以“关键小器”支撑“大国重器”丨基础院核心零部件可靠性评价与国际标准研究创新团队侧记

为积极弘扬科学家精神和企业家精神,中国机械总院推出“创新领航者”系列报道,通过讲述集团科技工作者牢记使命、敢于争先、尊崇创新的创新创业的精彩故事,引导广大党员干部职工不忘初心和使命,坚定理想和信念,激发激情和才智,为集团打造工业母机原创技术策源地、加快建设世界一流创新型企业作出更大贡献。


以“关键小器”支撑“大国重器”


——基础院核心零部件可靠性评价与国际标准研究创新团队侧记


基础院核心零部件可靠性评价与国际标准研究创新团队致力于解决高端装备配套核心零部件可靠性关键技术难题,为航空、核电、轨道交通、船舶等重点领域提供设计-制造-测试-监测-评价-标准全套解决方案。


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自成立以来,创新团队面向“大国重器”高端化发展需求,系统开展了核心零部件设计与制造工艺、可靠性测试方法与装备、可靠性评价与标准研制等研究工作,攻克了一批核心零部件“卡脖子”“短板”标准、技术及装备,夯实了紧固件、弹簧、滑动轴承等技术创新体系,以“关键小器”支撑“大国重器”。


目前,创新团队已承担国家重点研发计划等科研任务16项,授权发明专利13件、发表SCI/EI论文22篇,获省部级一等奖2项、三等奖3项;团队成员先后获中机联机械工业“十三五”先进工作个人、中国机械总院“复合型专家”“百人计划”“青年岗位能手”等荣誉称号。


勇担科技创新使命


关键核心技术攻关再上新台阶


发展核心零部件正向设计能力是提高我国装备制造业创新能力与产业竞争力的关键所在,对于加快核心零部件国产化进程至关重要。


针对高端装备高强度紧固件、高应力弹簧等基础零部件逆向设计、测仿跟研等问题,团队开展核心零部件结构功能一体化设计、形性协同精准调控等关键共性技术攻关。每一次任务中,团队都拼尽全力,以“忘我”的精神集中攻关,特别是在突破M80以上大规格螺纹承载结构制造难题过程中,团队成员为了取得精确的加工策略,深冬赴贵州一线工厂,连续数日奋战到凌晨,比较参数、核实数据、查阅资料等,经过10余次数值模拟与试验对比,最终开发了华龙一号反应堆压力容器主螺栓系列产品,实现了国产化装机替代。


此外,团队探索出隔减震弹性装置抗应力松弛与回弹补偿方法,满足了航空航天、核电装备等领域隔减震装置适应性与耐久性要求;并创成了轴承结构形貌协同设计技术体系,满足了轴承动态响应能力及稳定性要求。大家就是靠着这股子“拼”劲,解锁了一个又一个“小目标”,实现了一项又一项“大突破”。


攻克测试技术难关


检测市场开拓迈进新纪元


随着高端装备极端服役环境发展,其配套零部件处于超高温、强辐射等多因素强耦合环境,这对基础零部件性能测试与监测提出了更大挑战。


创新团队以市场需求为导向,以技术攻关为核心,开展了非接触式参数测量、多维场景监测与智能调控共性技术研究。团队开发了多环节参数耦合模拟试验台,解决了耐高温零部件极端环境下动态测试“测不准”难题;研制的耦合机器视觉和三维扫描技术的在线检测装备,实现了精密结构快速在线检测,其中多传感器融合检测设备标定方法由中国机械工业联合会鉴定为国际领先水平。


团队成员还解决了大型风电机组高强螺栓应力状态监测难题,突破了紧固连接件多元应力应变感知与多维特征提取技术,开发了基于MEMS技术的紧固连接件智能监测系统,实现了沙漠/海洋等恶劣环境下风电机组紧固件连接状态实时监测。


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创新团队锚定信念不放松,再难再苦不发怵,在坚守中攻克一个个难题。近三年,团队与国内重点企业签订服务合同20余项,已为协合新能源、联合动力等用户提供核心零部件极端环境性能测试,对全面提升整机质量、性能及可靠性发挥了重要作用。


深耕可靠性评价


推动工业软件再创新高度


开展核心零部件可靠性评价技术是推动高端装备向高质量发展转型的关键环节。团队迎难而上、主动攻关,针对核心零部件高精度疲劳寿命预测模型缺失、可靠性评价样本小等问题,开展了核心零部件多轴疲劳寿命预测、系统级可靠性与载荷历程评价等关键技术研究,提出了氢致腐蚀疲劳寿命预测方法等,全面保障了高端装备在严苛环境下性能稳定性与可靠性。


团队秉承“国家需要什么,我们就做什么”的理念,围绕国家工业软件发展需求,通过自学软件编程,成功将理论模型转化为软件组件,自主开发核心零部件疲劳寿命预测专用软件,为重大装备延寿与可靠性运行提供科学指导。


团队开展核心零部件结构属性、服役环境、故障信息等数据验证,形成核心零部件全生命周期数据库,创成“核心零部件-关键设备-复杂系统”三级可靠性评价体系,支撑了高端装备可靠性设计与核心零部件选型。


引领国际标准


塑造高端装备制造业新标杆


团队积极推动我国优势技术和标准成果“走出去”,在国际标准化舞台上实现了从“参与者和贡献者”到“推动者和引领者”的跃升。针对国际标准立项阶段基础研究薄弱、标准研制实施各阶段连贯性不足等问题,开展国际标准关键技术指标验证和标准实施效果预评估验证,提高了国际标准科学性、合理性和适用性,促进了国际标准的顺利立项、发布和推广应用。


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面对国际会议时差带来的挑战,大家不畏艰难,常常通宵达旦,最终努力得到了丰硕的成果,主持制修订国际标准26项、发布国家标准65项。不仅加快了国内领先、国际接轨的核心零部件标准体系的建设,更是全面提升了我国在基础零部件领域的国际标准话语权。


面向未来,核心零部件可靠性评价与国际标准研究创新团队将聚焦国家战略新兴技术需求,依托怀柔基地各类创新资源重点加强核心零部件前沿技术研究,构建基础零部件“设计-工艺-测试-评价-标准”全链条技术体系,为全面支撑我国高端装备高质量发展提供更多技术保障。