哈尔滨工业大学科技成果汇编.docx

《哈尔滨工业大学科技成果汇编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈尔滨工业大学科技成果汇编.docx（186页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、目 录航天学院1 .特种复合材料高压气瓶制造技术2 .基于填料网络理论的填充橡胶疲劳特性研究3 .高品质碳氮化钛超细粉的低成本制备技术4 .氮化物基复合陶瓷特种热电偶保护管低成本制备技术5 .张弦梁桁架吊挂轻型组合楼盖结构材料学院6 . TIG焊活性剂7 .高热裂敏感金属薄板焊接热裂与变形的控制研究8 .材料及焊接结构的尺寸不稳定性9 .铝合金预拉伸板的残余应力研究10 .陶瓷颗粒增强的复合钎料技术11 .随焊冲击碾压控制焊接应力变形技术12 .九自由度弧焊机器人系统13 .激光扫描视觉焊缝跟踪传感器14 .弧焊机器人离线编程软件15 .计算机辅助焊接工艺优化设计软件系统16 .激光一TIG电

2、弧复合热源焊接技术17 .轻量化、高刚度复杂结构激光焊接技术18 .焊接参数在线检测系统19 .铝、镁合金变极性TIG/PAW焊接工艺及设备20 .点焊焊点质量实时成像自动检测与缺陷识别21 .异种金属扩散连接技术研究22 .陶瓷与金属连接技术研究23 .镁合金先进焊接技术与产业化研究24 .铝合金的搅拌摩擦焊技术研究25 .硬质合金木工刀具的焊接技术26 .铁路甫型钢轨与高镒钢辙叉焊接技术27 .扁平形焊条系列产品28 .离子束熔-喷新技术29 . 3. 5m大直径金刚石基体锯片拼装焊接技术30 .小型管状药芯焊丝生产设备及制丝技术31 .全方位离子注入技术32 . W-Cu粉末形变33 .

3、形变复合反应烧结TiAl基合金34 .纳米晶复相稀土永磁粉末研究35 .连续纤维增强金属基复合材料包覆挤压工艺36 .精密纳米陶瓷手术刀37 .钛合金波纹管成形技术38 .大型不锈钢抛光球制造技术39 .椭球形/球形水塔建造技术40 .大型弯头成形技术41 .板材柔性多点曲面成形42 .内高压成形设备43 .汽车结构件内高压成形技术44 .组合式空心凸轮轴45 .板材充液拉深工艺及装备46 .新型TiAl合金材料的研制及其包套锻造和包套轧制工艺47 .多元等离子体基离子注入混合及多层复合膜技术48 .等离子体化学热处理设备及工艺49 .多功能等离子体表面改性装置50 .耐磨减摩多功能梯度涂层技

4、术51 .电子封装用铝基复合材料52 .高强度轻骨料混凝土的研制53 .节能型硅酸盐水泥54 .低收缩防裂砂浆55 .粉煤灰砂浆粉56 .高性能混凝土复合掺合料57 .氨基磺酸系高效减水剂58 .磷石膏生产保温型粉刷石膏59 .模糊控制节能玻璃钢冷却塔机电学院60 .管道机器人技术61 .公共卫生安全技术与装备62 .双路激光一CCD零件尺寸动态检测技术的研究63 .多自由度超低频隔振系统的研制64 .纤维缠绕复合材料构件CAD/CAM理论研究与应用65 .混粉电火花精密加工技术66 .工模具表面的液中放电沉积陶瓷层技术67 .低刚度、弹挠性零件的电火花磨削加工技术68 .金刚石刀具技术69

5、.生产过程检测与监控技术70 .数字化加工检测单元技术71 .数字化装配技术72 .SiC晶须（或颗粒）增强铝基复合材料精密加工技术研究73 .特种丝锥开发研究74 .微机控制步进电机式低频振动攻丝机75 .新成形原理的修正齿丝锥技术研究76 .金属橡胶密封技术77 .金属橡胶阻尼减振技术78 .二次调节静液传动节能式液压抽油机79 .可调间隙变厚齿轮RV减速器的研制80 .相交轴和交错轴非渐开线变厚齿轮传动81 .全方位机器人柔性关节82 .微小型正弦活齿减速器83 .非圆行星齿轮液压马达84 .便携式电焊弧光防护与除烟尘装置85 .机械产品创新设计软件系统的研制86 .基于FFS的高速高精

6、度称重包装码垛生产线87 .智能服务机器人88 .基于MEMS的微型六维力/力矩传感器89 .硅片健合强度测试系统90 . MEMS检测及微操作系统91 .基于双重驱动的高速高精度机器人系统及控制方法的研究92 .压电陶瓷微驱动器件极化模型与驱动方法的研究93 .激光陀螺自动调腔机器人94 .面向MEMS组装的微操作机器人95 .面向光纤作业的微操作机器人96 .面向MEMS加工的精密定位技术的研究电气学院97 .超大规模互联电网可用输电能力的评估与决策98 .配电网可靠性评估与优化系统的研究与开发99 .高效节能稀土永磁同步电机的研制100 .开关磁阻马达开发101 .高速永磁同步电机系统的

7、研究计算机学院102 .电视广告自动监播系统103 . ERP系统软件功能构件、产品标准规范研究104 . ERP/SCM/CRM集成总体技术与新型协同资源计划CORP系统研究105 .基于双语信息的英汉译文消歧技术研究106 .面向特定领域基于Ontology的跨语言信息检索技术研究107 .汉语动词次范畴化自动获取技术的研究108 .基于大规模双语WEB资源的EBMT研究109 .面向奥运智能信息服务的平行语料加工、文摘、自然语言检索技术研究110 .情感语音处理112 .基于声、笔混合控制多模式人机界面的交通调度指挥系统113 .林业专用PDA114 .电视广告商业情报系统115 .大规

8、模网页去重技术116 .群发邮件的自动发现与分析117 .问答式信息检索技术118 .中文信息模糊匹配技术119 .中文自动分类、标引和文摘系统120 .中英双例句智能检索引擎121 .面向手机类信息设备的智能汉字输入技术122 .电子政务中多种身份鉴别和权威认证技术融合123 .家庭机器人124 .全自主型足球机器人125 .与ERP结合的供应链管理SCM与客户关系管理CRM系统126 .电力行业PDA127 .动态车牌识别系统128 .纸币清分机129 .基于模式识别理论的乳腺癌早期诊断技术130 .金融票据识别系统131 .网络指纹门禁系统132 .指纹锁133 .色彩匹配系统研究134

9、 .名片识别技术的研究开发135 .印刷物信息安全技术研究136 .基于生物特征的身份识别研究能源学院137 . 3万吨差别化纤维装置自动化控制系统138 .压气机弯叶片叶栅流场结构与优化理学院139 .特种纤维高能辐射改性技术140 .电镀废水回收装置的研究141 .连续电镀和烧结泡沫锲制造技术142 2 .电动汽车动力电源高孔率基板材料制造技术143 .纳米稀上倍酵母制备的中试研究144 .微等离子体法阀金属表面陶瓷膜层构造设计与机理研究145 .新型环境催化材料介孔TiO2的自组装与应用146 .高功率输出新型中远红外波段非线性光学晶体磷化错锌和珅化错镉生长及性能研究147 .直接甲醇燃

10、料电池研制148 .直接二甲醛燃料电池研制149 .鸡输卵管生物反应器及转基因禽蛋表达系统的研究150 .建立人肺癌恶性表型形成和发展分子机制研究的新途径151 .牲畜排泄物处理回收技术152 .毛壳菌的抗生素基因工程菌技术研究电信院153 .电磁兼容性（EMC）设计技术支持专家系统154 .微波快速水分测试仪市政学院155 .有机废水发酵法生物制氢技术156 .水质远程在线监测网络技术研究157 .食品类污水污泥脱水机理及资源化技术研究158 .高效填料塔生物反应器处理污水处理厂含硫恶臭气体159 .环境友好的保水控释功能凝胶材料的研制及控释机制研究160 .低温辐射电热膜供暖应用技术161

11、 .建筑节能达标现场检测仪表162 .住宅建筑有组织换气技术研究163 .高效、低污染燃气中餐灶的研制164 . 土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的应用基础研究165 .双级耦合式热泵供暖的应用基础研究和系统创新166 .城市供热、供水管网数字化系统167 .基于GIS的城市供热数字化系统168 .城市原生污水热能资源化工艺与技术交通学院169 .路面表面状况自动化采集与分析系统170 .高速公路沥青路面损坏原因分析与养护对策研究171 .城市快速路系统通行能力计算与服务水平评价方法研究172 .城市快速道路系统交通流理论及其应用研究173 .城市交通自适应信号控制理论与方法研究174 .快速路

12、通行能力分析方法研究175 .牡丹江市交通管理规划176 .寒冷地区高速公路多孔板体垫层结构的研究177 .新型道路填缝料的研制与开发178 .橡胶颗粒路面应用技术的研究179 .废旧沥青混合料再生利用技术的研究180 .地产花岗岩在沥青路面抗滑表层中的应用研究181 .沥青路面工程质量过程控制的研究建筑设计研究院182 .中国城市高层住宅适居性及相关工程技术研究183 .大跨网壳结构抗震设计理论和方法的研究184 .改善高层建筑适居性的技术设计策略研究185 .家庭实用网络智能综合服务终端管理学院186 .城市公共交通政策选择与治理模式187 .建设领域信息产品产业化示范基地研究188 .新

13、型墙体材料节能建筑经济分析189 .建设领域信息化标准体系研究食品研究院190 .豆瓣酱、酱油多菌种混合发酵剂的中试191 .乳碱性蛋白的制备及应用192 .天然高聚物型土壤沙化改良剂的研制193 .离子交换树脂在制糖工业中的应用194 .非接触式高效液相色谱介电常数检测器的研制及产业化195 .大戟狼毒植物杀虫剂的研究地址：哈尔滨工业大学科技处134信箱邮 编：150001电 话：0451-86414904、 86414460传 真：0451-86238476Email： kjcgxbhit. edu. cn航天学院特种复合材料高压气瓶制造技术Fabricating Technology o

14、f Special Composites High Pressure Vessel 主要研究内容该复合气瓶是一种新型的以金属材料为内衬特种纤维缠绕的大尺寸高压气 瓶。特种复合材料高压气瓶的结构分析与优化设计：基于复合材料所特有的性 质，建立更为合理的模型。研究缠绕层材料的粘弹性本构关系；在考虑固化度、 化学反应热、缠绕压力、固化曲线和粘度等因素前提下，考察缠绕和固化过程中 树脂的流动模型；研究缠绕张力对内胆约束塑性变形的影响；考虑材料、工艺和 结构的一体化结构分析与优化的设计方法。特种复合材料高压气瓶缠绕成型工艺研究：在结构分析与优化的基础上， 根据理论分析的结果，对于筒身直段与封头端均确定最

15、佳缠绕工艺和型面结构 设计型式。在满足强度和刚度的条件下，要达到重量最轻、安全可靠性最高这 一目的。特种复合材料高压气瓶的质量考核、检验和损伤评定：鉴于目前国际上对 于超高压特种复合材料气瓶尚无确定的质量考核、检验和损伤评定标准，选择 适当的评价技术，确定科学的评价方法，对特种复合材料高压气瓶进行综合评 价。特种复合材料高压气瓶制造过程中结构健康状况的智能监测：在高压气瓶的 湿法纤维缠绕制备过程中，通过使用先进的智能监控手段，对其工艺全过程的全 结构应力场及温度场进行实时监控。预期达到的目标通过理论分析和实验论证相结合方法，建立特种复合材料高压气瓶结构分析 模型，提出相应材料-结构-工艺一体化

16、分析和优化设计方法，研究其制造成型 技术，应用智能监控方法考察其全结构在全过程中的应力场与温度场情况，并建 立对特种复合材料高压气瓶进行综合评价的一系列技术标准。此项研究成果将进 一步发展我国特种复合材料高压气瓶设计标准，为建立合理的设计方案，并缩短 产品开发的周期，降低开发成本提供理论和实验依据及监测标准。主要技术指标和水平1、研究出符合本国现阶段制造工艺的特种复合材料高压气瓶的结构分析和 方案优化方法。2、建立特种复合材料高压气瓶的设计标准。3、开发一整套质量考核、验证和评价特种复合材料高压气瓶的试验装置。4、建立一整套质量考核、验证和评价特种复合材料高压气瓶的试验标准。5、制造出体积为2

17、0升、质量小于6Kg、工作压力为40Mpa、爆破压力为 70 Mpa的特种复合材料高压气瓶。本项目的完成将使我国高压气瓶的研制由全金属压力容器向以金属为内衬 的特种复合材料缠绕结构的高压气瓶迈进，从而在重量得到减轻的同时保证高 压气瓶的安全可靠性，这一点无疑是具有重大的经济效益。就民用工业来说， 特种复合材料高压气瓶所带来的高安全可靠性则显得更为重要。这将大大促进 民用复合材料气瓶的应用和发展。例如可以使天然气汽车的天然气气瓶体积更 大、更安全。由于压力容器是等部门普遍采用的一种重要的机械设备，所以该 产品的的产业化前景非常光明，该产品的开发具有极其重大的社会效益。 应用领域化工、机械、原子能

18、、轻工、造船、冶金和海洋开发。合作意向技术转让、联合开发。负责人：史丽萍、赫晓东、李立基于填料网络理论的填充橡胶疲劳特性研究Study on the fatigue of filled rubber based on the filler network theory 主要研究内容研究填充橡胶在各种条件下的疲劳特性；研究其中的细观机理；研究材料 的损伤演化过程，预报填充橡胶材料的寿命。阐明填充橡胶疲劳损伤的物理和化学机制，建立反映填充橡胶疲劳损伤特 点的本构模型，预报材料的疲劳寿命。技术水平国际前沿产业化前景本项目的研究将为轮胎用填充橡胶材料优化设计提供依据，进一步的研究 将开发高性能轮胎用填

19、充橡胶材料，使轮胎在滚动阻力和生热性能等方面具有 综合优异性能。经济效益和社会效益填充橡胶广泛应用于各种工程结构如汽车、航天器等。一部汽车中使用的 橡胶件达100多种，包括轮胎、橡胶衬套、减振器等关键部件。开展本项研究 将为橡胶制品质量的提高提供理论依据，具有极高的经济效益。本项目的研究 具有多学科交叉性，理论上是固体力学、橡胶物理和化学等多学科交叉课题， 在相关学科研究上具有一定学术前沿性。应用领域轮胎与橡胶领域。合作意向希望在填充橡胶的配方、加工工艺与材料的性能测试技术上进行研究与开 发合作。负责人：谢志民高品质碳氮化钛超细粉的低成本制备技术low cost synthesis techn

20、ology of High quality sun-micron TiCN powder 主要研究内容高品质亚微米级超细TiCN粉末的低成本合成技术。技术指标规模化生产条件下制备出纯度98. 6wt%,氧含量低于0。5wt%,自由碳含量 低于0. 4wt%,粒度0.3-1. 5岬左右，比表面积在210m7g范围内，成分稳定， 且x在0T范围内稳定可调的Ti (CiNx)粉体。Ti (CeNx)粉体的生产成本 95元/公斤，售价在150元/公斤。技术水平采用经济高效的燃烧合成工艺，产品的性价比在国内领先。产业化前景该技术已成熟，高性能、低成本、低能耗、设备厂房需求很低，且具有高 的科技附加值，非

21、常适于产业化。经济效益和社会效益Ti(C, N)粉末是制备Ti(C, N)基金属陶瓷的主要原料。要制取性能优异的 Ti(C, N)金属陶瓷产品，其主要原料Ti(C, N)粉末的质量和制造费用至关重要， 直接关系到Ti(C, N)基金属陶瓷的性能水平和市场竞争能力。本项目制备的 TiCN粉末完全可满足高性能Ti(C,N)基金属陶瓷的要求，国内该产品缺口很大， 极具开发前景。在投入300万元基础上，每年的产量可达100吨，产值1500 万元，利润150万元。应用领域硬质合金、仿金颜料、高温材料等领域的重要原料。合作意向技术转让、联合开发均可，投资规模约为150-300万元。负责人：赫晓东、郑永挺氮

22、化物基复合陶瓷特种热电偶保护管低成本制备技术low cost synthesis technology of protecting tub based advanced nitride ceramics 主要研究内容本项目采用一种新颖的燃烧合成热等静压(SHS-HIP)技术，研制高性能的 氮化物陶瓷热电偶保护管(SiN-SiC、AlN-TiB/、BN-SiC)o该技术将燃烧合成、 过渡液相烧结、热等静压等融为一体，具有成本低廉、合成迅速、产物高温性 能优异、适于制造复杂形状陶瓷部件等独特优势。技术指标外形尺寸：盲孔细长管，长350mm,外径中20mm,内径8mm。使用寿命：Si3N4-SiC热

23、电偶保护管，以垃圾焚烧炉为例，温度9007000 ,粒子流速70-90米/秒，使用寿命不小于6个月。材料性能指标材料 最高使用温抗弯强 硬度断裂韧性高温强度度度MPa - m1/2135O,MpaMPaAlN-TiB22200 *300-350HRA 85-904-5200-250Si3N4-SiC1400500-600HRA 90-953-5300-350BN-SiC2400 *60-80HV150-2001-240-50*注：为真空、还原性、惰性气氛下的使用温度；氧化性气氛中，AlN-TiB2 BN-SiC的使用温度为900-1000技术水平独家引进俄罗斯科学院燃烧合成等静压技术，本项目在

24、此基础上开发了系 列的产品，技术独特，产品性价比国内领先。产业化前景热电偶保护管广泛应用于黑色、有色金属冶炼、稀土、陶瓷玻璃、水泥等 工业窑炉的测温系统，是一种需求量很大的消耗品。目前，高温、腐蚀、高冲 刷环境下使用的特种高温、高强、高硬度的热电偶保护管，国内尚不能生产， 需要每年花费大量的外汇从国外进口。本项目的产业化将填补国内空白，促进 相关产业的发展。经济效益和社会效益目前耐高温、耐磨的特种陶瓷热电偶保护管市场价1000T200元，本项目 的产品成本约100T50元。以现有的实验设备，可实现年产1万根，产值1000 万元，可满足国内部分的市场需求。下一步目标：大规模产业化，占领国内、 国

25、外市场。应用领域黑色、有色金属冶炼、稀土、陶瓷玻璃、水泥等工业窑炉的测温系统；高 温、腐蚀、高冲刷环境下使用的特种高温、高强、高硬度的热电偶保护管；水 泥窑炉；垃圾焚烧炉等。合作意向技术转让、联合开发均可，投资规模约为200-400万元。负责人：郑永挺张弦梁桁架吊挂轻型组合楼盖结构String-truss suspending light combined floor structure主要研究内容本实用新型提供一种张弦梁桁架吊挂轻型组合楼盖结构，使顶层楼盖下层 为大跨度空间的结构。技术水平实用新型技术。产业化前景有条件大面积推广应用。经济效益和社会效益1、本实用新型张弦梁桁架吊挂轻型组合楼盖

26、结构适用于30m以内跨度的 建筑，采用这种结构，改变了传统的大跨度楼盖以柱支撑为主的传力模式，满 足了现代建筑对多种大跨度功能的要求。2、张弦梁桁架结构与吊挂轻型组合楼盖共同工作组成巨型结构，其主承重 结构一张弦梁桁架为自平衡结构，结构受力合理，材料用量经济，造型轻盈、 美观；轻型组合楼盖自重轻、刚度大、施工方便。本实用新型所提供的巨型结构实用于新建建筑物的顶层为拱形或壳形屋 面、而下层需要大空间的结构一一并且还可用于在不影响原建筑使用功能的前 提下，进行扩建或加层改造的旧房改扩建工程中，使原屋面层改为楼面层。 应用领域大跨度结构、改造工程中。合作意向联合开发。负责人：高维成、刘凯材料学院TI

27、G焊活性剂Activating Flux in TIG Welding主要研究内容活性剂是一种粉末状的物质，专门用于TIG焊（包括手工和自动均可）。在 焊接之前涂敷到焊缝的表面。在相同的规范下，可以提高焊接熔深1倍以上， 也就是提高焊接生产率1倍以上，而且不需要任何附加的设备，使用普通的TIG 焊电源即可。其使用的材料包括：碳钢、不锈钢、铜银合金、银基合金、钛合 金。用此方法焊接的焊缝，其机械性能指标同普通TIG焊相当，局部指标还优 于普通TIG焊。此外，用在钛合金焊接中，还可以消除焊缝中的气孔，提高疲 劳性能。该活性剂配方属于自主研制，其效果等同于国外研制的活性剂。活性剂的 配制简单、方便。

28、我们已经进行了大量的工艺试验，并已经在工厂中应用。技术指标活性剂1：针对碳钢、不锈钢、银基合金等黑色金属，在相同焊接工艺下 其熔深可以提高1倍以上，性能指标同普通TIG焊相当。活性剂2：针对钛合金，在相同规范下其熔深可以提高1倍以上，性能指 标等同于或优于普通的TIG焊，消除焊缝气孔。应用领域这两种活性剂主要应用于中等厚度上述材料的TIG焊，接头形式不限，可 以用于板材和管材等。应用行业十分广阔，在国外已经用于飞机发动机、石油 行业、造船、压力容器等行业。负责人：杨春利、教授高热裂敏感金属薄板焊接热裂与变形的控制研究Study on Controlling Welding Hot Cracki

29、ng and Distortion of Thin Metal Platewith High Susceptibility主要研究内容从力学角度出发，首先采用有限元数值摸拟技术，考察了随焊激冷、温差 拉伸以及外部拘束等工艺参数对焊接过程塑性应变演变的影响，揭示了采取工 艺措施防止焊接热裂纹和减小焊接变形的机理，为其在具体实施中制定合理工 艺提供了原则性的指导，然后采用试验和测试技术，验证了随焊激冷防止热裂 纹减小焊接变形、温差拉伸控制焊接变形的有效性。技术指标采用高热裂敏感铝合金LY12CZ在自行研制的梯度拘束度夹具上进行TIG 焊试验，结合有限元分析，研究了随焊激冷的防裂效果及机理。通过将随

30、焊激 冷与静态温差拉伸技术相结合，获得了最好的焊接变形效果。应用领域本技术适用于几乎所有的工业领域和所有的金属材料，曾作为国防科工委 “九五”预研项目的关键技术。负责人：方洪渊、刘雪松、徐文立、杨建国材料及焊接结构的尺寸不稳定性Dimensional Instability of Materials and Welding Structures 主要研究内容从研究铝合金焊接件的尺寸不稳定性入手，采用的精密试验方法有针对性 地研究了多种航天工业常用铝合金的焊接件在室温及热循环作用下的尺寸不稳 定变形规律，分析了其变形机理，并在此基础上利用非线性有限元理论对载人 航天器焊接结构的尺寸不稳定性进行了

31、数值模拟分析，为精密焊接结构的选材、 设计、制造提供了有价值的理论和实际参考依据。利用精密测量方法研究了 6 种宇航工业中应用的铝及铝合金在焊后室温放置过程中以及在-196100C温度 区间经受冷热循环作用后发生尺寸不稳定变形的规律，结果分别如图1及图2 衣小O技术指标可以将尺寸不稳定变形量控制在5微米以下。应用领域1、载人飞船结构的尺寸不稳定性根据上述小型简单试件发生不稳定变形 的结果，利用非线性有限元法模拟研究了具有铝合金焊接结构的载人飞船的轨 道舱与返回舱的对接结构受冷热循环作用影响发生变形的情况，结果表明，6 种铝合金分别作为结构材料时对轨道舱与返回舱的对接法兰平面度的影响各自 不同，

32、在6种合金中选择LF6作为结构材料是较为合适的。2、精密仪器及机器制造业中这个问题尤为突出，例如陀螺仪的质心偏移、 镜面挠曲均属于尺寸不稳定问题，射电天文望远镜支架的尺寸不稳定性会影响 精度，造成误差；抛物面的雷达天线的尺寸不稳定性会影响其工作精密度及效 率，甚至使之无法正常工作。负责人：方洪渊、刘雪松、徐文立、杨建国铝合金预拉伸板的残余应力研究Study on Residual Stress of Aluminum Alloy Stretching Sheets 主要研究内容铝合金预拉伸板尽管有很多优良性能，但在实际应用中仍然存在较为严重 的问题，部分板材经过机械加工之后仍产生弯曲变形，甚至

33、原本出厂时平直的 板材，运到用户时已经发生了弯曲变形，或者是板材由于存在较大的残余应力， 经过机械加工后发生非预期的变形，加工精度达不到精度要求，严重影响了使 用，尤其LC9及LY12两种铝合金厚板出口量很大，不仅用户及厂家蒙受经济 损失，而且造成不良影响。为解决这一生产问题，首次采用非线性有限元法模 拟了铝合金拉伸板生产时的拉伸过程，建立了分析模型，掌握了拉伸应力场和 拉伸应变场的分布规律，发现拉伸过程中板材局部变形的严重不均匀造成了新 的高值拉伸后残余应力，这种残余应力的存在导致材料的尺寸不稳定以及机械 加工精度下降，本研究还在生产现场采用X射线衍射法和电阻应变法对板材进 行了残余应力测试

34、，得到了应力分布规律，同时验证了有限元理论分析得到的 结果。根据上述研究成果，改进了铝合金拉伸板的制造工艺，特别是重新设计 了夹头的夹持沟槽，有效地解决了实际问题。技术指标可以使铝合金预拉伸板残余应力降低80%以上。应用领域航空、航天部门，民用工业部门。负责人：方洪渊、刘雪松、徐文立、杨建国陶瓷颗粒增强的复合钎料技术Technique for Ceramic Particulate-reinforced Composite Filler 主要研究内容以往，在陶瓷钎焊过程中，比较常用的钎料是活性钎料，这种钎料具有优 良的润湿性能、好的气密性能，但是由于陶瓷材料相对于钎料合金来说具有比 较低的热膨

35、胀系数，使得陶瓷材料和钎料之间存在较大的热膨胀系数差，导致 钎焊后的陶瓷接头内部存在高的残余应力，从而使得钎焊后接头的力学性能比 较差。复合钎料钎焊方法，与普通的活性钎料钎焊相比，由于钎料中加入了增强 相，使得钎料整体的热膨胀系数降低，从而使得钎料与陶瓷材料的热膨胀系数 之间更加匹配，有利于降低钎焊后接头的残余应力。陶瓷钎焊的陶瓷颗粒增强 复合钎料不同于普通的活性钎料，它在钎料成分中复合入一定颗粒大小、一定 体积比的陶瓷颗粒，用于降低钎料的热膨胀系数。它也不同于以往的复合钎料， 其应用陶瓷颗粒代替了短纤维材料，使得增强相陶瓷颗粒本身就可以和钎料基 体发生反应，省去了增强相表面处理的过程。该方法

36、应经申请国家发明专利， 专利名称为“用于陶瓷钎焊的陶瓷颗粒增强复合钎料”，专利申请号： 03132462.2o 技术指标选择平均陶瓷颗粒直径为10即1的A1Q陶瓷颗粒为增强相。将分析纯的Ag 粉、Cu粉、Ti粉按质量比(Ag72C*8)97Ti3比例和体积比分别为5%、10乐15%、 20%和25%的AI2O3陶瓷颗粒在丙酮中均匀混合调成为膏状。将调制好的钎料涂 在试验用纯度为96wt%Al203 96瓷陶瓷片上，陶瓷片母材在使用前用用1000号 金相砂纸磨光并用丙酮清洗焊件的表面，用清水冲洗并吹干。试件的尺寸为38 XlOXlmm和10X3Xlmm,试件组装和定位后，施加0. 05MPa的压

37、力。钎焊温 度为1000C,真空度2L66Xl(y3torr,钎焊保温时间20min。表1实施例的钎焊接头剪切强度陶瓷增强颗粒体积百分含量010152025接头剪切强度(MPa)93.7597.53135.32130.22112.57应用领域陶瓷钎焊领域。负责人：方洪渊、刘雪松、徐文立、杨建国随焊冲击碾压控制焊接应力变形技术Controlling Welding Stress and Distortion by Welding with Peening & Rolling 主要研究内容随焊冲击碾压装置主要由动力源(气锤)、冲击传力杆、冲击碾压轮后座和 冲击碾压轮组成。气锤活塞以一定频率(50-

38、lOOHz)上下运动，冲击力通过冲 击碾压轮后座与冲击碾压轮之间的配合曲面，传递到前后冲击碾压轮，并最终 作用到工件上，对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加冲击碾压作用， 迫使这部分金属沿着需要的方向发生塑性变形流动，从而达到降低应力、减小 变形、防止热裂纹的目的。该技术设备简单小巧，工作稳定可靠，生产效率高 成本低；由于冲击频率较高，焊道平整光滑，十分美观；冲击碾压机构本身具 有导向功能，改变冲击碾压轮后座和导向夹持叉的曲率半径，冲击碾压机构可 以适用于直焊缝和各种曲率半径不同的封闭焊缝；随焊冲击碾压的动力是不连 续的脉冲力，尽管瞬时冲击力很大，但平均力和平均功率却很小。该技术已申 请

39、国家发明专利，专利名称为“随焊冲击碾压控制焊接应力变形的装置”，专利 申请号为：03132581. 50 应用领域该技术能够成功地解决薄板-壳结构的焊接热裂问题，有效控制焊接纵向及 横向收缩引起的变形，大幅度改善焊接接头的疲劳强度，实现接头的强化。该 技术适合于平板拼焊、筒体纵缝及环缝焊接、含有诸如法兰等封闭焊缝薄壳结 构的焊接。可以焊接诸如铝合金、钢、钛合金等薄板-壳结构，同时也适合于厚 板多层焊情况。技术指标能有效解决薄板-壳结构的焊接热裂纹问题，薄壁构件焊缝部位的残余应力 可控制在常规焊时的1/10以内，薄壁构件焊接变形控制在常规焊时的1/10以 内，实现焊接接头强化，对于某些高强铝合金

40、，强度系数达到80%以上。负责人：方洪渊、刘雪松、徐文立、杨建国九自由度弧焊机器人系统9 DOF Arc Welding Robot System 主要研究内容为了满足多种焊接传感器的信息集成要求，克服商用弧焊机器人控制系统 “黑箱”结构给智能化研究造成的障碍，实现机器人控制系统向标准化、PC化 和智能化方向的发展，以及为焊接柔性加工单元集成技术研究提供硬件平台， 研制了具有自主产权的九自由度弧焊机器人系统。该系统由六自由度较接关节 开链式机器人操作机、三自由度变位机、控制器及相应的控制软件系统构成。 考虑到机器人柔性焊接加工系统向网络化发展的趋势，控制系统中预留了网络 接口。该项目获2002

41、年度国防科学技术进步一等奖和中国高校科学技术一等 奖。技术指标关 节数：机器人（6） +变位机（3）运动控制方式：PTP、直线、圆弧承载能力：8Kg总 线形式： PC总线工作空间：lm3重复定位精度：0.2mm应用领域1、设计开发了具有自主知识产权的基于PC控制器的九自由度弧焊机器人 系统，系统控制硬件及软件完全开放，为焊接机器人智能化控制奠定了基础。2、利用机器人操作手与变位机构成的冗余自由度系统实现了机器人焊接环 境下的船形焊过程位置与速度的协调运动控制，可用于复杂空间曲线焊缝。3,将多种传感器与机器人结合，通过串行通讯方式建立具有星形网络拓扑 结构的焊接机器人柔性加工单元，实现了离线编程

42、与实时反馈质量控制相结合。4、将Petri网建模与控制理论引入焊接柔性加工过程，在微观上实现柔性 加工单元传感与执行信息流的调度与控制，在宏观上实现柔性加工系统的协调 管理与最优生产效率。负责人：高洪明激光扫描视觉焊缝跟踪传感器Laser Scanned Visual Sensor for Weld Seam Tracking 主要研究内容基于三角测量原理，激光器光束投射在漫反射的工件表面上形成一个光点， 它通过透镜在光学位置敏感器（采用CCD）上成象。如果漫反射点在激光束前进 方向上的测量范围内移动，则它在敏感器上所成的像也产生一定的偏移，跟据 此偏移量可确定漫反射点即观测点的位置。通过接头

43、断面轮廓上密集点的测量 即得到其位置、形状的信息。该系统可以实时得到高精度的焊缝横截面轮廓上 各点与焊枪相对位置信息，从而获得以高密度的点描述的焊缝横截面轮廓。采 用精细聚焦的激光束作为主动光源对焊缝进行扫描测量提高了抗弧光干扰能 力。该系统是国内唯一的达到实用化的高档次的焊缝跟踪传感器。技术指标体 积 145mmXI20mmX60mm数据获取率4000点/秒重量600g扫描角度范围7.5每秒钟扫描次数11.6次横向测量精度0.15mm纵向测量精度0.1mm应用领域：已应用于多个焊接系统中 负责人：高洪明弧焊机器人离线编程软件Off-line Programming System for Ar

44、c Welding Robot 主要研究内容开发了我国第一套基于动态图形仿真的机器人焊接离线编程与仿真系统， 其功能已基本达到实用化水平；将先进的CAD和人工智能技术应用在机器人 焊接离线编程中，提高了离线编程效率与质量；研究出完整的机器人标定技术, 提高了实际机器人系统的绝对定位精度和直线协调轨迹精度，保证了离线编制 的机器人程序的下载与执行；该软件填补了国内空白，整体技术水平国内领先。 该系统总体结构如下图所示。图中下部方框内的8个模块为执行级离线编程系 统所需的基本模块，上方的三个模块为任务级离线编程所需的高级模块。技术指标1、提供执行级与任务级二级操作，并提供了友好的用户界面。2、开放

45、式结构，用户可根据需要扩充。3、可实现多窗口、多着色模式下的机器人焊接过程的运动仿真。4、方便地上载和下载机器人程序。应用领域提供一套完整的可商品化的软件系统，目前已经应用于多种产品。 负责人：高洪明计算机辅助焊接工艺优化设计软件系统Software System of Computer Aided Welding Procedure Optimization 主要研究内容哈尔滨工业大学焊接现代焊接生产技术国家重点实验室，针对焊接工程的 需要，研制了焊接工艺优化设计软件。该软件系统集中了大量的人类专家的理 论和经验知识、成熟的数学模型和丰富的数据，利用数据库、专家系统、人工 神经元网络等技术可

46、以在人类专家水平上完成焊接性分析、焊接工艺自动设计、 焊接接头性能预测，并对焊接数据和工艺文件进行有效的管理。技术指标焊接基础数据咨询、焊接性分析与预测、焊接工艺优化设计、焊接CAPP、 焊接接头机械性能预测及焊工培训管理和题库。焊接基础数据咨询与管理：建立了开放式的数据库系统，收集了焊接有关 的基础数据：钢材、铝合金及钛合金等成份、机械性能、国内外牌号对照、焊 接性试验结果、焊接材料样本数据、成熟的焊接工艺及其评定结果、焊接CCT 图、焊接标准及焊接技术咨询。焊接工艺设计专家系统：集中了钢材、铝合金、钛合金及铜合金各种焊接 方法焊接工艺设计的理论、知识和经验，结合各种行业标准，设计了基于正向

47、 推理机制的焊接工艺设计专家系统。焊接CAPP系统：基于客户/服务器的网络版焊接CAPP系统，可以完成各种 焊接工艺文件（焊接工艺卡、焊接工艺流程、工艺规程）的编制、准备和管理。焊接接头机械性能：可以完成钢材、铝合金及钛合金不同焊接方法的焊接 接头性能预测。焊工培训、焊工档案及焊工考试题库系统：基于客户/服务器和浏览器/服 务器两种体系，分别在企业局域网和Internet网上多用户共享使用，完成焊工 培训管理、焊工档案管理及按照不同级别设计焊工考试试卷。软件已经商品化，已经在上海宝钢、重庆长安汽车集团、柳州工程机械集 团、玉门油田、华北油田、大庆油田等20多个企业应用。负责人：魏艳红激光一TIG电弧复合热