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我校拟提名2020年度陕西省科学技术奖项目信息公示
 

各有关单位:

现对我校主持拟提名2020年度陕西省科学技术奖项目有关信息进行公示,公示期为2020年5月20日-2020年5月26日(7个自然日)。公示期内,任何单位或者个人对公示信息持有异议的,可以以书面方式向科技处提出,并提供必要的证明材料。

联系人:郝杰 钟晨超

联系电话:029-84258597

一、项目名称

特种阀参数化设计制造关键技术及工程应用研究

二、提名者及提名意见

提名者:西安航空学院

提名意见:

该项目所提出的特种阀参数化设计制造关键技术,成功应用于工程研发过程,已在研制中的大型飞机上得到运用,其关键技术已得到验证,达到同类产品国际先进水平。

本研究发表SCI、EI期刊论文3篇,北大核心等论文7篇,获得国家专利9个、实用新型专利2个,研究周期培养硕士研究生3名,该研究为特种阀参数化设计及应用提供了理论解决基础,实现了多个特种阀的国产化。

成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术进步提名条件,特提名为陕西省科学技术进步三等奖及以上。

三、项目简介

(1)项目所属科学技术领域

特种阀属于高新技术产品,科技含量和经济附加值高,主要用于军民两用飞机、载重汽车等领域,具有极大的市场潜力和推广应用前景。本研究项目是由西安航空学院液压技术研究院、西安航空制动科技有限公司进行产学研结合共同进行技术攻关和产品开发。该项目所属科学技术领域为装备制造业。

(2)主要研究内容

[1]特种阀流场高精度建模分析及流场特性研究。

鉴于CFD在数值计算方面的优势,以航空油为流动介质开展液压阀内部流动数值模拟,对流场稳定性机理进行研究;构建可靠的航空油物理替代模型,准确描述真实流动介质的物质属性;建立高精度的湍流模拟方法,实现特种阀内部流场结构的准确刻画。

[2]建立特种阀参数化设计平台

针对特种阀传统设计方法过于依赖设计者的经验且研发周期长的问题,本项目开展液压阀多参数多目标自动优化设计技术研究,建立一种由数学过程替代设计人员经验,CFD分析模型替代经验公式为特征的特种阀多参数多目标自动优化设计体系和程序。

[3]建立特种阀的多物理场仿真分析和数字样机性能评估平台。设计待评估的设计待评估的刹车压力伺服元件三维数字样机,建立综合性能分析与评估平台。进行阀抗污染性能验证试验,并与评估平台的分析结果进行对比,同时完善仿真分析与性能评估平台完成新型阀的设计分析、研制与试验。

(3)科学价值及同行引用评价情况

特种阀类元件的研制成功,除了用于军民两用飞机外,还适用于载重汽车、船舶、大型挖掘机、铁路机车、煤炭和石油开采机械等领域。充分显示了我省高校科研队伍在科研成果转化、促进经济发展方面的重要作用,必将能够发展成为我省特种阀技术和工业化的支柱产业。目前,特种阀产品已研制成功并进行批量生产,已经与广州市新欧机械有限公司及西安凯德液压机电有限责任公司、南京玖玖教育科技有限公司等单位签订了供货了价值1000多万元的供货合同。

四、客观评价

众所周知,特种阀是防滑刹车系统中的关键部件,它的性能直接关系到整个系统的控制精度、响立特性及工作可靠性和寿命。就电液伺服阀而言,其分为双喷嘴挡板型和偏导射流型;而国内生产的电液伺服阀绝大部分为双喷嘴挡板型,存在易堵塞、抗污染能力差、对油液清洁度要求高的缺点。近年来,伴随着我国制造业的飞速发展,新研制军民两用飞机对液压阀抗污染能力提出在油液清洁度GJB420B9级水平下能正常工作,而特种阀阀只能在油夜清洁度NAS6须或NAS7级长期工作,因此迫切需要研制一种高抗污染伺服阀以满足刹车系统需要。

特种场合下的高性能液压阀在国外属高端产品,主要运用于航空航天,军事等行业,对国内引进实行技术封锁,国内除了各民航客机及电厂随设备引进外,一般行业无法进口特种阀。特种阀具有抗污染能力强、压力效率及容积效率高、阀芯驱动力大、分辨率高并具有“失效对中”能力等优点。随着国民经济的发展,该类型阀的优越性被广泛认知,国内对特种阀国产化的需求越来越迫切,尤其是航空航天等领域期待利用特种阀抗污染能力强的特点来提高产品的可靠性与寿命。

特种阀用于防滑刹车系统,主要完成刹车压力的调节功能,输出压力与输入电流成正比。作为机轮刹车系统一项重要产品,特种阀须满足飞机长时间续航长寿命需要,为飞机防滑刹车系统研制抗污染能力强、安全性及可靠性高、可维护性好的刹车特种阀。该产品研制成功可大大提高飞机刹车系统的可靠性,并将着陆过程中的不安全因素减至最少,保证飞机安全起飞和降落。

目前,国外发达国家这方面的研究在技术上很成熟,生产的产品也十分广泛。国内高性能特种阀尚不能实现国产化,尽快研究开发该项目技术和产品,为我国不断增加新的产品类别,保持经济持续快速增长,有着重要的现实意义。

五、应用情况

本项目集机电传动技术、液压技术、润滑冷却技术和新材料技术为一体,属于高新技术产品,科技含量和经济附加值高,项目在同类产品中保持国内先进水平。

该项目产品应用可以带动陕西省材料研究、精密加工等相关配套产业发展,形成特种材料、精密加工产业带,预计项目直接年产值三千多万元,成为新的经济增长点。

仅仅就偏导射流式压力伺服阀来说,由于射流管技术抗污染能力强、可靠性高等特点,在国外飞机机轮电子防滑刹车系统中,已普遍采用偏导射流式压力伺服阀,但国外此类阀对我国实行进口限制,一般情况下无法购买。偏导射流式压力伺服阀研制成功后,突破了国外的技术封锁,填补了国内空白,为研究开发具有我国自主知识产权的性能优良的偏导射流管电液压力伺服阀奠定基础。因偏导射流式压力伺服阀的高可靠性及高抗污染性特点,已成为各相关航空单位选用压力伺服阀的首选,目前在多个新研的国家重点型号项目和老型号的改进项目中得到配套使用。现已为配套偏导射流管压力伺服阀的三型飞机完成首飞工作,后续还有多种型号项目正在研制中。产品随机完成设计定型、批量装备部队后,具有极大的社会效益和经济效益。同时,偏导射流式压力伺服阀也可用于工业领域的施力系统中,如压力脉冲试验台等,扩宽了偏导射流式伺服阀的产品线和应用领域,前景将不可限量。

因此,本项目的研究工作具有较强的科学意义和工程实用价值,应用前景广阔。今后,我们将利用本项目的研究成果,扩展产品用途,形成系列化、多样化的产品,以满足不同领域的需求。

六、主要知识产权和标准规范等目录(限10条)

序号               论文专著名称   刊名            作者 年卷页码(xx xx xx 页) 发表时间 通讯作者 第一作者
1 Effectof Tongue Clearance on Hydraulic Performance of Double Support Vortex Pump

Defence

Technology

Xiang-yang Li ,Wan-qiang

Chen, Sheng-dun Zhao

2019(04). 2019-08-15. 2019 陈万强 李祥阳
2 旋涡泵高扬程工况结构变化数值模拟研究

中国科学:技术科学

李祥阳、陈万强 201710.2017-10-15 2017 陈万强 李祥阳
3 转速影响的航空旋涡泵性能试验与数值研究 实验力学 李祥阳、陈万强 20193.2019-06-15 2019 陈万强 李祥阳
4 一种高可靠性旋涡泵试验系统设计与实现 机床与液压 李祥阳、陈万强 2018(16). 2018-08-28. 2018 陈万强 李祥阳
5 一种液压泵综合测试试验台研究 新技术新工艺 李祥阳、陈万强 2017 (3). 2017-03-25 2017 陈万强 李祥阳
6 检测机械手控制系统的设计研究 机械制造 李祥阳、陈万强 20179.2017-09-20 2017 陈万强 李祥阳
7 一种液压马达综合测试试验台研究 液压气动与密封 李祥阳、陈万强 2018(05). 2018-05-15. 2018 陈万强 李祥阳
8 自吸式旋涡泵发展现状与分析 工业仪表与自动化装置 李祥阳、陈万强 2018(04). 2018-08-15 2018 陈万强 李祥阳
9 一种伺服直驱式液压实验台设计与实现 液压气动与密封 李祥阳、陈万强 2019(03). 2019-03-15 2019 陈万强 李祥阳

七、主要完成人情况

姓名 排名   行政职务 技术职称 工作单位 完成单位                                对本项目的贡献
陈万强 1 液压技术研究院院长 教授 西安航空学院 西安航空学院 作为本科研项目主持人,提出项目研究方法,负责项目总体方案设计,特种阀设计方案确定及理论分析。在承担项目期间获得发明专利3项、发表相关论文3篇。
李祥阳 2 液压技术研究院副院长 副教授 西安航空学院 西安航空学院 作为本科研项目参与人,提出项目研究方法,负责特种阀的结构设计及仿真工作。近年来,在承担项目期间获得发明专利1项,参与3项、发表相关论文6篇。
何学工 3 技术副总工 研究员 西安航空制动科技有限公司 西安航空制动科技有限公司 参与项目关键技术研究,偏导射流式压力伺服阀的结构设计及实验研究在承担项目期间获得发明专利4项。
刘劲松 4 技术总工 研究员 西安航空制动科技有限公司 西安航空制动科技有限公司 参与项目关键技术研究,负责压力伺服阀产品设计及加工工艺的制定,在承担项目期间获得发明专利2项。
王蕾 5 室主任 工程师 西安航空制动科技有限公司 西安航空制动科技有限公司 参与项目关键技术研究,特种阀设计及试制,在承担项目期间获得发表论文1篇。
陶佳欣 6 讲师 西安航空学院 西安航空学院 参与液压阀设计及实验研究,在承担项目期间参与特种阀发明专利3项。
卿绿军 7 讲师 西安航空学院 西安航空学院 参与液压阀设计及实验研究,在承担项目期间发表论文3篇。

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