航天先进制造技术研究联合基金管理工作综述

介绍国家自然科学基金委员会与中国航天科技集团有限公司联合设立的航天先进制造技术研究联合基金(简称航天先进制造联合基金)运行三年来的申请、评审及资助情况。重点列举了2015年度第一批获批项目取得的重要进展,并对今后联合资助工作进行了展望。     

子通道程序SUBSC的开发及稳态验证

采用面向对象模块化编程技术开发了面向大规模热工水力计算的自主化子通道程序SUBSC,利用SUBSC和COBRA程序分别计算了典型压水堆1/4组件,结果表明,两者计算结果吻合很好。为进一步验证SUBSC程序,计算了PSBT稳态5×5棒束基准题,结果表明,在各种工况下SUBSC程序计算得到的通道平均含汽率与实验测量值吻合很好,最大相对偏差仅为0.7%,证明了程序具有较高的计算精度。为提高SUBSC程序的计算效率,引入不完全LU分解预处理的再启动GMRES算法求解质量守恒方程,对多组件的计算结果表明,SUBSC程序具备大规模热工水力计算能力。     

耐用性资源约束下应急实施流程的优化

耐用性应急资源是保障应急实施流程高效运作的关键之一。应急过程中,时间紧迫和资源稀缺的典型特征使应急参与者必须高度重视活动基元间共享资源的合理分配,以避免实施流程执行的中断或失败。文中针对耐用性资源供应不足的情况,提出了应急实施流程的优化步骤。归纳了资源约束条件,构建了最小化实施流程相对损失和的数学模型,并结合实例进行讨论分析。求解结果表明,通过合理配置活动基元的资源投入,可以减小应急实施流程的整体相对损失,实现对应急实施流程的优化。文中的研究可为非常规突发事件应急实施流程的优化提供定量化决策支持。     

集成微力检测与反馈的双晶片微夹持器

微夹持器广泛应用于微装配、生物、医疗等领域。目前复杂武器装备生产中的微小型结构件及系统的夹持和装配还是依靠现场工作人员的经验决定，因此，有必要对微夹持器进行研究。以双晶片微夹持器为例，针对复杂三维微小型结构件及系统，提出了集成微力检测与反馈的组合式微夹持技术并研制了相应的微夹持器；阐述了微力检测与反馈的基本原理，搭建了面向双晶片压电陶瓷微夹持器的基于半导体应变片的微力检测与反馈电路。通过夹持实验实现了微力信号的测量与检测，为夹持、移动和装配过程中的微力测量提供了条件。     

建筑玻璃幕墙施工质量控制需关注的几个问题

玻璃幕墙工程从本质上说是也是一项建筑产品，他和一般产品具有同样的质量内涵，即满足明确和隐含的需要。因此玻璃幕墙的质量也就需要通过市场和营销活动加以识别，不断进行质量的持续改进。     

面向中间尺度零件精密装配的微夹持器

中间尺度零件广泛地被应用于复杂微小型武器系统的研发和生产中。中间尺度零件的尺度范围跨度大,形状种类多样,结构易被损坏,在目前我国武器装备科研生产中主要以手工装配为主,效率低,可靠性差。因此,如何在自动化操作和装配过程中对中间尺度零件进行安全可靠的夹持,一直是微小型武器系统精密装配领域的一个难点。研制了一种针对特征尺寸在亚毫米级至厘米级的轴类和块类零件的跨尺度微夹持器,通过成对的刚性-柔性夹爪以及精密直线运动平台的驱动来实现夹持动作,用粘贴于柔性夹爪上的应变片传感器所构成的电桥来实时测量零件所受夹持力作为控制依据。对柔性夹爪的结构参数进行了优化设计,提出同类夹爪关于所面向零件尺寸的优化设计模型。对柔性夹爪进行仿真分析,确定应变片最佳粘贴位置,推导针对柔性夹爪的特殊结构的应变-夹持力计算模型。夹持-释放实验结果表明,该夹持器能够对中间尺寸零件进行稳定、无损伤的夹持并可获得准确的夹持力信息。     

2017年度机械工程学科国家自然科学基金管理工作综述

介绍了国家自然科学基金委员会（以下简称“基金委”）工程与材料科学部工程科学二处（机械工程学科）2017年度科学基金项目的申请、评审及资助情况以及2016年度科学基金项目的结题、进展情况,总结了项目执行过程中存在的问题,回顾了学科在学术交流与合作、人才培养、团队建设和项目布局等方面的管理举措,列举了2017年度本学科资助下我国机械工程领域取得的最新进展和典型成果。     

Al含量对Fe-xAl-4.0C-3.5Si合金组织及性能的影响

采用熔炼法制备了Fe-xAl-4.0C-3.5Si(x=6.3,7.4,8.9,11.1)系高温固体自润滑材料,研究了Al加入量对合金组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着Al加入量的降低,合金中α-Fe(Al)固溶体的量增多,Fe3AlC0.5化合物的量减少,有利于改善材料的冲击韧度并提高合金的三点弯曲强度.Al加入量越少,凝固组织中石墨的面密度越大,可以减弱Al对液态合金中碳原子的排斥作用,有利于减小摩擦因素.其中Fe-7.4Al-4.0C-3.5Si合金因具有高的石墨面密度和Fe3AlC0.5硬质相均匀分布的组织特点,其耐磨与减摩性能最好,经900 ℃、15 h退火处理后,摩擦因数保持在0.32的较低水平,磨损率是QT400-18L球墨铸铁的1/5.