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項(xiàng)目成果/簡介:長牡蠣“海大1號”是我國培育的第一個(gè)牡蠣新品種，填補(bǔ)了我國牡蠣良種培育的空白。中國海洋大學(xué)自2006年在國內(nèi)率先開始了長牡蠣快速生長系的選擇育種，以山東乳山海區(qū)自然采苗養(yǎng)殖的長牡蠣為基礎(chǔ)群體，基于群體選育、輔以分子標(biāo)記輔助育種，采用有效繁殖親本數(shù)量控制、選育群體世代遺傳參數(shù)與選擇效應(yīng)評估以及選育世代遺傳多樣性監(jiān)測等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過連續(xù)6代成功培育出長牡蠣“海大1號”新品種。該新品種具有生長速度快、殼型規(guī)則等特性，目前在山東、遼寧、江蘇等地養(yǎng)殖面積超過20萬畝，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，有力推動(dòng)了我國牡蠣養(yǎng)殖業(yè)的良種化進(jìn)程。長牡蠣“海大2號” 新品種是中國海洋大學(xué)繼培育我國第一個(gè)生長性狀優(yōu)良的長牡蠣“海大1號”新品種的基礎(chǔ)上培育的長牡蠣第二個(gè)新品種。長牡蠣“海大2號” 新品種是以金黃殼色和生長速度作為選育目標(biāo)性狀，采用家系選育和群體選育相結(jié)合的混合選育技術(shù)，輔以分子標(biāo)記輔助育種，經(jīng)過4代培育而成。該新品種體重和出肉率可分別提高38%和25%以上，左右殼和外套膜均為色澤亮麗的金黃色（養(yǎng)殖戶喜稱“金牡蠣”“金蠔”），在北方沿海進(jìn)行了示范養(yǎng)殖，深受育苗企業(yè)和廣大養(yǎng)殖戶的喜愛，大大提高了我國養(yǎng)殖牡蠣的品質(zhì)和檔次。長牡蠣“海大3號”新品種是以2010年從山東沿海長牡蠣野生群體中篩選出的左殼為黑色的個(gè)體為基礎(chǔ)群體，以殼黑色和生長速度為目標(biāo)性狀，采用家系選育和群體選育相結(jié)合的混合選育技術(shù)，經(jīng)連續(xù)6代選育而成。在相同養(yǎng)殖條件下，與未經(jīng)選育的長牡蠣相比，10月齡貝殼高平均提高9%，軟體部重平均提高64.5%，左右殼和外套膜均為黑色，黑色性狀比例達(dá)100%。適宜在山東和遼寧人工可控的海水水體中養(yǎng)殖。項(xiàng)目階段:工業(yè)化生產(chǎn)階段效益分析:牡蠣是世界上養(yǎng)殖產(chǎn)量最大的海水養(yǎng)殖種類，世界年產(chǎn)量為400多萬噸，產(chǎn)值近40億美元，也是消費(fèi)量最多的貝類產(chǎn)品。我國是牡蠣的故鄉(xiāng)，牡蠣居我國四大經(jīng)濟(jì)貝類之首，年產(chǎn)量480多萬噸，占世界牡蠣產(chǎn)量的4/5。我國牡蠣產(chǎn)量雖然很大，但產(chǎn)值僅占世界的1/4左右。在我國牡蠣價(jià)格僅為2-4元/kg，而在美國和歐盟國家的牡蠣價(jià)格卻高達(dá)1~2 美元/個(gè)。雖然國外牡蠣價(jià)格昂貴，但我國每年卻要從美國、澳大利亞等國家進(jìn)口大量的牡蠣，來滿足各大城市高檔市場的需求。長牡蠣“海大1號”、“海大2號”和“海大3號”新品種品質(zhì)優(yōu)良，可作為進(jìn)口牡蠣的替代產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景。預(yù)期投資500萬元，養(yǎng)殖規(guī)模2000畝，產(chǎn)值2000~3000萬元。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權(quán)知識產(chǎn)權(quán)編號:GS-01-005-2013 GS-01-007-2016 ZL201410120162.9 GS-01-007-2018技術(shù)成熟度:通過中試技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

長牡蠣“海大1號”是我國培育的第一個(gè)牡蠣新品種，填補(bǔ)了我國牡蠣良種培育的空白。中國海洋大學(xué)自2006年在國內(nèi)率先開始了長牡蠣快速生長系的選擇育種，以山東乳山海區(qū)自然采苗養(yǎng)殖的長牡蠣為基礎(chǔ)群體，基于群體選育、輔以分子標(biāo)記輔助育種，采用有效繁殖親本數(shù)量控制、選育群體世代遺傳參數(shù)與選擇效應(yīng)評估以及選育世代遺傳多樣性監(jiān)測等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過連續(xù)6代成功培育出長牡蠣“海大1號”新品種。該新品種具有生長速度快、殼型規(guī)則等特性，目前在山東、遼寧、江蘇等地養(yǎng)殖面積超過20萬畝，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，有力推動(dòng)了我國牡蠣養(yǎng)殖業(yè)的良種化進(jìn)程。 長牡蠣“海大2號” 新品種是中國海洋大學(xué)繼培育我國第一個(gè)生長性狀優(yōu)良的長牡蠣“海大1號”新品種的基礎(chǔ)上培育的長牡蠣第二個(gè)新品種。長牡蠣“海大2號” 新品種是以金黃殼色和生長速度作為選育目標(biāo)性狀，采用家系選育和群體選育相結(jié)合的混合選育技術(shù)，輔以分子標(biāo)記輔助育種，經(jīng)過4代培育而成。該新品種體重和出肉率可分別提高38%和25%以上，左右殼和外套膜均為色澤亮麗的金黃色（養(yǎng)殖戶喜稱“金牡蠣”“金蠔”），在北方沿海進(jìn)行了示范養(yǎng)殖，深受育苗企業(yè)和廣大養(yǎng)殖戶的喜愛，大大提高了我國養(yǎng)殖牡蠣的品質(zhì)和檔次。 長牡蠣“海大3號”新品種是以2010年從山東沿海長牡蠣野生群體中篩選出的左殼為黑色的個(gè)體為基礎(chǔ)群體，以殼黑色和生長速度為目標(biāo)性狀，采用家系選育和群體選育相結(jié)合的混合選育技術(shù)，經(jīng)連續(xù)6代選育而成。在相同養(yǎng)殖條件下，與未經(jīng)選育的長牡蠣相比，10月齡貝殼高平均提高9%，軟體部重平均提高64.5%，左右殼和外套膜均為黑色，黑色性狀比例達(dá)100%。適宜在山東和遼寧人工可控的海水水體中養(yǎng)殖。

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本發(fā)明公開了一種注塑機(jī)開模路徑優(yōu)化方法，包括以下步驟： 根據(jù)模具參數(shù)及開模工藝參數(shù)進(jìn)行開模路徑規(guī)劃；根據(jù)規(guī)劃的開模路 徑進(jìn)行開模動(dòng)作，獲得開模結(jié)果數(shù)據(jù)；計(jì)算開模誤差，判斷開模誤差 是否在設(shè)定誤差范圍內(nèi)，如是，則優(yōu)化結(jié)束，如否，則通過迭代學(xué)習(xí) 方法對開模路徑進(jìn)行重新規(guī)劃；通過多次開模及路徑優(yōu)化，直至開模 誤差小于設(shè)定誤差允許范圍，優(yōu)化過程結(jié)束，并保存開模控制參數(shù)。 通過本發(fā)明，在注塑機(jī)更換新的模具后，能夠在不需要人工調(diào)

零件與模具的無模直接制造方法，屬于零件快速制造方法，步驟為：(1)設(shè)計(jì)零件的三維 CAD 模型；(2)對三維 CAD 模型進(jìn)行切片處理；(3)根據(jù)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑規(guī)劃，生成每層成形的數(shù)控代碼；(4)采用數(shù)控等離子熔積噴槍，將合金、金屬間化合物、金屬陶瓷或陶瓷的絲材或粉末，在基板上按照每層數(shù)控代碼熔積成形；(5)熔積成形過程中，將等離子弧與激光復(fù)合；(6)按照上述步驟逐層熔積成形，直至達(dá)到零件尺寸形狀的要求。本發(fā)明保持等離子成形成本低、效率高，成形體易于達(dá)到滿密度的優(yōu)點(diǎn)，僅附加小功率激光，成本低于激光

新型電力系統(tǒng)仿真分析、測試驗(yàn)證。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 隨著“雙碳目標(biāo)”國家能源戰(zhàn)略的確定和新型電力系統(tǒng)概念的提出，我國能源轉(zhuǎn)型力度持續(xù)加大，逐步形成了大量新能源接入電力系統(tǒng)的局面。由于風(fēng)能、太陽能等新能源與常規(guī)能源稟性差別很大，其并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有顯著不確定性、波動(dòng)性和機(jī)械慣量缺失等特點(diǎn)。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補(bǔ)的綜合能源、各類大規(guī)模儲能電站、各種通信及自動(dòng)化新技術(shù)裝置等因素使得新型電力系統(tǒng)組成要素愈加復(fù)雜，動(dòng)態(tài)特性蘊(yùn)含諸多未知，造成系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝備制造、系統(tǒng)集成和運(yùn)行控制等都面臨史無前例的挑戰(zhàn)。目前，電力科研院所、規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、裝備制造廠家、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等對新型電力系統(tǒng)開展仿真分析、測試驗(yàn)證的需求很大、很迫切。同時(shí)看到，新型電力系統(tǒng)的這些新型場景對仿真技術(shù)要求苛刻，門檻很高。 1）新型電力系統(tǒng)需要精細(xì)化動(dòng)態(tài)模擬。人們對新型電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的認(rèn)識還不夠深入，無論是基礎(chǔ)理論層面還是工程技術(shù)層面還處于廣泛討論、觀點(diǎn)碰撞或局部示范試驗(yàn)階段。然而，電力設(shè)施的新技術(shù)路線試錯(cuò)成本極高，不太可能對所有備選方案和技術(shù)選項(xiàng)都逐一示范。因此，開展大量深入的仿真研究是推進(jìn)新型電力系統(tǒng)實(shí)施的必要手段。對于新型電力系統(tǒng)，需要深入開展仿真研究的領(lǐng)域包括：①新型電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究；②新能源接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)； ③ 新能源電網(wǎng)保護(hù)與自動(dòng)化技術(shù)； ④源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制與優(yōu)化調(diào)度；⑤新型配電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析與控制；⑥人工智能等新技術(shù)對新型電力系統(tǒng)的支撐。 2）新能源基地并網(wǎng)需要做穩(wěn)定性評估。大規(guī)模陸上及海上風(fēng)電集中接入局部電網(wǎng)有可能引發(fā)次/超同步振蕩、寬頻諧波諧振等電網(wǎng)安全穩(wěn)定性問題，需要對這些問題進(jìn)行機(jī)理及應(yīng)對策略分析。所以需要對包含多類型新能源裝備的局部電網(wǎng)做精細(xì)化動(dòng)模仿真測試。然而，百千臺級風(fēng)光機(jī)組電磁暫態(tài)詳細(xì)建模與仿真是一個(gè)卡脖子難題。 3）軟、硬件在環(huán)仿真是必要的。新能源及儲能電站的電力電子變流器控制及保護(hù)策略是廠家核心機(jī)密，對外不公開。由于控保策略對裝置外特性及其接入系統(tǒng)的響應(yīng)特性有重要影響，故需要分析內(nèi)部核心控保策略。需要將新能源及儲能控制器實(shí)物或黑盒模型接入測試平臺開展動(dòng)模仿真，以對其多時(shí)間尺度動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行精細(xì)化分析。軟、硬件在環(huán)試驗(yàn)對仿真平臺提出了更高要求。 4）超大規(guī)模儲能電站的仿真難度大。①單個(gè)儲能機(jī)組的設(shè)備形態(tài)發(fā)生改變，從兩/三電平變流器向模塊化多電平變流器（MMC）的復(fù)雜結(jié)構(gòu)演變，甚至采用儲能跟變流器集成，故需要對這種復(fù)雜新形態(tài)做精細(xì)化測試驗(yàn)證。②超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲能電站包含較多并聯(lián)儲能單元或者儲能機(jī)組，吉瓦時(shí)級儲能電站，需上百臺機(jī)組并聯(lián)。另外，儲能變流器的控制策略正從電流源型向電壓源型轉(zhuǎn)變，控制策略趨于復(fù)雜化，故需要大量的儲能變流器的控制裝置接入測試平臺，才能對實(shí)現(xiàn)對儲能單機(jī)以及多機(jī)之間協(xié)調(diào)控制性能測試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲能電站的精細(xì)化仿真。 5）現(xiàn)代直流輸電控制與保護(hù)測試提出更高要求。超/特高壓直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用于新能源基地外送的控制保護(hù)策略及其硬件在環(huán)試驗(yàn)對實(shí)時(shí)仿真平臺硬件資源要求苛刻，既要對直流輸電系統(tǒng)建模，又要對新能源基地建模，應(yīng)用場景的復(fù)雜性對仿真平臺要求更高。 1 技術(shù)分析（創(chuàng)新性、先進(jìn)性、獨(dú)占性） 1.1 國產(chǎn)化實(shí)時(shí)仿真技術(shù)現(xiàn)狀 實(shí)時(shí)仿真是指仿真模型執(zhí)行進(jìn)度與系統(tǒng)時(shí)鐘完全同步的一類仿真，具備這種特性的仿真裝置稱為實(shí)時(shí)仿真器。新型電力系統(tǒng)的認(rèn)知、試驗(yàn)、生產(chǎn)、培訓(xùn)需求快速增長，形成了實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域巨大潛在市場。但目前RTDS、RT-LAB等進(jìn)口設(shè)備依舊壟斷市場，對于大規(guī)模新能源場站、縣域規(guī)模萬節(jié)點(diǎn)級電力系統(tǒng)、多端特高壓直流輸電等應(yīng)用場景電磁暫態(tài)仿真，所需的仿真資源巨大，平臺造價(jià)極高。且關(guān)鍵核心技術(shù)處于卡脖子狀態(tài)，平臺應(yīng)用的靈活性和開放性受到很大限制。只有開發(fā)和推廣國產(chǎn)化實(shí)時(shí)仿真技術(shù)才能為順利推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中的研究和生產(chǎn)提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP與進(jìn)口設(shè)備的對比試驗(yàn)  為了實(shí)現(xiàn)電力實(shí)時(shí)仿真器的國產(chǎn)化替代，徹底解決電力實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域的技術(shù)“卡脖子”問題，國產(chǎn)實(shí)時(shí)仿真器UREP需要與國際主流技術(shù)進(jìn)行對比，力求達(dá)到甚至超過目前世界最先進(jìn)的技術(shù)。對標(biāo)對象為行業(yè)公認(rèn)的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真儀（RTDS）和行業(yè)廣泛使用的RTLAB，以上兩款設(shè)備均為加拿大生產(chǎn)。對比試驗(yàn)方案如圖1-1所示。制定標(biāo)準(zhǔn)（典型）測試算例，分別在UREP、RTDS和RTLAB環(huán)境下搭建測試算例的仿真模型，在完全相同的測試條件和試驗(yàn)內(nèi)容下得到各種仿真器的仿真結(jié)果，比較仿真結(jié)果的一致性。同時(shí)比對仿真規(guī)模、建模效率和編譯時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)。             圖1-1  國產(chǎn)UREP與進(jìn)口設(shè)備對標(biāo)方案 1.2.1電氣網(wǎng)絡(luò)仿真對比    圖1-2表示了一個(gè)多支路網(wǎng)絡(luò)，基于圖1-1中三種仿真器搭建該模型，通過不斷增加支路數(shù)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，直到仿真器過載，得到仿真器的算力極限。         圖1-2  多支路電氣網(wǎng)絡(luò) 在50us仿真步長下，對于圖1-2案例RTLAB最大仿真規(guī)模為78個(gè) 三相節(jié)點(diǎn)，UREP也為78個(gè) 三相節(jié)點(diǎn)，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為3分52秒，UREP編譯時(shí)間為1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      圖1-3  基于RTDS的仿真模型  當(dāng)基于RTDS建模時(shí)，如圖2-5，每塊PB5最多允許24個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)基于NovaCor建模時(shí)，在超大步長150us下可以達(dá)到100節(jié)點(diǎn)，在50us步長下仿真規(guī)模未知。 2.2.2 雙饋風(fēng)機(jī)仿真對比   雙饋風(fēng)機(jī)含有電機(jī)、傳動(dòng)鏈、電力電子變流器和控制系統(tǒng)，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步長下，對于如圖1-4案例，RTLAB最大仿真規(guī)模為6臺，UREP也為6臺，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為7分0秒，UREP編譯時(shí)間為2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                圖1-4  雙饋風(fēng)機(jī)測試案例 2.2.3 直流輸電仿真對比   直流輸電是最復(fù)雜的電力電子裝備，有換流閥、閥控制器、極控制器、站控制器等一次和二次系統(tǒng)，是實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域的難點(diǎn)，也是檢驗(yàn)仿真器能力的試金石。圖1-5是雙端單極直流輸電系統(tǒng)測試用例，每端包含2個(gè)六脈波橋，控制保護(hù)包括了閥控、極控和主控模型，封裝于藍(lán)色模塊內(nèi)。   圖1-5 雙端單極直流輸電系統(tǒng)測試用例 將圖1-5所示算例分別在RTLAB和UREP中建模運(yùn)行，在單核可用資源下，若仿真對象為電氣主系統(tǒng)和控制保護(hù)組成的整個(gè)系統(tǒng)，則RTLAB過載，UREP也過載。若仿真對象僅為電氣主系統(tǒng)（即雙側(cè)電源、交直流濾波器和4個(gè)6脈波橋），則RTLAB和UREP均不過載。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為3分40秒，UREP編譯時(shí)間為1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步發(fā)電機(jī)組仿真對比    同步發(fā)電機(jī)目前仍是電力系統(tǒng)主力電源，是電力系統(tǒng)的主要仿真對象。同步發(fā)電機(jī)組模型包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及升壓變。搭建多臺同步電機(jī)并列運(yùn)行算例，如圖1-6所示。   圖1-6  同步電機(jī)并列運(yùn)行算例 在50us仿真步長下，對于圖1-6案例RTLAB最大仿真規(guī)模為11臺，UREP為13臺。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為3分51秒，UREP編譯時(shí)間為1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步長對比 基于CPU的最小仿真步長能夠體現(xiàn)仿真計(jì)算時(shí)間的抖動(dòng)問題，抖動(dòng)越小，允許的仿真步長就越小。因此，通過比較最小仿真步長，也可以反映仿真器的計(jì)算性能。仿真對象采用單臺雙饋風(fēng)機(jī)，模型包括風(fēng)力機(jī)、繞線異步電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器、主動(dòng)系統(tǒng)、所接入的配電網(wǎng)等元素，如圖1-7所示。             圖1-7  測試最小步長算例 經(jīng)測試，RTLAB最小仿真步長為24us，UREP最小仿真步長為20us。可見，UREP具有更小的仿真抖動(dòng)。 2.2.6 仿真精度對比 為了驗(yàn)證國產(chǎn)UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉對比驗(yàn)證方法說明UREP的仿真精度。電力系統(tǒng)仿真包括電磁暫態(tài)和機(jī)電暫態(tài)，因此，從電磁暫態(tài)和機(jī)電暫態(tài)兩個(gè)方面進(jìn)行對比，同時(shí)考慮各種應(yīng)用場景，以覆蓋各種情形。電磁暫態(tài)檢測案例的電網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1-8所示。 圖1-8 電磁暫態(tài)檢測使用案例 無窮大電源電壓等級為110kV，頻率為50Hz，系統(tǒng)內(nèi)阻抗為；L1、L3線路阻抗為，L2、L4線路阻抗為， T1、T2兩變壓器的額定容量均為，短路電壓，空載損耗，空載電流，短路損耗，變比，高低壓繞組均為Y形聯(lián)結(jié)；假設(shè)系統(tǒng)A1、B1、A、B處供電負(fù)荷為(5+j1)MVA，C1和C處供電負(fù)荷為1+j0.1MVA。UREP建模如圖1-9所示。   圖1-9 電磁暫態(tài)檢測案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立電磁暫態(tài)案例的仿真模型如圖1-10所示，其電壓過零點(diǎn)短路控制如圖1-10所示。   圖1-10  RTDS仿真模型   圖1-11  RTDS電壓過零點(diǎn)短路控制結(jié)構(gòu) 對上述模型，分別使用UREP和RTDS進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，仿真時(shí)間為0.2s，短路故障發(fā)生在0.06s-0.16s之間，仿真步長為100微秒，橫軸表示在0.2s時(shí)間內(nèi)仿真采樣點(diǎn)數(shù)，縱軸表示母線電壓、電流，單位分別為V、A。在母線A點(diǎn)處發(fā)生三相短路，短路前后及短路期間的三相電壓波形如圖16-7。為了顯示細(xì)微之處，將圖1-12局部放大后，如圖1-13。   圖1-12  A點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)三相電壓波形   圖1-13  A點(diǎn)處發(fā)生三相短路時(shí)三相電壓波形局部放大 點(diǎn)劃線為RTDS仿真結(jié)果，虛線為UREP仿真結(jié)果。可以看出，兩種仿真結(jié)果高度重合，表現(xiàn)出電磁暫態(tài)仿真結(jié)果的高度一致。電磁暫態(tài)過程除了表現(xiàn)在電壓動(dòng)態(tài)還表現(xiàn)在電流動(dòng)態(tài)，短路前后及短路期間的三相短路電流波形如圖1-14。   圖1-14 A點(diǎn)處發(fā)生三相短路時(shí)三相電流波形 圖1-15  A點(diǎn)處發(fā)生三相短路時(shí)三相電流波形局部放大圖 1.3  對標(biāo)結(jié)論 （1）在內(nèi)核資源完全等同條件下，國產(chǎn)UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即內(nèi)核授權(quán)數(shù)相同條件下，具有相同的仿真規(guī)模。 （2）國產(chǎn)UREP的建模效率和編譯速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于RTLAB。小規(guī)模場景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大規(guī)模場景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真對象完全相同的條件下，國產(chǎn)UREP和RTDS的電磁暫態(tài)仿真結(jié)果完全相同，二者交叉對比沒有差別。

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，完成注塑模具的并行設(shè)計(jì)。通過智能化提示，進(jìn)行參數(shù)化繪圖，自動(dòng)生成三維模型，并由三維模型直接或通過標(biāo)準(zhǔn)的IGES格式轉(zhuǎn)換進(jìn)入不同系統(tǒng)的CAM模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造信息共享，達(dá)到CAD/CAM一體化。提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)制造周期。

本研究針對復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機(jī)制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 鑄造是我國裝備制造的基礎(chǔ)工藝，無論是農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、汽車、船舶，還是航空航天以及國防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展都離不開鑄件。我國現(xiàn)已成為世界鑄件生產(chǎn)大國，2020年我國各類鑄件總產(chǎn)量達(dá)到5195萬噸，較2019年同比增長6.6%，約占世界總產(chǎn)量45%，位居世界第一位。 鑄造主要有砂型鑄造、金屬型鑄造和特種鑄造等，砂型鑄造由于其原材料來源廣泛、成本低、鑄型制造簡便以及應(yīng)用合金種類多等優(yōu)點(diǎn)，世界上80%的鑄件都是采用砂型鑄造。對于砂型鑄造工藝來說，模樣、芯盒等模具的設(shè)計(jì)制造是非常復(fù)雜并且耗時(shí)的過程，該過程首先需要根據(jù)鑄造方案進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，然后通過翻模制作砂型和砂芯，之后再將制作好的砂型和砂芯經(jīng)過組芯、合箱以及澆鑄從而完成金屬毛坯的制造。而高性能復(fù)雜整體金屬結(jié)構(gòu)件又是航空航天、國防軍工、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備的核心組成部分。因此構(gòu)件的短流程、高精密、高性能制造是實(shí)現(xiàn)我國高端裝備自主研發(fā)及制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 傳統(tǒng)的金屬成形如模具鑄造、模壓鍛造等需要木模、金屬模的成形工藝，存在工序多、流程長、形性精確控制難等世界性難題，無法滿足多品種、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研發(fā)新型精密成形基礎(chǔ)前沿機(jī)制與方法。本項(xiàng)目將構(gòu)建數(shù)字化精密成形理論體系，涵蓋數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形和數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合鑄型等兩方面，突破了復(fù)雜整體構(gòu)件高效率、高性能、高精度無模成形技術(shù)，變革了采用模具造型的傳統(tǒng)砂型鑄造和模壓鍛造生產(chǎn)模式，推動(dòng)傳統(tǒng)金屬成形模式的創(chuàng)新發(fā)展。 復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機(jī)制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。揭示了擠壓工藝對砂型透氣性、砂型強(qiáng)度等性能的影響規(guī)律，發(fā)明了梯度緊實(shí)的柔性擠壓成形方法，實(shí)現(xiàn)了砂型/芯梯度緊實(shí)柔性擠壓近成形。 復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對傳統(tǒng)單一鑄型對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大、鑄件形性調(diào)控難、尺寸精度差等難題，提出了多材質(zhì)復(fù)合鑄型技術(shù)及與鑄件相匹配的多材質(zhì)復(fù)合鑄型及其坎合組裝方法，通過建立多材質(zhì)復(fù)合鑄型與高性能鑄件一體化精確鑄造成形的計(jì)算分析模型，構(gòu)建了多材質(zhì)復(fù)合鑄型的調(diào)控原理與方法。揭示了多材質(zhì)復(fù)合鑄型對鑄件溫度場、微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，研制出石英砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂等構(gòu)成的形性可控鑄型材料配方，實(shí)現(xiàn)了鑄型透氣性、固化強(qiáng)度、切削性能的協(xié)同調(diào)控。研究了傳統(tǒng)鑄型與復(fù)合鑄型的凝固溫度曲線，對比了不同工藝所制鑄件的強(qiáng)度，掌握了各鑄型單元的熱力學(xué)參數(shù)及型砂種類對鑄件性能的影響規(guī)律，揭示了金屬液與不同鑄型間的熱力耦合作用機(jī)理。 三、創(chuàng)新點(diǎn)及主要技術(shù)指標(biāo) 1.復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究揭示了砂粒移位、橋連斷裂、空穴彌合的砂型/芯切削機(jī)理，建立了非均質(zhì)離散體砂型切削模型，發(fā)明了一種切削排砂一體化的無模鑄型數(shù)字化快速制造方法，實(shí)現(xiàn)了高精高效制造，鑄件制造周期縮短50%以上，成本降低30%以上。 2.復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究實(shí)現(xiàn)了對鑄件充型凝固過程的精確調(diào)控，提高了復(fù)雜鑄件內(nèi)在質(zhì)量與外在精度，實(shí)現(xiàn)了鑄件性能主動(dòng)精確調(diào)控，使鑄件廢品率從5%～10%降至2%～4%，減重10%～20%。 四、知識產(chǎn)權(quán)及獲獎(jiǎng)（成果基礎(chǔ)） 知識產(chǎn)權(quán)情況： 成果獲授權(quán)發(fā)明專利46件，其中美日等國際發(fā)明專利18件；軟件著作權(quán)12件；起草制定國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范14項(xiàng)；出版專著《無模鑄造》（機(jī)械工業(yè)出版社，2017）。成果入選并被列為國家工信部《機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》（工信部規(guī)[2011]509號）中“50項(xiàng)推廣應(yīng)用的先進(jìn)綠色制造工藝”的首項(xiàng)技術(shù)。 獲獎(jiǎng)情況： 2020年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)； 2018年中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)； 2017年國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)； 2016年中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)； 2016年中國專利金獎(jiǎng)； 2014年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)； 2012年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)； 2011年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 五、成果圖片

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，完成注塑模具的并行設(shè)計(jì)。通過智能化提示，進(jìn)行參數(shù)化繪圖，自動(dòng)生成三維模型，并由三維模型直接或通過標(biāo)準(zhǔn)的 IGES 格式轉(zhuǎn)換進(jìn)入不同系統(tǒng)的 CAM 模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造信息共享，達(dá)到 CAD/CAM 一體化。提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)制造周期。