机械科学研究总院先进制造技术研究中心

机械科学研究总院先进制造技术研究中心（以下简称“研究中心”）的前身是由原机械工业部和国家科委于1997年批准组建的机械工业部先进制造技术研究中心。2006年注册成立机械科学研究总院先进制造技术研究4中心。

金属件铸型数控加工制造技术应用研究

铸型制造是铸造生产的重要组成部分,铸型质量的好坏直接影响到铸件的质量。传统的铸型制造依赖模样或芯盒,成本高,周期长,难以满足单件小批量零件的快速制造和试制。文章介绍了金属件无模铸型数控加工制造技术的工艺原理,加工设备的性能以及该技术在新产品开发中的应用。无模铸型数控加工制造技术无需模样,能快速、准确地将铸型生产出来,改变了传统的铸型制造工艺,具有数字化、精密化、柔性化、绿色化等特点,为单件小批量铸件的快速制造提供解决方案。

计算机视觉技术在水果品质检测中的研究进展

水果的品质检测是水果分级的重要依据。随着计算机和图像处理技术的发展、计算机硬件成本的下降和性能的提升,计算机视觉检测技术在水果品质检测方面获得了越来越多的应用。为了能充分利用最新研究成果,该文从计算机视觉技术在水果外观品质和内部品质的检测两个方面,分别综述了国内外的研究进展,并对其发展方向进行了展望,以供我国研究人员做同类研究时参考。

锂离子等新型动力蓄电池成组应用技术和设备研究最新进展

锂离子等新型动力电池关键技术、关键材料和产品研究都取得了重大进展,推广应用的条件已日趋成熟。但由于充电、放电和维护管理等成组应用技术研究严重滞后于电池技术的发展,致使新型动力锂电池发生部分电池过充电、过放电、超温和过流问题,造成成组动力锂电池使用寿命缩短,甚至发生燃烧、炸裂等严重安全问题。成组动力锂电池的安全性已经成为制约其推广应用和产业发展的关键问题。为解决上述问题,在现有研究基础上,研究成功了"基于极端单体电池充放电控制技术"和"动力蓄电池综合管理系统",为动力锂电池的安全应用奠定了技术基础。通过在国家"863"和北京奥运电动汽车示范运行项目中的应用情况表明,由上述技术构建的动力锂电池系统可有效防止发生过充电、过放电、超温和过流问题,为动力锂电池系统安全应用提供了先进实用的技术解决方案。

机械虚拟现实技术的应用与发展

为了提高机械虚拟现实技术在机械工程领域的发展速度和水平,文章阐述了虚拟现实技术的内涵、系统的基本构成及其在机械工程领域的作用,探讨了虚拟现实技术在机械工程中的应用现状、发展趋势及其面临的技术挑战以及应对挑战的技术建议或措施。

汽车铸件无模化数控成形快速制造技术的应用

介绍了基于模样的铸型制造工艺及设备、基于离散堆积原理的铸型无模制造、基于数控切削加工原理的铸型无模制造等3种铸型制作工艺及设备。开发了CAMTC-SMM1000铸型数控加工成形机,列举了无模化铸型数控加工在汽车发动机铸件砂型的快速制造、汽车覆盖件模具毛坯的快速制造上的应用,指出无模铸型的快速数字化制造方法是一种适于单件、小批量、多品种铸件的无模具生产技术,具有广阔的应用前景。

碳纤维表面改性与结构重建技术的研究进展

未处理的碳纤维表面光滑,具有较强的化学惰性和非极性,与树脂基体间的界面粘结性较差,碳纤维表面的微观形貌结构及化学组成决定了复合材料的性能。对碳纤维表面进行改性,改变碳纤维表面活性及形貌,提高与树脂材料的浸润性,提高界面结合作用,方可将载荷有效地传递给碳纤维,充分发挥碳纤维高强度、高模量等优异性能。介绍了近年国内外碳纤维表面化学组成(引入官能团、接枝分子链等)、微观形貌结构重建改性的研究状况,特别是碳纤维表面构建有机、无机、有机-无机复合微纳米颗粒改性研究的进展,并分析了碳纤维表面改性与结构重建技术研究和应用中存在的一些问题。

基于FBG传感技术的复合材料T型加筋板低速冲击在线监测研究

将布拉格光纤光栅(Fiber Bragg Grating,简称"FBG")埋植在复合材料加筋板结构三角填充区,在线监测复合材料加筋板冲击过程及压缩过程的应变信号。研究了冲击点位置、冲击能量对FBG传感器应变监测性能的影响,分析了FBG传感器对复合材料T型加筋板冲击及压缩过程监测的精确性。结果表明:在相同冲击能量条件下,随着冲击点位置与FBG传感器距离的增加,FBG传感器测得的复合材料T型加筋板应变值呈下降趋势;当复合材料T型加筋板出现较为明显的损伤时,FBG传感器未发生断裂失效。将FBG传感器埋植于加筋板的三角填充区内,在压缩过程中,FBG传感器反射波谱保持单个波峰且形状未发生变化,初步实现了对复合材料T型加筋板冲击及冲击后压缩过程应变信号的在线监测。

毛条微波高效烘干技术研究

对毛条的微波烘干原理及传质传热过程进行分析,并采用自行研制的微波烘干设备对不同形式的毛条进行烘干并对实验结果进行分析。实验结果表明:微波干燥技术可应用于毛条干燥,可实现毛条的连续、高效干燥,烘干效率及质量明显提高。当采用毛条卷整体烘干时,毛条卷内部温度高于80℃,且表面结露明显;当采用松散方式烘干时,毛条表面手感蓬松,温度低于40℃,且多层(6～8层)烘干的能耗低于单层烘干。

金属模具的无模化铸型快速制造技术

为实现模具的快速精密制造,尤其是提供快速精密的模具毛坯,进一步减少模具的加工余量,快速制造出所需要的金属模具,急需开发节能、节材、降耗的新工艺和新技术。本文分析了铸型数字化加工技术,建立在材料、机电一体化、计算机、自动化技术等基础上,改造了传统的金属模具毛坯制造工艺,具有数字化、精密化、快速化、柔性化和绿色化等特点,是金属模具毛坯铸造技术的革命。

铸锻件制造技术向快速高精、数控绿色发展

目前，我国铸锻成形制造企业数量多，但规模小，先进设备所占比例小，特别是智能化、集成化、柔性化设备更少，原材料消耗及能耗高，企业制造技术水平、产品质量和生产效率亟待提高。

带肋钢筋机械连接中的质量分析及其发展方向研究

对国内钢筋机械连接的使用现状、不同形式接头各自存在的缺点和不足,以及钢筋接头常见的质量问题做了较全面的综述。对如何克服现存的缺点和不足提出了解决办法,对连接方式的发展提出了滚轧锥螺纹这一新工艺的设想。

潮流水轮机的研究进展

概述了潮流水轮机的国内外发展情况,对3种不同结构的潮流水轮机的类型和特点作了比较分析,介绍了潮流水轮机的研究方法以及性能研究,指出了潮流水轮机的未来发展方向。

TC4钛合金高温本构关系的研究

在Gleeble-1500热模拟机上对TC4钛合金进行高温热压缩试验,热模拟压缩试验变形条件:温度800～1030℃,应变速率0.001～10 s-1;变形程度60%。结果表明:TC4钛合金在变形开始阶段,流动应力随应变的增加迅速增加,当应变超过一定值后,流动应力开始下降并逐渐趋于稳定,出现稳态流动特征;变形温度、应变速率的减小使TC4钛合金高温变形时的峰值应力显著降低。并通过对数据的回归处理,确定了合金在(α+β)相区地热变形激活能是565.96 kJ/mol,β相区是402.879 kJ/mol。研究发现峰值应力σp、稳态应力σres、峰值应变εp、稳态应变εres等与Z参数之间呈线性关系。

潮流发电帆翼式柔性叶片水轮机实验研究

潮流发电水轮机是海洋潮流能发电系统的核心组成部分。帆翼式柔性叶片水轮机是一种全新水流发电装置,叶片由柔性材料制成,在流体力作用下自动调节攻角,能充分利用流体的升力和阻力效应做功。以帆翼式柔性叶片水轮机获能系数为研究目标,采用因次分析法初步分析可能影响获能系数的因素,通过模型实验对叶片弧弦比、叶片边弦比、叶片密度与获能系数的关系进行研究。不同结构形式转子存在不同叶片弧弦比最佳值,叶片边弦比愈大,获能能力愈强;在一定范围内,叶片密度较小时,获能与起转能力强,转速波动性较大,适用于低流速工况;反之获能与起转能力弱,稳定性较好,电能质量较高,适用于高流速工况。最后提出优化方案,实验证实优化后水轮机在获能能力和发电能力上均有所提高。

P20塑料模具钢淬火及回火组织性能的研究

利用扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计研究了P20塑料模具钢淬火及回火组织,并测定了硬度随淬火温度以及回火温度的变化。P20钢经830～920℃淬火得到板条马氏体,淬火后晶粒尺寸随淬火温度的升高有粗化的趋势但并不明显,直到890℃以后才明显粗化,因此,淬火温度应在830～890℃,以860℃为宜。P20钢硬度随回火温度升高而降低,碳化物析出增多并逐渐球化,马氏体板条边界逐渐变得模糊,有些板条合并变宽。P20钢经620℃×1h回火后其硬度为32.8～35.8HRC,能满足预硬化硬度要求,而且经830～890℃淬火+620℃×1h回火,硬度基本不随淬火温度变化,这将有利于工厂组织生产,因此最终选择预硬化工艺为860℃×30min淬火+620℃×1h回火。

盘型件宽槽双面辗压的实验研究

利用自行研制的双面辗压实验机和铸造纯铅圆盘毛坯进行了盘型件宽槽双面辗压试验研究。实验发现,盘型件双面辗压与其他局部成形的明显区别在于双面辗压的沟槽深度小于辗压头的压痕深度(即压下量),将给此差值命名为“甩高”,并用甩高、槽深、压痕深度描述沟槽的基本几何形态。通过实验给出了辗压头转速、沟槽位置对沟槽几何形态的影响;此外还给出了多遍次宽槽辗压过程中径向材料堆积的高度和影响区大小的试验数据。

国内外热作模具钢的研究进展

介绍了国内外传统和新型热锻、热挤压和压铸用热作模具,以及特殊用途热作模具的钢种和特点;热作模具钢热处理和表面处理技术的研究进展。提高模具钢纯净度、均匀和细化组织,用计算机模拟技术开发热作模具钢新钢种是目前提高热作模具钢寿命的重要方法。

人工神经网络在钢铁材料研究中的应用

人工神经网络是近年发展起来的模拟人脑生物过程的具有人工智能的系统,在钢铁材料研究中有着广阔的应用前景。人工神经网络可根据钢的化学成分和/或加工工艺参数对微观组织、相变温度和时间及性能等做出快速准确预测,并可用于研究钢的上述各影响因素间的相互关系。研究人工神经网络也可用于钢的冶金过程及钢的表面处理过程工艺参数的预测及控制。

大口径三通成形冷却区数值模拟与实验研究

通过数值模拟与实验,对大口径高钢级三通管件热挤压成形工艺过程中关键工序——压包工序的冷却区进行研究,对冷却参数给出了合理定性、定量分析。确定了冷却区温度,分析了不同的冷却区参数对压包成形的影响,获取了合适的冷却区占压扁后工件长轴尺寸的百分比数。其研究结果对实际生产有一定的指导作用。