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"2019年度高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎（科學(xué)技術(shù)）科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。項目組經(jīng)過數(shù)年的研究，創(chuàng)新設(shè)計底盤驅(qū)動/制動、轉(zhuǎn)向、懸架等系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，構(gòu)建了智能底盤多智能體動態(tài)協(xié)調(diào)控制架構(gòu)，提出縱向、橫向及垂向耦合集成與協(xié)同控制技術(shù)，形成以四項創(chuàng)新點為代表的技術(shù)群： 1、驅(qū)動/制動關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及車輛行駛敏捷性、穩(wěn)定性協(xié)同控制技術(shù)。鑒于現(xiàn)有研究多聚焦于車輛驅(qū)動/制動系統(tǒng)獨立控制且忽視內(nèi)在耦合關(guān)系，割裂影響機(jī)理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法。從驅(qū)動/制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與方法設(shè)計兩個方面，提出融合路面附著系數(shù)估計的車輛驅(qū)動防滑（ASR）、能量回饋型制動防抱死系統(tǒng)（ABS）及制動力精細(xì)調(diào)節(jié)技術(shù)、驅(qū)動/制動協(xié)同的車輛穩(wěn)定性強(qiáng)魯棒控制技術(shù)，解決車輛行駛敏捷性與穩(wěn)定性控制所面臨的參數(shù)攝動、控制時滯、多執(zhí)行器耦合與冗余等難題。 2、車輛線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及轉(zhuǎn)向操縱主動控制技術(shù)。針對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的耦合擺振、結(jié)構(gòu)參數(shù)時變不確定和線控時滯問題，項目組分別提出了考慮懸架與擺振問題耦合機(jī)理的車輛系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、減輕操縱負(fù)荷的前輪主動轉(zhuǎn)向駕駛員共享控制技術(shù)和全電控四輪線控轉(zhuǎn)向軌跡精確跟蹤及橫擺穩(wěn)定性控制技術(shù)。

本技術(shù)采用先進(jìn)的氧化石墨烯分散技術(shù)，實現(xiàn)了氧化石墨烯在超高性能混凝土的可控分散，進(jìn)而制備出超高韌性、超高耐久的水泥基材料。本技術(shù)通過從納微觀尺度上對水泥基材料水化產(chǎn)物的改性，克服了傳統(tǒng)水泥基材料本質(zhì)上脆性行為的弊端，產(chǎn)品能夠在嚴(yán)苛的服役環(huán)境中長期（大于 100 年）保持優(yōu)異的服役狀態(tài)。同時，相比于現(xiàn)有的納米混凝土改性技術(shù)，本技術(shù)使用的納米外加劑-氧化石墨烯制備工藝簡單，價格優(yōu)勢明顯，改善效果更為顯著，使該產(chǎn)品具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。 

傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金工模具材料耐磨性和強(qiáng)韌性難以兼得，而其中的鎢、鈷元素屬于稀有貴重元素。本項目所采用的Ti(C,N)基金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性、紅硬性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和高溫抗氧化性、與金屬間極低的摩擦系數(shù)、無磁性、而且還具有較高的強(qiáng)韌性，不含稀有貴重元素，其制造成本僅為硬質(zhì)合金的35～40%，已在市場上得到較廣泛的應(yīng)用。該成果發(fā)明了系列無鈷金屬陶瓷強(qiáng)韌化、無磁化制備技術(shù)，開發(fā)了系列高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料，是硬質(zhì)合金理想的升級替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料難以相比的強(qiáng)韌性。?技術(shù)特征該材料主要性能指標(biāo)可達(dá)：硬度≥92.2HRA，抗彎強(qiáng)度≥3250MPa，斷裂韌性≥9.4 MPa·m1/2。獲得相關(guān)授權(quán)國家發(fā)明專利8項，相關(guān)技術(shù)曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎，達(dá)到國際先進(jìn)水平。應(yīng)用范圍:主要用途：①適用于制作各種可轉(zhuǎn)位刀片，用于難加工材料的干式切削；②適合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纖維預(yù)浸料的切割時，使用的穩(wěn)定性和壽命大大高于目前進(jìn)口產(chǎn)品；④適合于制作電子元器件生產(chǎn)及激光加工生產(chǎn)線中的專用模具，綜合性能優(yōu)良；⑤適合制作苛刻環(huán)境下使用的密封環(huán)和耐磨件。

鉆削加工是機(jī)械制造行業(yè)中孔加工的最主要方法，鉆頭是切削刀具中使用頻率最高、應(yīng)用最為廣泛的刀具。多刃多尖鉆頭（倪志福鉆頭）“好用，但難磨”是業(yè)界公認(rèn)的，該技術(shù)產(chǎn)品的的推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問題是“重磨”。胡思節(jié)教授采用可換鉆尖的形式制造高性能的多刃多尖鉆頭，改變傳統(tǒng)整體鉆頭結(jié)構(gòu)，使用鉆桿和刀片可分離的結(jié)構(gòu)形式，鉆桿可多次重復(fù)使用，刀片磨損后可快速更換,刀片更換后的定位精度可以達(dá)到0.02mm，徹底解決了多刃多尖鉆頭鉆尖“重磨”的難題，為多刃多尖鉆頭的大面積推廣使用鋪平了道路。鉆尖形式根據(jù)多年的研究成果，采用獨特的多刃多尖的結(jié)構(gòu)形式(且這些鉆型只能用我們自己研發(fā)的特有的五軸數(shù)控鉆尖磨床來加工)。鉆尖刀片采用高硬度耐磨的硬質(zhì)合金材料制造，把“好鋼用在刀刃上”，可節(jié)約90%以上昂貴的硬質(zhì)合金材料(硬質(zhì)合金材料的價格是制造刀桿材料價格的10倍以上)，從而大大降低可換鉆尖式硬質(zhì)合金鉆頭的制造成本。

有效提高換熱器的傳熱能力是節(jié)能的重要途徑，通過采用更高性能的高效管即可實現(xiàn)。本裝置為采用新型傳熱方式（高真空度下的噴淋降膜蒸發(fā)）的新產(chǎn)品性能設(shè)計研制測試臺，可用于水及制冷工質(zhì)在水平光管及管束上的噴淋降膜蒸發(fā)傳熱性能試驗，目的在于對降膜蒸發(fā)強(qiáng)化傳熱技術(shù)進(jìn)行研究與開發(fā)。用于制冷工質(zhì)的噴淋降膜蒸發(fā)傳熱性能試驗裝置的研發(fā)在國內(nèi)尚未見公開報道，本裝置的設(shè)計與研制有創(chuàng)新性。測試臺主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。3）對水在水平光管及管束上的降膜蒸發(fā)過程進(jìn)行實驗研究，工作參數(shù)（壓力、流量和溫度）范圍應(yīng)符合現(xiàn)有工程實際使用范圍，可對噴淋流量、熱流密度、飽和溫度、過熱度及幾何參數(shù)（管徑、間距、管型）等對換熱性能的影響進(jìn)行重點研究。 測試臺主要參數(shù)： 1） 殼程壓力（絕對壓力）   0.8 -1.0kPa 2） 制冷劑（水）流量   0.5-2.0 kg/m/min， 3） 噴淋水溫            5 ℃ 4） 冷凍水出口水溫      7 ℃ 5） 采用噴淋型式 6） 傳熱溫差最小可達(dá)2℃左右。 測量及控制精度： 1）測量精度要求：      溫度±0.1℃，流量±0.04 kg/min，絕對壓力±0.15% 2）控制精度要求 溫度±0.1℃，流量±0.1 kg/min，絕對壓力±0.5%， 溫度和流量采用全自動控制。

由于節(jié)能的需要，離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性一直為人們所重視。以往的研究大多將注意力集中在提高離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)在設(shè)計工況點運(yùn)行的效率上，然而，大多數(shù)離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)在實際運(yùn)行時都是在一定工況范圍內(nèi)工作，僅在一個工況點運(yùn)行的情況較少。因此，改進(jìn)離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能，提高它們在變工況范圍內(nèi)的運(yùn)行效率，是實現(xiàn)節(jié)能的另外一條重要途徑。進(jìn)口導(dǎo)葉是離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)中廣泛使用的一種調(diào)節(jié)方法，過去對它的研究不多，因此，開展進(jìn)口導(dǎo)葉研究對離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能有重要實際意義。

研發(fā)階段/n目前國內(nèi)生產(chǎn)使用的主要是金屬關(guān)節(jié)，雖然其價格低廉，但仍存在斷裂、腐蝕、股骨頭磨損等問題，進(jìn)口人工關(guān)節(jié)價格昂貴。高純氧化鋁生物陶瓷適用于矯形關(guān)節(jié)假體部件的替代材料及制品，是一種生物相容性好、耐腐蝕及耐磨損的生物惰性材料。氧化鋁陶瓷與金屬復(fù)合的人工關(guān)節(jié)，結(jié)合了陶瓷生物相容性好、耐磨及金屬抗折強(qiáng)度高、韌性好的優(yōu)點，開發(fā)生物陶瓷與金屬復(fù)合及配伍的人工髖關(guān)節(jié)，能改變目前國內(nèi)無生物陶瓷人工關(guān)節(jié)生產(chǎn)的局面，提高我國人工關(guān)節(jié)產(chǎn)品的檔次，參與國外產(chǎn)品的競爭，為我國髖關(guān)節(jié)患者提供高質(zhì)量、價廉的人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品

該成果建立了新型復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的虛擬激勵法理論，應(yīng)用該理論針 對三維鋼結(jié)構(gòu)拱橋、自錨式懸索橋等復(fù)雜橋型進(jìn)行研究，提出了適合于軟土地區(qū)的地震動場、自功率譜及相干函數(shù)等模型，進(jìn)行了抗震性能研究，發(fā)明了具有很強(qiáng)抗震性能的鋼管混凝土腹桿組合箱梁，對于類似橋梁的抗震設(shè)計具有重要的參考價值；對拱橋的橫向支撐鋼管混凝土N型相貫節(jié)點進(jìn)行了理論分析和試驗研究，得出往復(fù)荷載作用下不同加強(qiáng)形式破壞特征一致的結(jié)論，可為大跨徑組合橋梁的設(shè)計與

本項目以連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物基高性能復(fù)合材料零件直接3D打印為目標(biāo)，采用連續(xù)纖維與熱塑性聚合物為原材料，利用復(fù)合浸漬-熔融沉積的3D打印工藝實現(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料構(gòu)件的低成本一體化快速制造，打印的復(fù)合材料零件的拉伸與彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到340MPa與390MPa,該技術(shù)既改進(jìn)了傳統(tǒng)3D打印零件強(qiáng)度不足的缺點推動了3D打印技術(shù)向工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程，又克服了傳統(tǒng)復(fù)合材料成型工藝成本高、周期長的技術(shù)瓶頸促進(jìn)了復(fù)合材料在將來的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，是一次具有革命性的創(chuàng)新與突破。該技術(shù)屬于國內(nèi)首創(chuàng)，獲得多項自主知識產(chǎn)權(quán)，受到國內(nèi)外越來越多機(jī)構(gòu)的關(guān)注，在國內(nèi)，本項目得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、載人航天等項目的支持，開展關(guān)于工藝機(jī)理與裝備等方面的研究，探索該工藝在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景，在國外，分別與德國、俄羅斯等研究單位合作對該工藝的材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計開展研究，研究水平國內(nèi)外領(lǐng)先。在當(dāng)今全球3D打印領(lǐng)域快速發(fā)展的形勢下，復(fù)合材料3D打印具有巨大的發(fā)展前景，據(jù)SmarTech預(yù)測，至2026年全球用于3D打印的復(fù)合材料收入將超過5億美元，未來十年內(nèi)復(fù)合材料將成為3D打印最主要的市場機(jī)遇，目前該項技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出了成熟的工業(yè)設(shè)備，形成了成熟的裝備-材料-工藝體系，具備了商業(yè)化應(yīng)用的條件，已經(jīng)初步在復(fù)合材料輕質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面得到應(yīng)用，隨著該技術(shù)的成熟，將來必將在航空航天、汽車交通甚至民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本項目目前正在積極尋求具有熱塑性復(fù)合材料界面改性、基體材料開發(fā)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計以及復(fù)合材料應(yīng)用等方面特長的合作單位共同推動該新型技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。

地源熱泵系統(tǒng)具有機(jī)組性能系數(shù)高、節(jié)能效果好、利用可再生能源、系統(tǒng)簡單、運(yùn)行費用低等優(yōu)越性，是21世紀(jì)以節(jié)能和環(huán)保為特征的具有發(fā)展前途的綠色空調(diào)技術(shù)，地下?lián)Q熱器性能對地源熱泵的整體性能起著決定性作用，因此測試地源熱泵地下?lián)Q熱器換熱性能對地源熱泵設(shè)計、改性和評價至關(guān)重要。目前的現(xiàn)場測試需要很多儀器和設(shè)備，每測一個地下?lián)Q熱器，均需重新搭建試驗臺，且實驗場地與實驗室有一定距離，搬運(yùn)如此多設(shè)備也非常不方便，浪費時間、浪費人力和財力。為改進(jìn)這些缺點，本項目將地下?lián)Q熱器測試平臺進(jìn)行集成，并做成移動測試車的形式，對不同的地下?lián)Q熱器只需進(jìn)行測點布置，即可快速進(jìn)行測量。