气道试验台变压差稳流测试技术

徐鹏飞

-/先进制造与自动化

内燃机气道及缸内流动属于复杂壁面条件下的剪切湍流，同时伴随有活塞、气门等周期性运动边界，整体流动特性直接受近壁流动影响。研究发现，随着外流场雷诺数的增大，达到充分发展湍流，近壁雷诺应力增大，动量交换加剧，粘性底层厚度明显变薄，壁面阻力系数趋于恒定，流量系数、涡流/滚流强度等无量纲参数不再随雷诺数发生变化。 研究进一步发现，进气过程中若对应最低气门升程的雷诺数达到其临界值，则在相同条件下随着气门升程的增大，气流将始终保持充分发展湍流状态，即后续气门升程下雷诺数将始终高于相应气门升程的临界值。基于以上发现，提出了变压差气道测试方法：测试过程以气流达到充分发展湍流状态为控制条件，即保证雷诺数始终高于临界值，仅需设定最低气门升程的气道压差，从而免去了后续过程中压差的反复调节。

可调谐二极管激光吸收光谱检测仪（TDLAS）

徐鹏飞

-/先进制造与自动化

该项目在团队已有红外光谱工作基础上,组建基于TDLAS的大气污染物在线检测实验平台，通过对排放气体干扰组分、激光器输出参数及系统电子学指标的分析与优化，建立适用于大气常见污染物气体实时快速TDLAS仪器检测技术体系。并基于企业自有的物联网GPS模块设备开发技术、长光程气体吸收池技术、仪器网络系统集成技术等，进行TDLAS仪器向网络分布式监测系统的应用技术研究，使项目内推出的样机可以作为独立接入单元接入区域环境评测平台，对传统在线式检测仪器数据接入及集成进行功能创新。

噪声振动信号处理与控制

姚卫浩

-/先进制造与自动化

北京大学工学院研发团队开展了包括计算模拟模型、测量手段和噪声控制方法等一系列噪声研究内容。开发了并行气动噪声计算程序，通过计算模拟研究了飞机发动机的安装效应、起落架噪声和增升装置噪声。并通过改进信息技术领域的波束形成技术，自主设计了针对闭口风洞和消声室实验的麦克风阵列测量技术。

钙钛矿太阳能电池

姚卫浩

-/先进制造与自动化

钙钛矿太阳能电池，以其制备简单、成本低和效率高的优势，迅速崛起成为新型光伏技术的新宠，其光电转换效率在短短十年内实现了跳跃式增长，目前报道的最高效率已达到商业化单晶硅太阳能电池的效率水平，表现出极大的优势和应用潜力。 与传统硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池具有几点显著的优势。首先，成本优势。采用价格低廉的钙钛矿光伏材料作为吸光材料，而且制备流程的成本显著低于单晶及多晶硅。其次，柔性优势。钙钛矿光伏材料在太阳能电池中通常以厚度为亚微米级别的薄膜形式存在，适合构建柔性太阳能电池，从而可以充分利用弯曲载体的表面空间。再者，高能质比优势。钙钛矿太阳能电池是一类新型的薄膜太阳能电池，自身质量较轻，单位质量所产生的能量较高，尤其是柔性钙钛矿太阳能电池，已有的研究表明，其具有其他种类太阳能电池所无法达到的超高能质比（>20Wg-1）。基于以上几点优势，钙钛矿太阳能电池有望发展成为新一代空间光伏能源技术。

纯钛生产技术

刘定平

-/先进制造与自动化

003#与108#两企业的技术需求，均属钛材室温变形抗力大、变形困难所致。故采尽量采用热加工、减少冷加工的技术路线。 解决路径：新增钛（含钛合金，下同）管热变形生产线，其生产流程如下： 钛管（坯管）→感应加热→缩径（扩径）变径为冷加工量最少坯管→拉伸→精整→入库。

碳纤维缠绕工艺技术

王仕博

-/先进制造与自动化

碳纤维缠绕工艺由如下几道工序组成： 芯模或内衬制造，树脂胶液配制，纤维原丝烘干和热处理，含浸树脂，缠绕，固化，脱模，检测。 缠绕工艺根据产品使用和设计要求、技术质量指标，进行结构设计、缠绕线型和芯模设计。根据产品强度要求和碳纤维原材料性能及缠绕线型进行缠绕层数计算。 缠绕类型应根据制品的结构形状和几何尺寸进行选择，螺旋缠绕一般用于长形管状制品，平面缠绕主要用于球形、筒形容器及强度要求髙的制品。 缠绕工艺中张力与制品强度和疲劳性能有密切关系，张力小，制品强度低，充压时变形大，疲劳性能差，张力过大，纤维丝容易受损伤，强度受损失。 控制好相应的缠绕工艺参数，制品最大承载力可以达到30Mpao几项影响纤维缠绕制品性能的工艺参数：树脂含量，缠绕张力，缠绕速度，固化温度、时间、升温速率。

低成本镍基记忆合金研发

周言

-/先进制造与自动化

形状记忆合金因其独特的形状记忆效应、超弹性和优良的力学性能而广泛应用于航空航天、机械工程、生物医学工程和仪器仪表等领域；但在面向造价和运行成本均相对昂贵的航天航空结构和部件及高速回转机械等领域的应用时，面临着苛刻的材料性能和部件轻量化要求。近年来利用不同方法制备的多孔形状记忆合金因具有小于致密合金的密度但比强度高，有望实现结构轻量化和节省材料以期获得商业化应用。然而，目前制备的多孔形状记忆合金由于强度相对较低、存储模量低和阻尼能力不高，在航天航空和土木工程等领域的应用仍受到限制；因此，从材料设计和制备方面改善多孔合金的力学性能和阻尼能力已成为工程应用中的迫切需要。

液力变矩器叶片排列、角度、焊接技术

任香会

-/先进制造与自动化

焊接是一种局部加热的过程，焊接产生的不均匀温度场使零件内部产生应力从而引起变形，特别是薄板焊接容易产生较大的变形，那么焊接过程中控制变形是关键，从设计措施到工艺措施主要有几个途径改善：①选择合理的焊缝尺寸和形状，②尽可能减少焊缝的数量，③合理选择结构形式和安排焊缝位置。④反变形，⑤刚性固定法，⑥选用合理的焊接方法的规范，⑦选择合理的装配焊接顺序。因为没有看到零件的具体结构且零件的加工过程较复杂，初步给出的方案是选用合理的焊接方法及焊接规范减少热输入，同时采用刚性固定法控制变形。

96φ600mmTC4钛锭中铝元素均匀化技术

付亚波

-/先进制造与自动化

铝青铜合金具有优良的高强度、耐磨性、耐蚀性等优点，广泛应用于船舶、高铁、核电及海洋工程等领域。2017年与企业合作开发的铝青铜水平连铸复合搅拌的净化及均匀化制备技术(多元铜合金净化及晶粒细化关键技术应用)，可用于高铁轴承、核电零部件等，已经在企业产业化应用。项目鉴定会由中国有色金属工业协会主持召开，邀请了以中国工程院院士为组长，中国有色金属工业协会副会长、秘书长等国内相关领域专家组成项目鉴定委员会专家组。专家组经认真讨论，一致认为项目研发的水平连铸施加自旋转搅拌与电磁搅拌技术，有较高创新性并能替代进口材料，可有效提升中国铜加工材料制造的竞争力，技术水平达到“国际先进水平”。该技术的产品可用于高铁轴承、核电零件，挤压后的棒坯抗拉强度729MPa，断后伸长率A5.65=16%，Z=20%,中性盐雾腐蚀16小时无蚀点，外观评级为10级（最高级），已经在企业产业化并实现产值约4亿，可用于高铁轴承、高铁接触导线及核电部件等，2019年获中国有色金属工业科技进步奖二等奖（排名第一） 真空吸铸及添加稀土制备Ti-55531高强韧钛合金及钛铝合金的研究。石墨稀铝及石墨稀铜合金的制备及性能研究。替代铍青铜的高强高弹性钛铜。电磁场改性锆铬铜、白铜B10，细化晶粒、均匀成分，提高了强度、韧性，已经在企业工业化应用。 高纯单晶铜的制备：本研究采用高真空感应熔炼、电子束精炼、定向凝固等技术，提出并验证了一条适合多种材料的冶金提纯工艺路线；该工艺可用于控制熔体的晶体生长，分离其中杂质元素，制得具有理想组织的高纯单晶铜材料，纯度接近6N； 白铜的制备：对白铜的铸轧生产线进行了研究，目前在河南金龙铜业进行工业化生产。本研究对军工、船舶汽车、航空航天、信息产业等行业都有积极的应用意义。 铬锆铜合金接触导线的制备：在合作单位，建立了世界第一条采有铸轧法生产铬锆铜接触导线的生产线。制备了成品Φ14.4mm的接触导线，强度和导电性能均满足时速超过350km高铁的要求。2010年12月3日，该导线安装在时速超过350km高铁的先导段进行实验，中国新一代高速动车组在京沪高铁先导段跑出时速486.1公里，刷新世界铁路最高运营时速纪录。除了平顺的轨道、先进的高速列车外，在列车头顶上的接触网导线甚至成为列车冲击高速时的关键制约因素，实验证明先导段的接触导线满足高铁的运营要求，接触导线的开发获得成功。目前，德国高铁的实验速度最高达到了570km/h，该导线还准备实验600km/h的速度。