華中大機械學院科研成果展(下)
提示：點擊上方"機械工程學報"↑關注我吧
華中科技大學
機械學院
近十年來，華中科技大學機械學院承擔并完成的國家和企業科研項目千余項，科研經費連續保持華中科技大學前茅；先后獲得國家科技獎、國家級教學成果獎、國家優秀教材獎等共50余項，省部級科技獎共100余項；獲得國家發明專利、實用新型專利達700余項；有6門課程被評為國家級精品課程。
學報邀請您一起瀏覽近年來機械學院的部分研究成果（一共18項，分兩期報道）
10
高效金屬-氧化物復合催化劑的理性設計與性能調控
項目類型：國家重點基礎研究發展（“973”計劃）
項目負責人：陳蓉
項目承擔單位：華中科技大學，中國科學院寧波材料技術與工程研究院，南京大學
項目執行時間：2013年1月——2017年8月
我國大城市空氣污染的70%。來自于機動車尾氣排放，而由于機動車數目不斷攀升，污染物總量仍在持續増加，對于人類的身體健康，友好型環境建設都造成了重大的危害。并且隨著我國尾氣排放標準日益嚴格，用于尾氣催化的貴金屬用量也大大増加，而目前80%市場份額被外企壟斷。因此對于高效汽車尾氣催化劑的研究是十分迫切的，這是實現國家經濟可持續發展，響應節能減排措施的有力保障。
本項目的總體思想是根據我國科學中長期發展規劃中關于環境納米材料與技術的戰略目標，針對于汽車尾氣方面金屬-氧化物復合催化領域的關鍵技術，重點研究復雜反應環境的理論模型以及催化性能的構效關系，開拓復合催化劑的新型制備方法，探索核磁共振技術在催化表征方面的應用，從而實現催化劑的理性設計和性能調控。對于金屬-氧化物復合催化劑的可控制備為突破口，結合理論模擬和核磁共振表征技術，實現對于復合催化劑形貌、界面、組分等因素的微觀控制，尋找有效提升其催化性能的途徑。
項目的主要研究內容有：
1、結合復合納米催化材料本身的結構與特性，理論研究金屬顆粒與載體界面處的強相互作用、化學反應中過渡態的確認等方面；
2、利用選擇性原子層沉積技術可控制備金屬-氧化物復合催化劑。開拓原子層沉積技術在復合催化劑、三維復雜基底沉積中的應用；
3、結合原子層沉積對催化劑的可控合成，使用液相原位納米晶生長技術，考察智能催化劑的原位合成，在不同氧化還原氣氛下的形貌、催化性能變化；
4、通過1H-17O等雙共振核磁共振實驗對反應活性位置實現針對性選擇，考察催化活性組分如金屬納米結構如何與載體相互作用。
經過本項目三年的研究和運行目前已取得了大量原創性成果，如在理論計算方面通過凸包法及相圖研究了貴金屬-氧化物的界面穩定性，篩選了穩定的貴金屬-鈣鈦礦結構并初步評估了其表面催化活性；對氧化物表面NO催化機理進行了分析，并且與實驗結果得到了相互印證。在催化劑的可控制備方面，利用區域選擇性原子層沉積方法實現了貴金屬核殼結構的原子尺度制備，發展了具有協同效應和良好熱穩定性的可控界面氧化物包覆型復合催化劑的方法，實現了核、殼組分的有效調節。實現了ALD可控合成貴金屬-氧化物復合結構催化劑、共沉淀法制備氧化物-氧化物復合催化劑。在設備研制開發方面搭建了平面催化測試平臺，并成功對其催化性能進行評估等。在機理研究方面，發展了以17O固體核磁共振譜學為主研究納米氧化物材料的新方法，開發了新的高效選擇表面同位素標記技術；研究確定了莫來石最優催化活性晶面。在工程應用方面，結合基礎研究發現和工程優化，在降低20%貴金屬用量前提下，催化劑已滿足國四準國五的排放要求，并通過國家客車質檢中心的認證?；诒卷椖恳寻l表科研論文70余篇，其中SCI收錄58篇，申請專利30余項，參加國際會議50余人次，在人才培養和團隊建設方面取得了豐碩的成果。榮獲第44屆曰內瓦國際發明金獎，泰國國家研究評議會國際發明特別優異獎。
11
多場作用下三維密排陣列微互連結構形成及性能調控
項目類型：國家重點基礎研究發展（“973”計劃）課題
項目負責人：史鐵林，康廣蘭
項目承擔單位：華中科技大學、清華大學
項目執行時間：2015年1月——2019年8月
IC制造業的發展已步入了20/14nm的技術節點，以極紫外光刻為主體的前道技術路線已相對成熟，但由于尺寸纖，使得后端封裝原有的互連方式不能滿足信號的高性能傳輸器件小尺寸多功能的應用需求。因此，制造技術必須全面變革，采用大量密集分布的垂直互連微通道和微凸點，并最后互連集成為一個系統，解決三維集成系統制造的難題。
本課題研究任務主要針對高密度（104個/mm2）微凸點(5μm以下)低溫互連形成機理、表面微納米活化處理機制、互連微結構生成條件及微互連界面的形成、演變規律和微互連失效機制進行探索，并實現高可靠固態微互連方法以及微互連樹則與互連缺陷診斷的新方法。
本課題研究進展總結如下：
1、利用脈沖激光沉積獲得魔法貼型銀納米結構，此納米結構不僅具有了機械互鎖的特性，同時具備納米顆粒的尺寸效應，在180℃實現互連；
2、采用磁控濺射制備銅納米棒，利用銅納米尺度的低熔點、表面高活性特性，在300℃實現了Cu-Cu互連，在2001實現了Cu-Sn互連；
3、制備出不同直徑或粒徑大小的銅納米線及納米顆粒，開發了粘結劑含量極少的銅納米焊膏，在30℃實現了Cu-Cu鍵合。
完成了年度研究內容并取得了研究成果，參加相關國際會議2次，發表論文10篇（SCI檢索9篇，Ei檢索會議論文1篇），申請專利4項。
12
復雜型面加工的能量定域耦合機理及調控方法
項目類型：國家重點基礎研究發展（“973”計劃）課題
項目負責人：陳智勇、李文龍
項目承擔單位：華中科技大學、大連理工大學
項目執行時間：2015年1月——2019年8月
CAP1400型壓水堆核電機組是在消化、吸收、全面掌握我國引進的第三代先進核電AP1000非能動技術的基礎上，通過再創新開發出具有我國自主知識產權、功率更大的非能動大型先進壓水堆核電機組。而其關鍵零部件核主泵葉輪、推力軸承是典型的過流部件，起到給一回路冷卻劑提供循環動力、承受核主泵軸向載荷的關鍵作用。從制造要求上講：核主泵葉輪從AP1000的鑄造為主，改為CAP1400的鍛造+銑肖啲加工方式、推力軸承以磨削為主。為滿足服役工況下的水利特性，兩類零件的型面精度和變質層厚度控制嚴格。核主泵葉輪服役過程承受各種交變載荷，在機械疲勞、應力腐蝕疲勞、蠕變疲勞等作用下，易出現裂紋萌生，達到極限后，會出現局部破損或葉片斷裂。核主泵推力軸瓦、摩擦副服役于重載或變載、低粘度水潤滑惡劣工況下，要求具備耐磨損、耐腐蝕、耐疲勞的高使役性能，對表面質量的完整性要求極高，但加工過程中表面質量難控。
本課題針對大功率條件下使役性能對關鍵過流部件形性協同制造要求，研究大型復雜型面葉輪抗疲勞加工、超硬涂層型面能量定域耦合加工，以及鑄造高合金型面高效低損傷精密加工方法，揭示屏蔽式核主泵關鍵過流部件加工制造中的多能場定域調控機制，發展適于大功率條件下超長使役要求的核主泵過流部件形性協同創成理論、工藝方法和評價體系。
項目的主要研究內容有：
（1）零件切削缺陷抑制的熱力條件及抗疲勞加工機理；
（2）鍛造葉輪切削區域能量耦合與高效工藝驗證；
（3）超硬涂層型面能量定域耦合加工原理；
（4）鑄造高合金型面復合能場高效低損傷磨拋機理。
經過本課題一年的研究，目前已取得較大的研究進展：
（1）考慮刀具偏心對銑削力的影響，建立任意輪廓立銑刀銑削力計算模型，研究刀具結構參數對加工過程熱力分布和表面完整性的影響，初步搭建等離子體預熱加工實驗臺，并對常溫切削、預熱切削的溫度場進行測量。
（2）定義三種形式的可接近錐，提出面向葉輪在線檢測的無干涉測軸軌跡規劃方法，在機床原位對吸力面、壓力面等輪廓誤差進行評估。
（3）針對摩擦副超硬涂層材料低應力加工要求，研制3軸電化學-機械復合加工工藝試驗臺，研究電解液成分及濃度等因素對工件材料電化學特性的影響規律，初步確定合理的電解液配方。
（4）研制新型的冷等離子體射流發生裝路，提出冷等離子體射流輔助磨削方法，通過對工件表面和砂輪表面持續進行親水性改性，讓切削液滲透到加工區深部，起到更好的潤滑、冷卻效果。
發表或接收論文6篇，其中SCI收錄3篇、曰收錄1篇，申請國家發明專利2項。預期通過本課題的研究，針對核主泵葉輪、軸承及其摩擦副等關鍵過流部件形性協同制造要求，研究強激勵條件下葉輪抗疲勞加工原理，揭示奧氏體不銹鋼材料切削加工表層缺陷抑制的熱力條件及組織轉變機理，建立葉輪抗疲勞加工工藝規范。研究超硬涂層摩擦副及鑄造高合金零件等超硬材料型面零部件加工原理，建立超硬涂層材料的高效低損傷精密加工方法，發展適于大功率條件下超長使役要求的核主泵過流部件形性協同創成理論、工藝方法和評價體系。
CAP1400核主泵閉式葉輪；制造工藝：鍛+銑（CAP1400）、型面精度：0.2mm、變質層：<0.1mm
13
高性能數字制造裝備的基礎研究（第二期）
項目類型：國家自然科學基金創新研究群體科學基金
項目負責人：邵新宇
項目執行時間：2015年1月——2017年12月
航空航天、海洋、電子工程等領域的關鍵零部件服役于極端復雜條件（高溫、高壓、強沖擊等），使役性能要求高，制造難度大。本研究群體在前期項目支持下，在高端制造裝備基礎研究方面取得了階段性研究成果。面向高端制造裝備的數字化、智能化、綠色化發展趨勢，群體項目第二期從“幾何―物理；多尺度—跨尺度；數字化—智能化”方面開展多學科交叉研究，圍繞難加工復雜曲面零件多軸數控加工表面完整性優化控制、多物理場作用下擾動的耦合動力學行為及作用機制、跨尺度制造中的多場作用與性能調控和多工序耦合機理與工藝參數優化等方面，將計算模型、仿真工具和科學實驗應用于數控裝備動態特性、性能演變與工藝優化研究，促使制造過程向全面數字化的計算和推理模式轉變，建立高端制造裝備性能優化的理論基礎。本群體項目2015年的主要研究進展如下：
1、難加工復雜曲面零件多軸數控加工表面完整性優化控制
（1）提出了考慮切削過程刀具偏離量模型和成形誤差模型的五軸銑削加工刀軸矢量規劃方法。
（2）提出了數控加工表層殘余應力無松弛預測方法。
（3）通過加工表面質量實驗研究了不同切削參數條件下粗糙度、殘余應力、顯微硬度和硬化層深度的變化規律。
2、多物理場作用下擾動的耦合動力學行為及作用機制
（1）提出了一種高性能微孔陣列氣浮軸承結構，并搭建了實驗平臺測試了其承載性能和振動特性。
（2）針對氣體靜壓潤滑主軸受到外界載荷、動不平衡激勵等因素影響下，主軸會表現出復雜的非線性動力學行為，建立了考慮復雜工況的氣體靜壓潤滑主軸非穩態力學模型。
（3）在傳統平面電機的基礎上，提出了動鐵式共面驅動工作臺的構型并建立了磁體陣列諧波模型及線圈推力模型。
（4）針對液壓管道變形會對液壓支承系統的剛度造成影響這一問題，首次提出管道容積彈性模量的概念，并分別推導了薄壁管道和厚壁管道的容積彈性模量的計算方法。
3、跨尺度制造中的多場作用與性能調控
（1）電噴印工藝機理與實驗研究：（a）高分辨率電流體直寫工藝。（b）基于自相識纖維結構的可拉伸壓電器件制備。（c）彈性基板上的纖維競爭屈曲機理研究。
（2）柔性電子轉印工藝機理與實驗研究。（a）超薄硅基芯片的強度測試與評估。（b）柔性基板剝離界面能量釋放率建模與實驗。超薄芯片真空拾取工藝中界面剝離機理。（c）桌面式電噴印裝備研究。
4、多工序耦合機理與工藝參數優化
（1）在單工序車削過程加工參數高效低碳優化問題研究方面，設計了一種單工序車削過程加工參數優化框架，并搭建了一個機床在線能耗監控平臺。
（2）在多工序車削過程加工參數優化高效低碳問題研究方面，以單工序車削過程的碳排放模型為基礎，建立了干濕切條件下面向高效低碳的多工序車削過程加工參數優化模型。
（3）磁場對激光及復合焊溶滴過渡行為影響研究，深入探究了不同方向、大小的磁場對溶滴導電通道的影響。
（4）磁場與激光及復合焊微觀組織的相關性機理研究，以3161不銹鋼為典型對象，研究了磁場對激光及其復合焊接熔凝區微觀組織的影響。
（5）探究了高功率激光焊接匙孔及熔池動態行為規律，研究不同工藝參數下高功率激光焊接匙孔及熔池穩定性。
（6）建立了焊接工藝多目標優化模型，揭示了焊接工藝參數對焊接質量的影響機理。
2015年在國際重要學術期刊上發表SCI論文10余篇，授權發明、實用新型專利10余項，群體成員受邀報告/會議報告3次，部分群體成員受邀擔任Scientific Reports編委。
14
高性能流體靜壓支承系統的基礎研究
項目類型：國家自然科學基金重點項目
項目負責人：段正澄
項目承擔單位：華中科技大學
項目執行時間：2013年1月——2017年12月
我國是一個制造業大國，發展包括重型/超重型加工裝備、精密/超精密制造裝備在內的高端制造裝備，已成為我國掌握制造產業競爭主動權、建設創新型國家等國家戰略具有全局性和戰略性意義的一項緊迫任務。我國現階段在能源、交通、重型機械、航空航天、艦船制造、集成電路芯片制造等國家重點行業所急需的高速、精密、重載高端加工設備大多受到國外發達國家的技術封鎖，而運動支承部件性能的低下是制約我國高端制造裝備發展的瓶頸之一。
以液體或氣體為介質的流體靜壓支承運動副，工作時具有近零摩擦、無磨損、效率高、運動平穩、能夠有效隔離振動傳遞等優點，能較好地滿足重型/超重型精密加工裝備、超精密加工制造裝備對運動支承的性能要求，成為高端制造裝備實現高精度、高穩定性的有效手段。在高速、重載、存在多源強擾動的極端工況下，流體靜壓支承的力學行為存在著一些傳統理論無法解釋的現象，突出體現在：重載條件下，介質流動狀態更多的表現為紊流；流速和壓力分布跟隨運動速度動態變化；油膜厚度減小，導致介質在微尺度狹縫中流動的跨尺度效應；彈性變形和熱變形引起支承運動副瞬時剛度的變化；支承系統動態特性隨支承運動實時波動；介質非均勻溫升，造成支承宏觀力學性能實時變化。
為此，本項目將從動力學行為機理、結構創新與優化方法、使役性能的檢測與主動控制技術、原型系統四個方面開展多學科交叉基礎研究。具體內容包括：
1、流體靜壓支承系統跨尺度動力學行為規律及能控能觀性解析；
2、面向支承性能主動控制的流體靜壓支承系統響應能力增強機制；
3、面向支承性能主動控制的流體靜壓支承系統結構創新及優化；
4、流體靜壓支承性能高精度感知與評定方法；
5、流體靜壓支承系統支承性能的主動控制策略；
6、高性能流體靜壓支承原型系統構建及試驗研究。
截止2015年，項目取得的主要進展如下：
動力學行為規律方面：研究了流-固-熱耦合行為對高速高精液體靜壓支承的影響；研究了動態擾動下高精度氣體靜壓支承動力學行為規律；提出了高精重載液壓支承系統的等效動力學建模方法。結構創新與優化方面：研究了非牛頓流體潤滑條件下的油膜支承特性；開展了考慮表面微結構的高精重載靜壓導軌的結構優化；研究了不等油膜厚度對靜壓軸承轉子系統的影響。使役性能與檢測方面：修正了重型立式車床靜壓導軌流量控制模型；提出了考慮管道彈性的液壓支承部件剛度計算方法。原型系統研發方面：完成了液體靜壓軸承試驗臺的研發；完成了空氣靜壓支承精密回轉工作臺的研發。
已發表論文21篇，其中SCI/Ei索引18篇；申請發明專利7項，授權2項。。
15
復雜曲面類零件五軸數控加工動力學與主動控制
項目類型：國家自然科學基金重大國際(地區)合作與交流項目
項目負責人：丁漢
項目承擔單位：華中科技大學，上海交通大學
項目執行時間：2012年1月1日——2016年12月31日
復雜曲面類零件在國防、運載、能源等行業有著廣泛應用，如航空發動機整體葉輪、大型艦船螺旋槳、燃汽輪機葉片等。這些產品直接關系國民經濟發展和國防安全，其制造水平代表著國家制造業的核心競爭力?！秶抑虚L期科學和技術發展規劃綱要》（2016——2020）和《國家自然科學基金委員會機械工程學科發展戰略報告》（2011——2020）均將大型復雜曲面零件設計、制造、測量等關鍵技術列入制造業重點發展領域的優先主題。近期“高檔數控機床與基礎制造裝備”和“大飛機”等重大專項的開展，對復雜曲面類零件的高效精密制造技術提出了前所未有的迫切需求。
在高效精密的復雜曲面機械加工過程中，刀具進給和銑削會引起系統的不穩定，需要采用先進的控制手段有效擴大穩定切深區間，抑制刀具系統的強迫振動和顫振。主動控制可通過調節主軸動力學行為顯著拓展穩定切深區間，從而有效提高加工效率。為此，本項目以研制主軸單元振動控制裝置、構建精密加工曲面幾何輪廓伺服控制器、開發內嵌主動控制的開放式五軸數控加工實驗平臺、實現復雜曲面類零件銑削加工過程的主動控制為研究內容，開展以下五個課題：
1、復雜曲面類零件五軸加工過程的動力學分析與數字化建模;?
2、加工設備感知系統設計與驅動器優化配置；
3、主軸單元的非線性輸出調節主動控制及其大閉環實現；
4、基于魯棒預測控制技術的加工裝備智能控制；
5、高精度曲面幾何輪廓誤差控制伺服系統。
通過本項目研究，將在復雜曲面零件五軸加工的動力學系統建模、銑削顫振預測和輸出調節主軸單元主動控制、加工曲面精密輪廓控制方面取得原創性研究成果，為提升我國復雜曲面類零件制造水平提供新原理和新方法。同時，研制磁懸浮軸承銑削電主軸，實現銑削顫振的主動抑制，提高復雜曲面加工效率和質量，達到高速高精銑削的加工目標。
16
高端表面測量系列儀器研究與開發
項目類型：國家重大科學儀器設備開發專項
項目負責人：劉曉軍
項目承擔單位：華中科技大學
項目執行時間：2011年10月1日——2015年9月30日
表面形貌是高端制造產品和科學研究樣件的重要幾何特征，影響其摩擦、磨損、潤滑、疲勞、密封、配合性質、黏附性、抗腐蝕性、導電性、導熱性、反射性能、信息存儲性能和其他功能特性。表面形貌測量、分析和評定，是制造產品質量表征的重要環節和質量控制與功能可靠保證的前提，是科研領域基于表面形態了解進行相關因素分析的基礎。
隨著科學研究和先進制造技術的發展，表面形貌越來越多樣化，由傳統工程表面發展到科學表面，由平滑表面發展到結構性表面，由簡單幾何表面發展到自由曲面，由毫米微米尺度形貌發展到納米尺度形貌，精度要求也越來越高。表面形貌的多樣化發展，需要適應其質量、制造工藝和功能分析的高端表面形貌測量儀器。
本項目針對我國重大工程、重大專項和先進制造與科研領域多樣化表面形貌測量分析不斷提高的現實需要，及我國表面測量分析儀器產品處于低水平、表面形貌區域測量尚處于空白的現狀，深入研究表面形貌的先進測量分析方法和關鍵技術，開發系列高端表面形貌測量儀器。主要包括：①大范圍觸針掃描表面形貌綜合測量儀；②白光干涉光學輪廓儀；③可溯源原子力探針掃描顯微鏡。項目研究主要包括儀器開發與應用開發兩個方面，下設7個任務：
1、高端表面形貌測量系列儀器共性支撐部件、測控電路及軟件；
2、白光干涉光學輪廓儀與可溯源原子力探針掃描顯微鏡設計與制作；
3、大范圍觸針掃描傳感器及關鍵零部件設計與制作；
4、MEMS表面微結構測量與工藝分析；
5、光刻加工晶元表面形貌和結構測量與工藝分析；
6、五軸數控銑床自由曲面精密加工工藝分析；
7、鋼板毛化表面紋理形貌的測量與加工工藝分析。
研究解決了白光干涉垂直掃描大范圍快速測量、原子力探針顯微鏡可溯源、大范圍觸針掃描輪廓測量誤差補償、二維位移同步計量、白光干涉輪廓恢復算法和白光干涉高精度定位算法等關鍵技術問題；成功研制了垂直掃描納米位移發生裝置、大范圍觸針掃描傳感器檢定裝置、粗精兩級驅動定位裝置、偏振相移白光干涉顯微鏡、可溯源原子力掃描探頭、表面形貌與結構分析評定軟件工具箱等關鍵部件；成功開發了大范圍觸針掃描表面輪廓綜合測量儀、白光干涉垂直掃描光學輪廓儀和可溯源原子力探針掃描顯微鏡等三種儀器整機，并通過了國家計量科學院第三方測試。項目對儀器進行了應用開發和示范應用，顯示了良好功能和使用性能。
完成了研究、應用、測試報告45篇，形成行業標準草案2項，國內專利24項（其中授權專利16項國際專利1項（授權），軟件著作權3項，發表論文30篇。項目成果提升了我國表面形貌測量分析研究水平和表面形貌與結構測量儀器的產業化水平。
17
基于MODELICA技術體系的復雜產品分析仿真軟件研發
項目類型：國家高技術研究發展計劃（863計劃）
項目負責人：陳立平
項目承擔單位：華中科技大學、蘇州同元軟控信息技術有限公司等
項目執行時間：2013年12月1日——2016年11月30日
裝備制造業是國民經濟的支柱產業，也是衡量一個國家工業水平和科技實力的重要標志。經過近幾十年的快速發展，我國已成為制造大國。但與發達國家相比，我國工業裝備產品設計面臨的問題主要表現在“強部件弱系統，重結構輕性能，多形似少神似”，從而導致產品整體技術含量偏低、更新換代周期較長、核心競爭力不足。究其原因，缺乏先進的設計方法、技術與有效的設計支撐工具是造成我國裝備制造行業系統整體集成設計能力與自主創新能力不足的一個重要因素。另一方面，隨著工業產品功能的復合化、智能化程度越來越高，支持工業嵌入式應用與多專業設計協同的數字化功能樣機技術已成為支撐現代工業產品集成創新設計的必不可少的技術手段。
本項目基于國際多領域統一建模語言Modelica3.3，以三維同步建模為機械系統結構設計引擎，以基于多領域物理統一建模的工業普適計算為功能設計引擎，研究開發支持工業嵌入式應用建模與仿真的三維功能樣機設計平臺，建立符合我國工業仿真標準的復雜產品功能樣機多領域信息物理融合系統統一建模仿真規范，積累典型行業多領域仿真模型庫與嵌入式控制相關基礎模型庫，為我國企業復雜產品創新設計提供新一代數字化設計軟件工具及功能樣機仿真模型庫。本項目的主要研究內容包括：
1.研究復雜產品機械系統三維同步建模、幾何空間與狀態空間融合、信息-物理融合系統統一建模與仿真求解、綜合性能優化、嵌入式控制仿真等平臺關鍵技術；
2、基于模型驅動的SOA平臺架構技術，開發具有自主知識產權的復雜產品三維功能樣機設計平臺；
3、基于統一建模語言規范Modelica3.3，研究機電產品多學科耦合機理及信息-物理融合機制，結合我國工業仿真標準，建立復雜產品多學科信息物理融合系統建模仿真規范；
4、開展平臺在航空、航天、汽車、艦船、機床等典型行業的應用示范驗證，形成一定規模工業仿真模型庫，為平臺推廣應用奠定基礎。
截止2015年，項目取得的主要進展為：完成了復雜產品機械系統三維同步建模、信息-物理融合系統統一建模與仿真求解、多時鐘同步建模與仿真、半實物仿真代碼生成等關鍵技術研究，實現了機械系統三維裝配模型到動力學模型的自動生成、多時鐘系統的自動時鐘劃分與時鐘同步。發表論文25篇，登記軟件著作權8項，申請發明專利8項。項目成果已在衛星供配電系統、空間站返回艙的設計驗證與故障仿真中得到了示范應用。
18
噴水推進型深?；铏C觀測系統研制
項目類型：國家863計劃海洋技術領域項目
項目負責人：李寶仁
項目承擔單位：華中科技大學
項目執行時間：2012年5月1日——2015年12月30日
水下滑翔機是一種新型水下自主觀測設備，主要用于對海洋環境監測、對海洋生物的調査和軍事應用等領域，具有低噪聲、低功耗、長航期、遠航程、高隱蔽性等特點，國外水下滑翔機技術對我國進行封鎖，且產品對我國嚴格禁運。我國水下滑翔機技術研究剛剛起步，大力發展深?；铏C技術將有效縮短與國外先進水平之間的差距，填補國內空白，打破國外技術封鎖，對提升我國深遠海海洋環境監測能力、維護國家海洋安全具有重大意義。
本項目圍繞研制具有自主知識產權的噴水推進型深?；铏C工程樣機4臺開展工作。通過突破噴水推進型深?；铏C整體水動力優化設計、新型混合驅動融合設計、噴水推進系統、深海浮力調節和遠程導航控制等關鍵技術，研究和探討深?；铏C功能和技術指標規范化檢驗標準和方法，開展規范化海上試驗，對噴水推進型深?；铏C樣機進行功能測試和考核，加速推進噴水推進型深?；铏C技術工程化，形成具有自主知識產權的噴水推進型深?；铏C觀測系統。完成工程樣機的海上性能測試與海試評估。本項目的主要研究內容包括：
1、噴水推進型深?；铏C總體設計；
2、噴水推進型深?；铏C航行性能研究；
3、噴水推進型深?；铏C結構強度設計和校核、浮力調節裝置研制、姿態調節裝置研制、數據采集系統研制、運動控制系統研制、數據傳輸和衛星通訊系統研制、噴水推進裝置研制；
4、噴水推進型深?；铏C系統集成技術研究；
5、噴水推進型深?；铏C樣機湖上試驗研究、海上試驗研究。
項目組先后研制了七條樣機，組織實施了五次湖泊試驗，參加了四次海上試驗。通過多次湖泊及海上試驗，全面考核了噴水推進型深?；铏C的可靠性和穩定性。在海上結題考核試驗中，進行了最大下潛深度、最大滑翔速度、最大推進速度、溫鹽深探測和北斗通訊等單周期性能指標測試及長航程測試。經過考核，噴水推進深?；铏C最大下潛深度達到了1244.3米，平均滑翔速度達到2節，最大推進速度達到5節。在北斗系統的導航定位下，噴水推進型深?；铏C完成了長航程試驗，采集了水平距離達670公里航程的溫鹽深剖面數據。通過本項目研究，噴水推進型深?；铏C已經具備了應用水平，為我國海洋探測提供了強有力的保障。
學報微信高閱讀量文章
如果您喜歡我們公眾號推送的內容，不想錯過更多信息，請您將公眾號置頂。
置頂方法如下：
將置頂公眾號的按鈕（圖中畫紅圈的地方）打開
版權聲明：
本文為《機械工程學報》編輯部原創內容，歡迎轉載，請聯系授權！
在公眾號后臺留言需要轉載的文章題目及要轉載的公眾號ID以獲取授權!
聯系我們：
聯系人：張強
電話：010-88379891-2
E-mail：cjmezhang@126.com
網 址：http://www.cjmenet.com.cn
官方微信號：jmewechat