)習(xí)算法與計算機模擬技術(shù)相結(jié)合，提出不同工況反應(yīng)與精餾強化過程流程模擬、控制系統(tǒng)設(shè)計與集成優(yōu)化理論相結(jié)合的一體化工程設(shè)計思想，并在常壓反應(yīng)與減壓精餾集成的甲苯氯化反應(yīng)精餾工業(yè)裝置上進行工程應(yīng)用研究，解決裝置自動控制與平穩(wěn)操作等實際控制問題，發(fā)揮強化過程高轉(zhuǎn)化率/高選擇性、低能耗的集成優(yōu)勢。

儀器概述 　本儀器是根據(jù)石油和石油產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T0109-2004《潤滑脂抗水淋性能測定法》的要求設(shè)計制造的，用于規(guī)定的實驗條件下，在38℃和79℃試驗時來評價潤滑脂抵抗被水沖出軸承能力的新型產(chǎn)品。崇尚國際流行的人性化設(shè)計理念，采用數(shù)字顯示器，簡單明了。浴溫控制精度高，抗干擾能力強，穩(wěn)定可靠。 技術(shù)參數(shù) 1、工作電源：AC 220V±10%;50Hz 2、消耗功 率：600W 3、控溫方式：數(shù)字顯示溫控儀 4、水槽控溫范圍：室溫～100℃，可調(diào) 5、水槽控溫精度：±2℃ 6、溫度傳感器：Pt100(鉑電阻) 7、軸承套轉(zhuǎn)速：600±30r/min 8、噴射口水流速：5±0.5ml/s 9、水槽容量：≥750ml 10、環(huán)境溫度：20～30℃ 11、環(huán)境濕度：≤85% 性能特點 1、本儀器采用電加熱棒加熱方式，加熱速度快。 2、本機按標(biāo)準(zhǔn)來選購球軸承，計時器可精確到0.1S。 3、采用進口溫控儀器，確保試驗所需精度且穩(wěn)定可靠。 4、水浴溫度通過PT100傳感器(電阻測溫包)輸入到溫控器，本傳感器反映靈敏，工作可靠。 5、本儀器壓縮機體積小、質(zhì)量輕、運行穩(wěn)定、無振動，很適合化驗室之用。 網(wǎng)址鏈接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=748  

“火電廠廠級運行性能在線診斷及優(yōu)化控制系統(tǒng)”從火電廠全廠整體綜合優(yōu)化運行的角度出發(fā)，通過對其所屬多臺機組的運行狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)視、經(jīng)濟分析、在線診斷以及優(yōu)化控制，達到穩(wěn)定、節(jié)能的目的。本項目由西安熱工研究院和華北電力大學(xué)共同協(xié)作完成并獲2005中國電力科學(xué)技術(shù)一等獎。 本項目創(chuàng)建了一套完整的技術(shù)體系，包括從全廠整體綜合優(yōu)化運行系統(tǒng)的概念、定位、理論方法、關(guān)鍵技術(shù)到應(yīng)用軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、示范和推廣應(yīng)用。研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的"火電廠廠級運行性能在線診斷及優(yōu)化控制系統(tǒng)"（SIS）。

1.首次得出了天津市區(qū)不同土層的人工凍土的力學(xué)特性指標(biāo)、變形特性指標(biāo)和熱物理特性指標(biāo)及其變化規(guī)律；2.分析研究了人工凍結(jié)過程中溫度場發(fā)展規(guī)律，給出了凍土墻設(shè)計厚度所需的平均凍結(jié)溫度及時間；3.依據(jù)天津地區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特點，確定了天津地區(qū)人工凍土設(shè)計計算方法。