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電磁監測試驗衛星“張衡一號”發射升空 我院韓靜濤教授團隊再創佳績

資料來源:   [2018-03-08] 點擊數:

新華社消息,221551分,我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將電磁監測試驗衛星“張衡一號”發射升空登峰娱乐游戏,進入預定軌道。北京科技大學韓靜濤教授團隊研制生產的大型空間展開系統(一維彈性伸桿機構)作為主要執行機構進入太空登峰娱乐游戏,承擔將衛星所攜帶的多個荷載送入衛星外太空的任務??臻g展開系統能否將這些傳感器安全、高效、準確、可靠地送入太空指定位置登峰娱乐游戏,是航天器發射任務成敗的最終和最關鍵的環節。衛星在軌工作時,為完成電磁場等太空信號的探測,需將探測儀器伸展至遠離星體的位置登峰娱乐游戏,而受運載火箭和衛星結構的限制,衛星本體難以達到重力梯度穩定對慣量特性的要求登峰娱乐游戏。因此采用一維彈性伸桿機構登峰娱乐游戏,在地面衛星工裝將探測儀器壓縮至極小的空間內登峰娱乐游戏,如圖1所示。

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在衛星入軌后利用一維彈性伸桿機構把端質量(如天平動阻尼器、電磁場探測儀器等)伸向遠離本體的外端,進行地球電磁場等參量的探測。彈性伸桿機構在衛星上的工作狀態如圖2。一維彈性伸桿機構是帶荷載衛星的核心部件,張衡一號衛星裝備的空間展開系統由六個一維彈性伸桿機構組成,此類彈性伸桿機構的研制成功極具應用與推廣價值。

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新開發的彈性伸桿機構具有自驅動,重量輕,儲能高,大幅降低機構復雜性登峰娱乐游戏,展開精度高等特點,而成為國際宇航界的新寵和研究熱點。目前登峰娱乐游戏,中國北京科技大學、美國HUNTER公司、加拿大Spar公司成為具備此類機構的研發和制造能力,北京科技大學在技術和產品應用上具有領先優勢。此次張衡一號衛星的發射,將使我國大型空間展開機構在荷載數量、展開效率準確性登峰娱乐游戏、高效性等指標上處于國際領先地位。

20136月登峰娱乐游戏,韓靜濤教授團隊接受任務,從伸桿機構原理設計、材料研制與定型、成形工藝理論研究、裝備技術研究、裝備設計制造與逐漸改造優化、樣件試制改進,到形成工業化生產車間,經歷的艱難與快樂的歷程。經過近80次的太空環境實驗與搭載實驗,獲得了中國航天科技集團的完全肯定,并確定以張衡一號為標志登峰娱乐游戏,北京科技大學制造的一維彈性伸桿機構開始全面裝備中國發射的航天器。目前,已有天宮四號等多顆航天器已經裝備了北京科技大學制造的此類展開系統,候時待發。韓靜濤教授團隊目前正在開展進一步的研究工作,研制2020年即將登陸火星的嫦娥五號用二維空間展開機構――太陽帆的研制工作登峰娱乐游戏,并進一步參與我國宇航空間站方案的設計工作。

北京科技大學韓靜濤教授團隊是國內外塑性加工領域有重大影響,長期扎根于生產一線,服務國民經濟建設主戰場登峰娱乐游戏,是一支碩果累累的科研隊伍登峰娱乐游戏。

在國家重大技術裝備領域登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏,1995年,韓靜濤教授提出了金屬材料內裂紋自修復理論,引起了國際上的重大反響,并成為至今熱度不退的國際材料學術領域研究熱點。依據該理論,韓靜濤教授提出關于大型餅類、模塊類、軸類登峰娱乐游戏、法蘭類、筒體類鍛件的控制裂紋鍛造工藝,解決了長期困擾大型鍛件的鍛造裂紋問題,使我國大型鍛件合格率由44%迅速提高到98%以上登峰娱乐游戏,并使我國大型與超大型核電鍛件、火電鍛件登峰娱乐游戏、加氫反應器等鍛件的經濟、可靠制造成為可能,為我國重大裝備制造業的快速穩定發展奠定了重要的基礎。

在高速鐵路技術領域,1990年代中期以前,我國鐵路運輸客貨混線運行,火車通行最高通行時速不能超過120Km/h。因為超過此時速限制,傳統帶孔火車車輪腹板上的孔周邊將產生裂紋,為提高車速就必須開發出我國自己的實心腹板車輪登峰娱乐游戏。1996年,韓靜濤教授團隊承擔了國家“九五”重點工程“太重火車車輪生產線建設”項目的工藝技術開發任務,負責鍛造、軋制、熱處理等熱線工藝開發,以及車輪軋機設計、制造、安裝、調試登峰娱乐游戏,與控制模型開發研制任務。創造性地提出了輪盤件逐次成形理論、環盤件錯位移心軋制等工藝理論登峰娱乐游戏,形成了我國自己的火車車輪軋制理論與工藝登峰娱乐游戏,并成功地應用于生產實踐。與太原重型機械集團公司攻關團隊共同建成了我國第一條實心腹板火車車輪生產線,為我國鐵路提速列車、高速列車用車輪的開發和應用,為我國鐵路七次大提速奠定了堅實的理論和工藝應用基礎登峰娱乐游戏,對國家經濟發展做出了重要貢獻登峰娱乐游戏。

在不銹鋼大國與強國建設中,1997年以前,中國是不銹鋼的弱國和小國,全國不銹鋼板材總量不足3萬噸/年。為徹底改變這種狀況登峰娱乐游戏,國家計劃委員會啟動了國家科技創新計劃“高質量不銹鋼板材技術開發”登峰娱乐游戏,在太鋼建設一個年產30萬噸的優質不銹鋼板材生產基地。韓靜濤教授帶領北京科技大學團隊參加了該項目,負責冶煉登峰娱乐游戏、熱軋、冷軋、酸洗登峰娱乐游戏、退火工藝技術開發,考察學習國際先進不銹鋼生產線登峰娱乐游戏、生產線設計與關鍵設備選型等技術工作登峰娱乐游戏,提出了20輥軋機板型控制理論與工藝技術,與太原鋼鐵公司王一德教授團隊和鋼鐵研究總院康喜范教授團隊一道,為我國優質不銹鋼板材產量由3萬噸至30萬噸的歷史性突破做出重要貢獻。

在先進復合材料領域登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏,2004年登峰娱乐游戏,韓靜濤教授提出了關于復合材料界面的ZUX理論登峰娱乐游戏,開發出“離心澆鑄復合制坯+熱擠壓成形+冷軋/拔成形”工藝制造全冶金復合雙金屬管新工藝,并與新興際華集團登峰娱乐游戏、攀枝花鋼鐵(集團)公司合作生產出高溫合金/碳鋼登峰娱乐游戏、不銹鋼/碳鋼登峰娱乐游戏、高碳鋼/普碳鋼、鈦/碳鋼等40余系列雙金屬復合管產品登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏,成為國際上界面復合性能最好的雙/多金屬復合材料。目前已推廣應用于石油、化工、軍工等重要國民經濟領域,取得了巨大的經濟效益,該項目成果在20151213日央視《大國重器》進行了專題報道。在此基礎上,韓靜濤教授團隊又開發出雙金屬復合板技術、大變形高鉻鑄鐵材料技術、6.5wt%硅鋼技術、304BN系列核屏蔽材料技術、高性能多層防彈材料技術、高性能復合槍/炮管材料技術,這些技術的共同特點是便于應用現有鋼廠主要裝備登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏,易于大規模工業化生產。

在“一帶一路”登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏、“城市綜合管廊”、“海綿城市建設”等國家戰略領域 自2004年開始,韓靜濤教授團隊全面系統地研究并向國內推介波紋鋼管技術,2012 年組建了全國唯一的波紋鋼管研究與推廣團隊,推動波紋鋼管技術在我國“一帶一路”基礎設施建設、城市綜合管廊、“海綿城市”建設、軍事工程建設等領域的研究和應用登峰娱乐游戏,牽頭編寫了《冷彎波紋鋼管GB/T34567- 2017》等系列國家登峰娱乐游戏、行業與地方標準,造成了巨大的社會影響,使波紋鋼產品成為鋼鐵深加工產品的新寵,并將為中國鋼鐵行業創造約2600萬噸/年的新興市場登峰娱乐游戏。

面向國民經濟建設主戰場登峰娱乐游戏,2012年,韓靜濤教授提出了“冷熱復合成形技術”理念和技術應用方法,很好地解決了高強、厚壁登峰娱乐游戏、復雜斷面鋼材的成形技術難題,開發出多種新型鋼材深加工產品,在國民經濟建設主戰場發揮了重要作用。其中,在汽車與運載工具輕量化領域,高強鋼可大幅度降低運載設備的整體質量登峰娱乐游戏,提高設備承載能力和安全性登峰娱乐游戏,降低運輸能耗登峰娱乐游戏,是世界范圍內爭先研究和開發的技術領域。然而,高強/超高強鋼塑性差、難于成形成為其開發與應用的主要技術障礙登峰娱乐游戏,市場開拓舉步維艱登峰娱乐游戏。除中國外登峰娱乐游戏,全球熱成形鋼板的產需市場也僅為30萬噸/年。韓靜濤教授團隊開發出的15002100MPa冷熱復合輥壓成形超高強異形鋼管登峰娱乐游戏,工藝技術和產品質量可靠,已大批量應用于宇通、金龍等客車車身主要構件,轎車防撞桿、保險杠登峰娱乐游戏、穩定桿等重要結構件,并將很快成為各類運載工具的主要結構件材料。僅此一項,國內即將產生≥10萬噸/年需求的超高強汽車用熱成形鋼市場。

在鋼結構/裝配式住宅開發領域,多年來登峰娱乐游戏,鋼結構技術發展遲緩的主要制約因素為厚壁(≥6mm)鋼構件制造技術,因鋼板在其彎曲變形部位出現顯著的鋼板厚度減薄、微裂紋,強的殘余應力,鋼板厚度越大、強度越高登峰娱乐游戏,問題就越嚴重登峰娱乐游戏。近年來,國家大力推廣鋼結構技術應用登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏、裝配式住宅開發,但占建筑結構用鋼 50%以上的方矩型鋼管,尤其是做為主要承力構件的厚壁方矩形鋼管,大部分只能采用四片鋼板焊接制造,手工操作和焊接工作量大登峰娱乐游戏,建筑質量難于控制,后期畸變和運維成本高,環境污染嚴重。為徹底解決該技術瓶頸問題,韓靜濤教授團隊開發出被建筑行業稱之為“外方內圓”,角部增厚的厚壁無缺陷方矩形鋼管,同規格材料相應提高截面模量近40%登峰娱乐游戏,得到了建筑專家的一致首肯和贊揚登峰娱乐游戏,必將推動鋼結構技術的劃時代進步,并在更廣闊領域獲得應用,將在近期內為中國鋼鐵業新增≥4000萬噸/年的應用市場。目前登峰娱乐游戏,以中厚鋼板為原料,采用同類技術生產的平行腿角鋼、平行腿槽鋼(同規格產品可增加 20%截面模量)已悄然應用于國內外鋼結構市場。韓靜濤教授團隊正在組織編寫冷熱復合成形方矩形鋼管的國家標準登峰娱乐游戏。

在現代交通運輸領域,鋼結構橋梁已成為國家重點關注和大力推動開發的領域,并提出我國鋼橋比由不足1%迅速提高到30%以上的要求,但引起鋼橋 90%以上病害的傳統冷彎等厚U肋登峰娱乐游戏,成為制約鋼橋技術發展和應用的“瓶頸”登峰娱乐游戏,通過與國內外橋梁技術專家的多方溝通,韓靜濤教授提出了端部增厚輥壓成形U肋的概念,并成功開發出新型端部增厚的UTU肋,西南交通大學國家橋梁重點實驗室測試結果表明,新型UTU肋可大大增強焊接接頭的疲勞性能,大幅度提高了鋼結構橋梁的可靠性和穩定性?,F已在國內外近20座大型橋梁的建設中獲得了應用。并在近期將為我國鋼鐵行業新增2200萬噸/年的市場登峰娱乐游戏。

在北京科技大學的研究團隊中登峰娱乐游戏,韓靜濤教授團隊的主要特色為理論功底深厚登峰娱乐游戏,長期堅守生產一線登峰娱乐游戏,實踐經驗豐富,實際動手操作能力強登峰娱乐游戏。該團隊一貫以國民經濟建設重大技術問題與重大需求為主線,積極主動引導與開拓新的技術與市場需求,形成了一個個重大的原始性創新。服務于行業的長遠發展方向和政府政策導向,堅守國家經濟發展的主干道,這也是北京科技大學科學研究工作的一貫發展方向登峰娱乐游戏。

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