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項(xiàng)目成果/簡介: 機(jī)械球磨是一種傳統(tǒng)制粉技術(shù)，雖應(yīng)用廣泛，但效率較低，介質(zhì)污染嚴(yán)重等。同時(shí)，單一機(jī)械能難以誘發(fā)材料活化、相變和反應(yīng)等，不易實(shí)現(xiàn)對(duì)材料結(jié)構(gòu)的精確控制，部分化合物難以合成。這使得傳統(tǒng)球磨在制備高性能功能粉體方面面臨極大發(fā)展瓶頸。 該技術(shù)首次提出將冷場等離子體引入機(jī)械球磨過程中，發(fā)明了一種高能效、高活性、低污染的介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助球磨（簡稱等離子球磨）技術(shù)及其裝備（國家發(fā)明和國際PCT專利：ZL2005100362319，ZL201410815093.3，PCT/CN2014/094856），利用近常壓下不同氣體在球磨罐中形成的高能量電子的非平衡等離子體和機(jī)械球磨的協(xié)同作用，促進(jìn)了粉末的組織細(xì)化、合金化、活性激活和化合反應(yīng)等，不僅極大提高了球磨效率，使球磨時(shí)間減少了近10倍，顯著降低了球磨污染，而且能夠形成獨(dú)特的結(jié)構(gòu)顯著提高材料的性能。 該技術(shù)先后得到廣東省自然科學(xué)基金、廣州市科學(xué)研究計(jì)劃等支持，發(fā)表SCI論文40余篇、申請(qǐng)發(fā)明專利15余項(xiàng)；3項(xiàng)專利授權(quán)企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)等離子球磨機(jī)，2016年至今共銷售到30多家高校、研究所和企業(yè)。等離子球磨結(jié)構(gòu)示意圖等離子球磨應(yīng)用材料體系知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國際領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

機(jī)械球磨是一種傳統(tǒng)制粉技術(shù)，雖應(yīng)用廣泛，但效率較低，介質(zhì)污染嚴(yán)重等。同時(shí)，單一機(jī)械能難以誘發(fā)材料活化、相變和反應(yīng)等，不易實(shí)現(xiàn)對(duì)材料結(jié)構(gòu)的精確控制，部分化合物難以合成。這使得傳統(tǒng)球磨在制備高性能功能粉體方面面臨極大發(fā)展瓶頸。 該技術(shù)首次提出將冷場等離子體引入機(jī)械球磨過程中，發(fā)明了一種高能效、高活性、低污染的介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助球磨（簡稱等離子球磨）技術(shù)及其裝備（國家發(fā)明和國際PCT專利：ZL2005100362319，ZL201410815093.3，PCT/CN2014/094856），利用近常壓下不同氣體在球磨罐中形成的高能量電子的非平衡等離子體和機(jī)械球磨的協(xié)同作用，促進(jìn)了粉末的組織細(xì)化、合金化、活性激活和化合反應(yīng)等，不僅極大提高了球磨效率，使球磨時(shí)間減少了近10倍，顯著降低了球磨污染，而且能夠形成獨(dú)特的結(jié)構(gòu)顯著提高材料的性能。 該技術(shù)先后得到廣東省自然科學(xué)基金、廣州市科學(xué)研究計(jì)劃等支持，發(fā)表SCI論文40余篇、申請(qǐng)發(fā)明專利15余項(xiàng)；3項(xiàng)專利授權(quán)企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)等離子球磨機(jī)，2016年至今共銷售到30多家高校、研究所和企業(yè)。 等離子球磨結(jié)構(gòu)示意圖 等離子球磨應(yīng)用材料體系

列車高速運(yùn)行狀態(tài)下鋼軌磨損和病害容易加劇，鋼軌病害修復(fù)是保證列車安全穩(wěn)定運(yùn)行重要內(nèi)容。打磨車用于城市軌道修復(fù)存在以下問題：①需要多遍打磨，作業(yè)效率低；②產(chǎn)生大量火花，存在火災(zāi)隱患；③產(chǎn)生大量粉塵，對(duì)運(yùn)行設(shè)施及環(huán)境產(chǎn)生較大影響。鋼軌銑磨車是一種清潔、高效、高精度的新型鋼軌修復(fù)設(shè)備，采用銑刀盤以成型銑削方式去除鋼軌表面材料，消除鋼軌缺陷，改善平順性。一次銑削深度可達(dá)3mm，軌距角處可達(dá)5mm，一遍即可完成作業(yè)，作業(yè)速度可達(dá)2km/h。工作清潔，無火花、粉塵，鐵屑可收集，環(huán)境友好。修復(fù)精度高、維護(hù)成本低、線路適應(yīng)性好，無須拆除護(hù)軌及信號(hào)裝置，適應(yīng)地鐵小限界要求。應(yīng)用：項(xiàng)目將形成鋼軌高效輕量化智能銑磨作業(yè)系統(tǒng)年產(chǎn)5臺(tái)（套）的生產(chǎn)能力，新增年產(chǎn)值4億元，技術(shù)性能達(dá)到或超過國外同類型產(chǎn)品水平，全面替代進(jìn)口。

三明市磨創(chuàng)智能科技有限公司是一家集研發(fā)、制造、營銷、售后服務(wù)為一體的中外技術(shù)合作企業(yè)，擁有國內(nèi)工業(yè)吸塵器多項(xiàng)專利。 磨創(chuàng)：專業(yè)生產(chǎn)粉末吸塵器制造商 DNMK 專注汽車鈑噴設(shè)備供應(yīng)商。    主要產(chǎn)品：真空吸塵器系列、移動(dòng)式無塵干磨系統(tǒng)、環(huán)保噴漆槍、水性漆吹風(fēng)筒、烤漆房過濾器、空氣軟管、干磨砂紙、汽車拋光機(jī).拋光蠟、耗材及進(jìn)口品牌干磨機(jī)通用配件。 經(jīng)營范圍包含：一般項(xiàng)目：人工智能應(yīng)用軟件開發(fā)；智能基礎(chǔ)制造裝備銷售；人工智能硬件銷售；風(fēng)動(dòng)和電動(dòng)工具銷售；五金產(chǎn)品批發(fā)；五金產(chǎn)品零售；家用電器銷售；家用電器零配件銷售；汽車零配件批發(fā)；五金產(chǎn)品制造；電氣設(shè)備銷售；金屬制品銷售；金屬切削機(jī)床銷售；電工器材銷售；軟件開發(fā)；網(wǎng)絡(luò)與信息安全軟件開發(fā)；風(fēng)動(dòng)和電動(dòng)工具制造；工程和技術(shù)研究和試驗(yàn)發(fā)展；洗車設(shè)備制造；家用電器制造；機(jī)械設(shè)備銷售；電氣機(jī)械設(shè)備銷售。  

本發(fā)明公開了一種注塑機(jī)開模路徑優(yōu)化方法，包括以下步驟： 根據(jù)模具參數(shù)及開模工藝參數(shù)進(jìn)行開模路徑規(guī)劃；根據(jù)規(guī)劃的開模路 徑進(jìn)行開模動(dòng)作，獲得開模結(jié)果數(shù)據(jù)；計(jì)算開模誤差，判斷開模誤差 是否在設(shè)定誤差范圍內(nèi)，如是，則優(yōu)化結(jié)束，如否，則通過迭代學(xué)習(xí) 方法對(duì)開模路徑進(jìn)行重新規(guī)劃；通過多次開模及路徑優(yōu)化，直至開模 誤差小于設(shè)定誤差允許范圍，優(yōu)化過程結(jié)束，并保存開模控制參數(shù)。 通過本發(fā)明，在注塑機(jī)更換新的模具后，能夠在不需要人工調(diào)

零件與模具的無模直接制造方法，屬于零件快速制造方法，步驟為：(1)設(shè)計(jì)零件的三維 CAD 模型；(2)對(duì)三維 CAD 模型進(jìn)行切片處理；(3)根據(jù)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑規(guī)劃，生成每層成形的數(shù)控代碼；(4)采用數(shù)控等離子熔積噴槍，將合金、金屬間化合物、金屬陶瓷或陶瓷的絲材或粉末，在基板上按照每層數(shù)控代碼熔積成形；(5)熔積成形過程中，將等離子弧與激光復(fù)合；(6)按照上述步驟逐層熔積成形，直至達(dá)到零件尺寸形狀的要求。本發(fā)明保持等離子成形成本低、效率高，成形體易于達(dá)到滿密度的優(yōu)點(diǎn)，僅附加小功率激光，成本低于激光

新型電力系統(tǒng)仿真分析、測試驗(yàn)證。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 隨著“雙碳目標(biāo)”國家能源戰(zhàn)略的確定和新型電力系統(tǒng)概念的提出，我國能源轉(zhuǎn)型力度持續(xù)加大，逐步形成了大量新能源接入電力系統(tǒng)的局面。由于風(fēng)能、太陽能等新能源與常規(guī)能源稟性差別很大，其并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有顯著不確定性、波動(dòng)性和機(jī)械慣量缺失等特點(diǎn)。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補(bǔ)的綜合能源、各類大規(guī)模儲(chǔ)能電站、各種通信及自動(dòng)化新技術(shù)裝置等因素使得新型電力系統(tǒng)組成要素愈加復(fù)雜，動(dòng)態(tài)特性蘊(yùn)含諸多未知，造成系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝備制造、系統(tǒng)集成和運(yùn)行控制等都面臨史無前例的挑戰(zhàn)。目前，電力科研院所、規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、裝備制造廠家、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等對(duì)新型電力系統(tǒng)開展仿真分析、測試驗(yàn)證的需求很大、很迫切。同時(shí)看到，新型電力系統(tǒng)的這些新型場景對(duì)仿真技術(shù)要求苛刻，門檻很高。 1）新型電力系統(tǒng)需要精細(xì)化動(dòng)態(tài)模擬。人們對(duì)新型電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的認(rèn)識(shí)還不夠深入，無論是基礎(chǔ)理論層面還是工程技術(shù)層面還處于廣泛討論、觀點(diǎn)碰撞或局部示范試驗(yàn)階段。然而，電力設(shè)施的新技術(shù)路線試錯(cuò)成本極高，不太可能對(duì)所有備選方案和技術(shù)選項(xiàng)都逐一示范。因此，開展大量深入的仿真研究是推進(jìn)新型電力系統(tǒng)實(shí)施的必要手段。對(duì)于新型電力系統(tǒng)，需要深入開展仿真研究的領(lǐng)域包括：①新型電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究；②新能源接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)； ③ 新能源電網(wǎng)保護(hù)與自動(dòng)化技術(shù)； ④源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制與優(yōu)化調(diào)度；⑤新型配電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析與控制；⑥人工智能等新技術(shù)對(duì)新型電力系統(tǒng)的支撐。 2）新能源基地并網(wǎng)需要做穩(wěn)定性評(píng)估。大規(guī)模陸上及海上風(fēng)電集中接入局部電網(wǎng)有可能引發(fā)次/超同步振蕩、寬頻諧波諧振等電網(wǎng)安全穩(wěn)定性問題，需要對(duì)這些問題進(jìn)行機(jī)理及應(yīng)對(duì)策略分析。所以需要對(duì)包含多類型新能源裝備的局部電網(wǎng)做精細(xì)化動(dòng)模仿真測試。然而，百千臺(tái)級(jí)風(fēng)光機(jī)組電磁暫態(tài)詳細(xì)建模與仿真是一個(gè)卡脖子難題。 3）軟、硬件在環(huán)仿真是必要的。新能源及儲(chǔ)能電站的電力電子變流器控制及保護(hù)策略是廠家核心機(jī)密，對(duì)外不公開。由于控保策略對(duì)裝置外特性及其接入系統(tǒng)的響應(yīng)特性有重要影響，故需要分析內(nèi)部核心控保策略。需要將新能源及儲(chǔ)能控制器實(shí)物或黑盒模型接入測試平臺(tái)開展動(dòng)模仿真，以對(duì)其多時(shí)間尺度動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行精細(xì)化分析。軟、硬件在環(huán)試驗(yàn)對(duì)仿真平臺(tái)提出了更高要求。 4）超大規(guī)模儲(chǔ)能電站的仿真難度大。①單個(gè)儲(chǔ)能機(jī)組的設(shè)備形態(tài)發(fā)生改變，從兩/三電平變流器向模塊化多電平變流器（MMC）的復(fù)雜結(jié)構(gòu)演變，甚至采用儲(chǔ)能跟變流器集成，故需要對(duì)這種復(fù)雜新形態(tài)做精細(xì)化測試驗(yàn)證。②超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲(chǔ)能電站包含較多并聯(lián)儲(chǔ)能單元或者儲(chǔ)能機(jī)組，吉瓦時(shí)級(jí)儲(chǔ)能電站，需上百臺(tái)機(jī)組并聯(lián)。另外，儲(chǔ)能變流器的控制策略正從電流源型向電壓源型轉(zhuǎn)變，控制策略趨于復(fù)雜化，故需要大量的儲(chǔ)能變流器的控制裝置接入測試平臺(tái)，才能對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能單機(jī)以及多機(jī)之間協(xié)調(diào)控制性能測試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲(chǔ)能電站的精細(xì)化仿真。 5）現(xiàn)代直流輸電控制與保護(hù)測試提出更高要求。超/特高壓直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用于新能源基地外送的控制保護(hù)策略及其硬件在環(huán)試驗(yàn)對(duì)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)硬件資源要求苛刻，既要對(duì)直流輸電系統(tǒng)建模，又要對(duì)新能源基地建模，應(yīng)用場景的復(fù)雜性對(duì)仿真平臺(tái)要求更高。 1 技術(shù)分析（創(chuàng)新性、先進(jìn)性、獨(dú)占性） 1.1 國產(chǎn)化實(shí)時(shí)仿真技術(shù)現(xiàn)狀 實(shí)時(shí)仿真是指仿真模型執(zhí)行進(jìn)度與系統(tǒng)時(shí)鐘完全同步的一類仿真，具備這種特性的仿真裝置稱為實(shí)時(shí)仿真器。新型電力系統(tǒng)的認(rèn)知、試驗(yàn)、生產(chǎn)、培訓(xùn)需求快速增長，形成了實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域巨大潛在市場。但目前RTDS、RT-LAB等進(jìn)口設(shè)備依舊壟斷市場，對(duì)于大規(guī)模新能源場站、縣域規(guī)模萬節(jié)點(diǎn)級(jí)電力系統(tǒng)、多端特高壓直流輸電等應(yīng)用場景電磁暫態(tài)仿真，所需的仿真資源巨大，平臺(tái)造價(jià)極高。且關(guān)鍵核心技術(shù)處于卡脖子狀態(tài)，平臺(tái)應(yīng)用的靈活性和開放性受到很大限制。只有開發(fā)和推廣國產(chǎn)化實(shí)時(shí)仿真技術(shù)才能為順利推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中的研究和生產(chǎn)提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP與進(jìn)口設(shè)備的對(duì)比試驗(yàn)  為了實(shí)現(xiàn)電力實(shí)時(shí)仿真器的國產(chǎn)化替代，徹底解決電力實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域的技術(shù)“卡脖子”問題，國產(chǎn)實(shí)時(shí)仿真器UREP需要與國際主流技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，力求達(dá)到甚至超過目前世界最先進(jìn)的技術(shù)。對(duì)標(biāo)對(duì)象為行業(yè)公認(rèn)的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真儀（RTDS）和行業(yè)廣泛使用的RTLAB，以上兩款設(shè)備均為加拿大生產(chǎn)。對(duì)比試驗(yàn)方案如圖1-1所示。制定標(biāo)準(zhǔn)（典型）測試算例，分別在UREP、RTDS和RTLAB環(huán)境下搭建測試算例的仿真模型，在完全相同的測試條件和試驗(yàn)內(nèi)容下得到各種仿真器的仿真結(jié)果，比較仿真結(jié)果的一致性。同時(shí)比對(duì)仿真規(guī)模、建模效率和編譯時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)。             圖1-1  國產(chǎn)UREP與進(jìn)口設(shè)備對(duì)標(biāo)方案 1.2.1電氣網(wǎng)絡(luò)仿真對(duì)比    圖1-2表示了一個(gè)多支路網(wǎng)絡(luò)，基于圖1-1中三種仿真器搭建該模型，通過不斷增加支路數(shù)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，直到仿真器過載，得到仿真器的算力極限。         圖1-2  多支路電氣網(wǎng)絡(luò) 在50us仿真步長下，對(duì)于圖1-2案例RTLAB最大仿真規(guī)模為78個(gè) 三相節(jié)點(diǎn)，UREP也為78個(gè) 三相節(jié)點(diǎn)，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為3分52秒，UREP編譯時(shí)間為1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      圖1-3  基于RTDS的仿真模型  當(dāng)基于RTDS建模時(shí)，如圖2-5，每塊PB5最多允許24個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)基于NovaCor建模時(shí)，在超大步長150us下可以達(dá)到100節(jié)點(diǎn)，在50us步長下仿真規(guī)模未知。 2.2.2 雙饋風(fēng)機(jī)仿真對(duì)比   雙饋風(fēng)機(jī)含有電機(jī)、傳動(dòng)鏈、電力電子變流器和控制系統(tǒng)，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步長下，對(duì)于如圖1-4案例，RTLAB最大仿真規(guī)模為6臺(tái)，UREP也為6臺(tái)，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為7分0秒，UREP編譯時(shí)間為2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                圖1-4  雙饋風(fēng)機(jī)測試案例 2.2.3 直流輸電仿真對(duì)比   直流輸電是最復(fù)雜的電力電子裝備，有換流閥、閥控制器、極控制器、站控制器等一次和二次系統(tǒng)，是實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域的難點(diǎn)，也是檢驗(yàn)仿真器能力的試金石。圖1-5是雙端單極直流輸電系統(tǒng)測試用例，每端包含2個(gè)六脈波橋，控制保護(hù)包括了閥控、極控和主控模型，封裝于藍(lán)色模塊內(nèi)。   圖1-5 雙端單極直流輸電系統(tǒng)測試用例 將圖1-5所示算例分別在RTLAB和UREP中建模運(yùn)行，在單核可用資源下，若仿真對(duì)象為電氣主系統(tǒng)和控制保護(hù)組成的整個(gè)系統(tǒng)，則RTLAB過載，UREP也過載。若仿真對(duì)象僅為電氣主系統(tǒng)（即雙側(cè)電源、交直流濾波器和4個(gè)6脈波橋），則RTLAB和UREP均不過載。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為3分40秒，UREP編譯時(shí)間為1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步發(fā)電機(jī)組仿真對(duì)比    同步發(fā)電機(jī)目前仍是電力系統(tǒng)主力電源，是電力系統(tǒng)的主要仿真對(duì)象。同步發(fā)電機(jī)組模型包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及升壓變。搭建多臺(tái)同步電機(jī)并列運(yùn)行算例，如圖1-6所示。   圖1-6  同步電機(jī)并列運(yùn)行算例 在50us仿真步長下，對(duì)于圖1-6案例RTLAB最大仿真規(guī)模為11臺(tái)，UREP為13臺(tái)。在編譯速度方面，RTLAB編譯時(shí)間為3分51秒，UREP編譯時(shí)間為1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步長對(duì)比 基于CPU的最小仿真步長能夠體現(xiàn)仿真計(jì)算時(shí)間的抖動(dòng)問題，抖動(dòng)越小，允許的仿真步長就越小。因此，通過比較最小仿真步長，也可以反映仿真器的計(jì)算性能。仿真對(duì)象采用單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)，模型包括風(fēng)力機(jī)、繞線異步電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器、主動(dòng)系統(tǒng)、所接入的配電網(wǎng)等元素，如圖1-7所示。             圖1-7  測試最小步長算例 經(jīng)測試，RTLAB最小仿真步長為24us，UREP最小仿真步長為20us。可見，UREP具有更小的仿真抖動(dòng)。 2.2.6 仿真精度對(duì)比 為了驗(yàn)證國產(chǎn)UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉對(duì)比驗(yàn)證方法說明UREP的仿真精度。電力系統(tǒng)仿真包括電磁暫態(tài)和機(jī)電暫態(tài)，因此，從電磁暫態(tài)和機(jī)電暫態(tài)兩個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)考慮各種應(yīng)用場景，以覆蓋各種情形。電磁暫態(tài)檢測案例的電網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1-8所示。 圖1-8 電磁暫態(tài)檢測使用案例 無窮大電源電壓等級(jí)為110kV，頻率為50Hz，系統(tǒng)內(nèi)阻抗為；L1、L3線路阻抗為，L2、L4線路阻抗為， T1、T2兩變壓器的額定容量均為，短路電壓，空載損耗，空載電流，短路損耗，變比，高低壓繞組均為Y形聯(lián)結(jié)；假設(shè)系統(tǒng)A1、B1、A、B處供電負(fù)荷為(5+j1)MVA，C1和C處供電負(fù)荷為1+j0.1MVA。UREP建模如圖1-9所示。   圖1-9 電磁暫態(tài)檢測案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立電磁暫態(tài)案例的仿真模型如圖1-10所示，其電壓過零點(diǎn)短路控制如圖1-10所示。   圖1-10  RTDS仿真模型   圖1-11  RTDS電壓過零點(diǎn)短路控制結(jié)構(gòu) 對(duì)上述模型，分別使用UREP和RTDS進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，仿真時(shí)間為0.2s，短路故障發(fā)生在0.06s-0.16s之間，仿真步長為100微秒，橫軸表示在0.2s時(shí)間內(nèi)仿真采樣點(diǎn)數(shù)，縱軸表示母線電壓、電流，單位分別為V、A。在母線A點(diǎn)處發(fā)生三相短路，短路前后及短路期間的三相電壓波形如圖16-7。為了顯示細(xì)微之處，將圖1-12局部放大后，如圖1-13。   圖1-12  A點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)三相電壓波形   圖1-13  A點(diǎn)處發(fā)生三相短路時(shí)三相電壓波形局部放大 點(diǎn)劃線為RTDS仿真結(jié)果，虛線為UREP仿真結(jié)果。可以看出，兩種仿真結(jié)果高度重合，表現(xiàn)出電磁暫態(tài)仿真結(jié)果的高度一致。電磁暫態(tài)過程除了表現(xiàn)在電壓動(dòng)態(tài)還表現(xiàn)在電流動(dòng)態(tài)，短路前后及短路期間的三相短路電流波形如圖1-14。   圖1-14 A點(diǎn)處發(fā)生三相短路時(shí)三相電流波形 圖1-15  A點(diǎn)處發(fā)生三相短路時(shí)三相電流波形局部放大圖 1.3  對(duì)標(biāo)結(jié)論 （1）在內(nèi)核資源完全等同條件下，國產(chǎn)UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即內(nèi)核授權(quán)數(shù)相同條件下，具有相同的仿真規(guī)模。 （2）國產(chǎn)UREP的建模效率和編譯速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于RTLAB。小規(guī)模場景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大規(guī)模場景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真對(duì)象完全相同的條件下，國產(chǎn)UREP和RTDS的電磁暫態(tài)仿真結(jié)果完全相同，二者交叉對(duì)比沒有差別。

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，完成注塑模具的并行設(shè)計(jì)。通過智能化提示，進(jìn)行參數(shù)化繪圖，自動(dòng)生成三維模型，并由三維模型直接或通過標(biāo)準(zhǔn)的IGES格式轉(zhuǎn)換進(jìn)入不同系統(tǒng)的CAM模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造信息共享，達(dá)到CAD/CAM一體化。提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)制造周期。

本研究針對(duì)復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機(jī)制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 鑄造是我國裝備制造的基礎(chǔ)工藝，無論是農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、汽車、船舶，還是航空航天以及國防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展都離不開鑄件。我國現(xiàn)已成為世界鑄件生產(chǎn)大國，2020年我國各類鑄件總產(chǎn)量達(dá)到5195萬噸，較2019年同比增長6.6%，約占世界總產(chǎn)量45%，位居世界第一位。 鑄造主要有砂型鑄造、金屬型鑄造和特種鑄造等，砂型鑄造由于其原材料來源廣泛、成本低、鑄型制造簡便以及應(yīng)用合金種類多等優(yōu)點(diǎn)，世界上80%的鑄件都是采用砂型鑄造。對(duì)于砂型鑄造工藝來說，模樣、芯盒等模具的設(shè)計(jì)制造是非常復(fù)雜并且耗時(shí)的過程，該過程首先需要根據(jù)鑄造方案進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，然后通過翻模制作砂型和砂芯，之后再將制作好的砂型和砂芯經(jīng)過組芯、合箱以及澆鑄從而完成金屬毛坯的制造。而高性能復(fù)雜整體金屬結(jié)構(gòu)件又是航空航天、國防軍工、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備的核心組成部分。因此構(gòu)件的短流程、高精密、高性能制造是實(shí)現(xiàn)我國高端裝備自主研發(fā)及制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 傳統(tǒng)的金屬成形如模具鑄造、模壓鍛造等需要木模、金屬模的成形工藝，存在工序多、流程長、形性精確控制難等世界性難題，無法滿足多品種、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研發(fā)新型精密成形基礎(chǔ)前沿機(jī)制與方法。本項(xiàng)目將構(gòu)建數(shù)字化精密成形理論體系，涵蓋數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形和數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合鑄型等兩方面，突破了復(fù)雜整體構(gòu)件高效率、高性能、高精度無模成形技術(shù)，變革了采用模具造型的傳統(tǒng)砂型鑄造和模壓鍛造生產(chǎn)模式，推動(dòng)傳統(tǒng)金屬成形模式的創(chuàng)新發(fā)展。 復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對(duì)復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機(jī)制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。揭示了擠壓工藝對(duì)砂型透氣性、砂型強(qiáng)度等性能的影響規(guī)律，發(fā)明了梯度緊實(shí)的柔性擠壓成形方法，實(shí)現(xiàn)了砂型/芯梯度緊實(shí)柔性擠壓近成形。 復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對(duì)傳統(tǒng)單一鑄型對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大、鑄件形性調(diào)控難、尺寸精度差等難題，提出了多材質(zhì)復(fù)合鑄型技術(shù)及與鑄件相匹配的多材質(zhì)復(fù)合鑄型及其坎合組裝方法，通過建立多材質(zhì)復(fù)合鑄型與高性能鑄件一體化精確鑄造成形的計(jì)算分析模型，構(gòu)建了多材質(zhì)復(fù)合鑄型的調(diào)控原理與方法。揭示了多材質(zhì)復(fù)合鑄型對(duì)鑄件溫度場、微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，研制出石英砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂等構(gòu)成的形性可控鑄型材料配方，實(shí)現(xiàn)了鑄型透氣性、固化強(qiáng)度、切削性能的協(xié)同調(diào)控。研究了傳統(tǒng)鑄型與復(fù)合鑄型的凝固溫度曲線，對(duì)比了不同工藝所制鑄件的強(qiáng)度，掌握了各鑄型單元的熱力學(xué)參數(shù)及型砂種類對(duì)鑄件性能的影響規(guī)律，揭示了金屬液與不同鑄型間的熱力耦合作用機(jī)理。 三、創(chuàng)新點(diǎn)及主要技術(shù)指標(biāo) 1.復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究揭示了砂粒移位、橋連斷裂、空穴彌合的砂型/芯切削機(jī)理，建立了非均質(zhì)離散體砂型切削模型，發(fā)明了一種切削排砂一體化的無模鑄型數(shù)字化快速制造方法，實(shí)現(xiàn)了高精高效制造，鑄件制造周期縮短50%以上，成本降低30%以上。 2.復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)鑄件充型凝固過程的精確調(diào)控，提高了復(fù)雜鑄件內(nèi)在質(zhì)量與外在精度，實(shí)現(xiàn)了鑄件性能主動(dòng)精確調(diào)控，使鑄件廢品率從5%～10%降至2%～4%，減重10%～20%。 四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及獲獎(jiǎng)（成果基礎(chǔ)） 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況： 成果獲授權(quán)發(fā)明專利46件，其中美日等國際發(fā)明專利18件；軟件著作權(quán)12件；起草制定國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范14項(xiàng)；出版專著《無模鑄造》（機(jī)械工業(yè)出版社，2017）。成果入選并被列為國家工信部《機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》（工信部規(guī)[2011]509號(hào)）中“50項(xiàng)推廣應(yīng)用的先進(jìn)綠色制造工藝”的首項(xiàng)技術(shù)。 獲獎(jiǎng)情況： 2020年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)； 2018年中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)； 2017年國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)； 2016年中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)； 2016年中國專利金獎(jiǎng)； 2014年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)； 2012年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)； 2011年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 五、成果圖片

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，完成注塑模具的并行設(shè)計(jì)。通過智能化提示，進(jìn)行參數(shù)化繪圖，自動(dòng)生成三維模型，并由三維模型直接或通過標(biāo)準(zhǔn)的 IGES 格式轉(zhuǎn)換進(jìn)入不同系統(tǒng)的 CAM 模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造信息共享，達(dá)到 CAD/CAM 一體化。提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)制造周期。