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我校辽宁省科技进步奖项跻身省内15强

浏览数: | 发布时间:2018-06-26 11:33 | 发布人:

近日,我校科研工作再传喜讯,从辽宁科学技术奖励大会获悉,我校3项科技成果榜上有名。其中,由卢少微教授主持完成的《基于多传感器的航空复合材料构件智能制造与健康监控》项目获辽宁省科技进步一等奖;由王维教授主持完成的《高性能金属零件激光增材制造工艺与装备》和李润东教授主持完成的《城镇污泥高效干化与清洁利用关键技术研发及应用》两个项目获辽宁省科技进步二等奖。

2017年辽宁省科学技术进步奖获奖项目共168项。其中,一等奖15项、二等奖66项、三等奖87项。我校获得一项一等奖,二等奖两项,在获奖数量上和奖项质量上均处于省内高校前列,充分体现了沈航较高的科研实力。

基于多传感器的航空复合材料构件智能制造与健康监控

材料科学与工程学院 卢少微

辽宁省科技进步一等奖

先进聚合物基复合材料以其高比强度/比模量、耐热、耐腐蚀等独特性能,在航空航天、武器装备等国防科技及民用领域中得到广泛应用。由于飞机复合材料构件需承受飞行中的复杂载荷,并满足长服役寿命和高可靠性要求,所以对其的质量、安全性要求很高。同时复合材料构件制造过程中受成型、加工和装配力、热等强场持续耦合作用,极易产生多形态、多尺度缺陷和损伤,严重削弱了构件的飞行服役可靠性。我国大型复合材料构件智能制造和健康监测技术落后,严重制约了复合材料在航空航天领域推广应用。

复合材料构件智能制造及健康监测既是国际性难题,亦受国外严密封锁,必须自主研发。在某部民机专项、国防基础科研等重点项目支持下,攻克多项关键技术难题,取得多项具有自有知识产权的重大科技成果,并在多项型号工程中得到应用,创新工作如下:

1、国际上首次提出碳纳米纸微纳传感器实现复合材料制造过程及服役损伤监控的创新方法。解决国产碳纳米纸大面积可控制备的技术难题,通过构建其成型工艺参数-微观结构-传感性关联机制实现碳纳米纸传感性控制;揭示复合材料固化过程树脂相态变化与碳纳米纸传感器电阻变化关联机制,实现复合材料制造过程监控;多力学模式下复合材料结构损伤监测与剩余寿命预测。

2、基于光纤光栅的复合材料固化监测及变形控制。研发用于复合材料固化热力参数监测的光纤光栅固化监测系统;揭示固化工艺参数对复合材料固化状态及制件质量作用机制,实现复合材料制件变形控制与精确制造;发展了一种建立复合材料固化反应动力学模型,准确监测预浸料凝胶点,确定复合材料热压成型加压点的新方法;提出“多级热力循环”和“去光栅反射光谱异化法”调控复合材料固化缺陷,降低固化变形。

3、基于光栅反射全光谱的复合材料多损伤监测与评价。提出光栅内传感的复合材料结构非均匀应变场监测理论,利用研编的(啁啾)光栅反射光谱重构程序,构建表征复合材料结构多损伤的光栅反射全光谱数据库,为复合材料结构服役损伤实时监测与损伤评价提供一种新的创新方法。

成功应用于沈阳飞机设计研究所、辽宁通用航空研究院、苏州富丽达汽车有限公司等型号飞机、型号汽车复合材料部件制造,显著提高了复材制件制造精度,降低结构变形与缺陷率,取得了显著的经济效益和社会效益。打破国外对复合材料智能制造与健康监控技术的垄断和封锁,提升了我国先进复合材料精确制造核心竞争力,为我国新一代宽体客机、歼击机和无人作战飞机研制提供技术支撑。项目授权国家发明专利19项,公开国家发明专利14项,发表Carbon等高水平SCI、EI期刊论文40篇,研究成果创新性突出,填补了国内外空白,部分技术处于国际领先水平

城镇污泥高效干化与清洁利用关键技术研发及应用

研究生院 李润东

辽宁省科技进步二等奖

城镇污泥处理处置是当前国内环保领域面临的重大问题之一。本项目面向我国城镇污泥减量化、资源化处理重大需求,突破了污泥干化传热效率低、能耗高、资源化利用产品附加值低等关键技术难题,开发潜热回收式污泥高效转盘式干化、污泥连续流好氧生物-物理联合干化和污泥中温厌氧发酵制备高值化城市燃气等具有自主知识产权的技术和装备,并在省内外成功实现工程应用,经济和环境效益巨大,为我省乃至全国污泥减量化、资源化提供有效的技术支撑。

本项目主要技术内容:

1、创新性提出污泥分区干化理念,开发具有自主知识产权的潜热回收式污泥高效转盘干化技术,污泥干化热能耗在2900kJ/kg-水以下,热利用效率达到80%;

2、率先研制城镇污泥连续流好氧生物-物理联合干化技术及装备,建立1000t/d的生产线,干化污泥干基热值在1000 kcal/kg以上;

3、开发城镇污泥中温厌氧发酵制备高附加值城市燃气成套技术,建立了600t/d生产线,实现污泥减量60%以上,沼气净化提纯后甲烷含量达94%,年产清洁城市燃气480万Nm3

4、突破污泥烧结制高值化陶粒关键技术难题,提升污泥资源化利用率,制得的陶粒滤料比表面积>0.5m2/g,盐酸可溶率<2%,满足《水处理人工陶粒滤料》要求,陶粒骨料筒压强度>5.0MPa,吸水率<3%,满足《轻集料及其试验方法》要求。

本成果主要创新点:在国内外首次提出污泥分区干化理念,开发潜热回收式污泥高效转盘干化技术,国家重大专项专家组评估后认为该技术能耗与污染控制效果达到国际领先水平,并将其作为重点推荐的污泥减量化技术;率先提出通过微生物强化破解污泥胶团结构、好氧微生物产热和物理强化作用连续干化污泥,开发国内首创的连续流污泥好氧生物-物理干化装备;突破污泥高钙含量导致的陶粒盐酸可溶率与比表面积工艺优化条件不一致,烧成范围窄等技术难题,开发污泥、河底泥和飞灰协同烧结制取高附加值轻陶粒一体化技术工艺。

本成果推广应用在2013-2016年度累计新增产值近4亿元。主要包括:国电东北环保产业集团采用本成果中污泥生物-物理联合干化技术,投资建设并运行规模为1000吨/日的产业应用项目;大连东泰有机废物处理有限公司应用本成果中城镇污泥中温厌氧发酵成套技术及装置,建立了年处理21万吨市政污泥的厌氧发酵装置;江苏昆山建邦环境投资有限公司2010年引进本成果中潜热回收式污泥高效转盘干化技术应用在陆家污水处理厂。

高性能金属零件激光增材制造工艺与装备

国防数字化学科重点实验室 王维

辽宁省科技进步二等奖

军民用飞机、航空发动机、弹箭星船和空间站等航空航天装备承载能力、机动性、敏捷性、安全性及寿命等性能要求越来越高,大量使用高性能整体结构是提高飞行器机体结构性能的重要发展方向,增材制造技术在复杂结构的高度可实现性成为现代飞行器大型整体结构制造的重要突破口。激光增材制造技术以合金粉末为原料,以粉末同步送进为特征,通过激光熔化/快速凝固逐层沉积制造,由零件CAD模型一步步完成全致密、高性能金属结构件的“近净成形制造”。因其独特技术优势,被誉为是一种“变革性”、“控形/控性”一体化制造技术,在航空、航天等重大装备制造中具有广阔发展前景。该技术材料利用率高,可实现力学性能与锻件相当的复杂高性能构件制造,且其同步材料送进特征可实现同一构件上多材料的任意复合和梯度结构制造,并可用于损伤构件的高性能修复。

航空制造工艺数字化国防重点学科实验室在国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家重大科技专项、总装预研项目、国防基础科研及航空工业沈飞、中国航发黎明、东安等企业委托课题支持下,突破了增材制造设备、工艺、验证考核和应用等关键技术,取得了多项创新成果:

1、提出特种能量场融合增材制造新方法,研制系列化激光增材制造成套装备。将超声场、电磁场、点式锻压与激光增材制造有机耦合,提高制造效率、减小残余应力和冶金缺陷,调控成形组织形态和晶粒尺寸,显著提高制件的力学性能。

2、提出增材制造动态分区扫描方法,开发高性能金属零件控形控性制造工艺。提出基于零件结构构型特征及红外分区的激光增材制造动态扫描工艺方法,通过实时反馈沉积层面温度分布,结合零件结构构型特征动态规划激光扫描路径轨迹,显著减小增材制造过程温度梯度,降低热应力、约束应力和晶格储存能,有效的控制增材制造零件的变形和开裂,提高制件的精度,提升工艺稳定性,拓宽工艺窗口。

3、建立全套技术标准和规范。建立从试片级全面性能考核试验、典型件中试考核试验到全尺寸件综合性能考核的增材制造新结构件考核评价方法。建立从工艺研究、性能试验、质量稳定性控制到装机应用的全套技术标准和规范,为全行业应用打下技术基础。

已获授权增材制造发明专利9项,发表相关学术论文100余篇,其中SCI/EI收录70余篇,培养博士、硕士研究生50余名。该研究成果已在某3代重型战机、最新型4代隐身战机、在研大型客机、先进航空发动机、深空探测器、战术导弹等国家重点型号的钛合金、高温合金、铝合金等材料承力结构件制造、维护和维修等方面成功应用,解决生产和科研难题,取得了显著的经济、社会和军事效益。

(供稿/科技处 编辑/宏升)