【正文】 應(yīng)用示范平臺的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計； (15)開發(fā)多尺度的數(shù)字化精確鑄造成形制造系統(tǒng)；建立基于流變學(xué)模型的有限元算法及鑄件 /鑄型的力學(xué)邊界處理方法；建立熔模鑄件和壓鑄件微觀組織的宏 /微觀數(shù)理模型； 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 整體葉輪精密復(fù)雜曲面零件，恒切削載荷下的粗加工刀位規(guī)劃算法； (18)復(fù)合材料表面空間結(jié)構(gòu)的數(shù)字化模型和因特殊物理機械性能需求而形成的本源特征； (18)基于已有的研究成果，通過數(shù)值求解技術(shù)，采用計算語言開發(fā)多場耦合條件下的多尺度凝固過程數(shù)值模擬系統(tǒng)，統(tǒng)一考慮溫度、濃度、流動和微觀組織之間的關(guān)系；研究基于流變學(xué)模型的有限元算法以及鑄件 /鑄型的力學(xué)邊界處理方法； (19)模鍛材料非線性本構(gòu)模型研究；材料組織結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)與材料變形抗力的相關(guān)規(guī)律理論研究； (20)進(jìn)一步研究裝備群的加工效率、精度和可靠性評估模型； (21)進(jìn)一步研究批量客戶化和小子樣生產(chǎn)條件下的工序質(zhì)量在線控制與評價方法； (22)進(jìn)一步研究多源多工序質(zhì)量特征的檢測傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)形、容錯性與可靠性度量指標(biāo)； (23)研究多源多工序復(fù)雜工況監(jiān)測、信號處理的原理與方法； (24)研究裝備群的服役性能退化機理和失效規(guī)律； (25)驗證在多源多工序情況下，若干共性質(zhì)量特征量的檢測、信 息獲取與處理； (26)非常規(guī)制造信息的識別、分析與處理； (27)工藝信息、裝備狀態(tài)與能力信息、制造計劃信息等多源信息對決策過程的影響規(guī)律； (28)基于層次目標(biāo)分析理論的分布式?jīng)Q策理論，決策結(jié)果評估與優(yōu)化。 整理材料，通過項目中期評估。 本年度發(fā)表論文 80篇左右，其中 SCI收錄的論文 50 篇左右；申報專利 5－ 6項。 第 五 年 (1)高精、高速數(shù)控機床綜合實驗驗證； (2)同步平衡、大流量超高壓液壓驅(qū)動、多功能邏輯操作與高靈敏度載荷與運動參量檢測等單元技術(shù)的創(chuàng)新與技術(shù)集成； (3)高響應(yīng)高精度載荷與運動協(xié)同控制技術(shù)原型建立，中試研 究與工業(yè)應(yīng)用研究； (4)對研究成果進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合典型零件的加工進(jìn)行應(yīng)用示范； (5)基于典型零件示范平臺，進(jìn)行樣件加工實驗驗證，根據(jù)工程實踐驗證(1)在高精、高速數(shù)控機床上進(jìn)行實驗，實現(xiàn)基于工況、行為響應(yīng)和性能反饋的適應(yīng)控制； (2)實現(xiàn)對巨型精密模鍛水壓機全行程高精度、高響應(yīng)運動控制、操作系統(tǒng)快速準(zhǔn)確定位與對偏載狀態(tài)實時監(jiān)控； (3)建立巨型成形制造裝備載荷與運動協(xié)同控制技術(shù)原型 ； (4)建立 “ 數(shù)字制造過程物理行為建模與 制造工藝參數(shù)優(yōu)化 理論 ”； (6)建立性能驅(qū)動的復(fù)雜曲面零件數(shù)字化制造新原理新方法； 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 完善復(fù)雜曲面數(shù)字化制造的新原理新方法； (6)局部共軛曲面 (弧齒錐齒輪 )高精度、高效率數(shù)控軟件研制； (7)研究鑄件溫度場、溶質(zhì)場、應(yīng)力應(yīng)變場和微觀組織各模塊之間的集成，建立熔模鑄造高溫合金、壓鑄鎂、鋁合金的凝固過程數(shù)值模擬平臺；多尺度、多場耦合的數(shù)字化成形制造系統(tǒng)的平臺建立與聯(lián)調(diào)，并將其應(yīng)用于航天、能源、運載工業(yè)中的典型復(fù)雜零件的工藝優(yōu)化，實現(xiàn)數(shù)字化鑄造； (8)典型精密模鍛件工藝模擬與優(yōu)化 ； (9)建立數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的評估與優(yōu)化控制的平臺； (10)建立數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的評估與優(yōu)化控制的示范環(huán)境； (11) 制造執(zhí)行系統(tǒng)的完善與應(yīng)用。 項目通過驗收。具體目標(biāo)為：以復(fù)雜精密零件為具體應(yīng)用對象，建立數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的評估與優(yōu)化控制的平臺；在制造企業(yè)進(jìn)行示范，實現(xiàn)產(chǎn)品高精度、高可靠制造；對五年研究成果進(jìn)行全面總結(jié)； (13) 制造執(zhí)行系統(tǒng)取得應(yīng)用成果。 示范平臺； (11)實現(xiàn)鑄件的力學(xué)性能和疲勞壽命預(yù)測；驗證熱應(yīng)力分析系統(tǒng)，并得到主要因素對應(yīng)力應(yīng)變及熱裂影響的規(guī)律；進(jìn)一步完善系統(tǒng)； (12)鍛壓成形過程材料組織演變與力學(xué)性能仿真軟件； (13)在質(zhì)量保證機制、缺陷消減、平臺建設(shè)等方面取得進(jìn)展：建立加工過程的質(zhì)量保證機制；提出質(zhì)量優(yōu)化控制以及零件綜合質(zhì)量缺陷消減方法；以復(fù)雜精密零件為具體應(yīng)用對象，初步建立數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的評估與優(yōu)化控制的平臺； (14)開發(fā)數(shù)字制造系統(tǒng)仿真平臺與制造執(zhí)行系統(tǒng)； (15)建立汽車制造系統(tǒng)的行業(yè)數(shù)據(jù)庫與主要決策流程。 (23)建立工況與零件誤差、缺陷等質(zhì)量特征信息的映射、解耦及預(yù)示模型； (24)設(shè)備、工藝、工件等制造信息在制造系統(tǒng)中的傳播規(guī)律； (25)綜合應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘等方法研究制造系統(tǒng)效能變化的周期性規(guī)律。 (16)建立包含材料組織結(jié)構(gòu)變化的非線性本構(gòu)模型； (17)完成熔模精密鑄造及鋁鎂合金壓鑄成形工藝參數(shù)優(yōu)化和對零件成形制造質(zhì)量評估平臺，在復(fù)雜關(guān)鍵零件上得到應(yīng)用，提高零件質(zhì)量，縮短研發(fā)周期 1020%； (18)實現(xiàn)復(fù)雜精密零件的若干共性質(zhì)量特征量的測量、信息處理和質(zhì)量控制機制并進(jìn)行驗證：建立裝備群的加工效率、精度和可靠性評估模型以及批量客戶化和小子樣生產(chǎn)條件下的工序質(zhì)量在線控制與評價方法；完善多源多工序質(zhì)量特征的檢測傳感網(wǎng)絡(luò)；初步提出復(fù)雜工況監(jiān)測、信號處理的新原理與方法；初步揭示裝備群的服役性能退化機理和失效規(guī)律； (19)建立從非常規(guī)制造信息中提取決策規(guī)則的方法； (20)建立基于預(yù)測機制的定量制造執(zhí)行過程決策模型。 SCI 收錄的刊物論文 10 篇。 經(jīng)費比例 ： ％ 承擔(dān)單位 ：華中科技大學(xué)、大連理工大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人 ：李培根院士 學(xué)術(shù)骨干 ：張國軍、黃剛、朱海平、高航、鄧超、喻道遠(yuǎn)、李小平、饒運清 四、年度計劃 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 一 年 (1)數(shù)控機床力、熱動態(tài)特性及穩(wěn)定性分析； (2)數(shù)控機床單元部件動力學(xué)建模； (3)數(shù)控機床力、熱動態(tài)特性實驗平臺構(gòu)建； (4)數(shù)控機床的故障特征表達(dá)； (5)各種常規(guī)與極端鍛造工況下試驗與實測 分析； (6)機械 結(jié)構(gòu) 與驅(qū)動系統(tǒng)分析理論模型建立； (7)仿真 計算 分析與重要部件的物理模擬與超載實驗； (8)運行、操縱與控制各環(huán)節(jié)對鍛件加工精度與質(zhì)量的影響規(guī)律； (9)物理場作用下“機床、夾具、刀具、工件” 分布式 變形的數(shù)字建模； (1)提出數(shù)控機床基礎(chǔ)構(gòu)件、運動單元動態(tài)特性、熱特性及穩(wěn)定性的分析方法； (2)建立數(shù)控機床單元部件動力學(xué)特性的數(shù)字模型； (3)建立用于數(shù)控機床動態(tài)特性分析的實驗研究平臺； (4)確定數(shù)控機床的典型故障特征表達(dá)，建立典型故障的數(shù)字化描述。揭示多元信息對決策過程的影響規(guī)律，研究基于軟計算的決策建模理論。研究制造需求信息和制造能力信息的匹配關(guān)系，揭示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊對需求變 更的敏感關(guān)系，研究制造系統(tǒng)優(yōu)化配置原理和方法。 經(jīng)費比例 ： ％ 承擔(dān)單位 ：西安交通大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人 ：江平宇教授 學(xué)術(shù)骨干 ：屈梁生、何正嘉、趙 宏、陶濤、張西寧、周光輝、訾艷陽、孫挪剛、蔣克儉、陳雪峰 課題 7：數(shù)字制造系統(tǒng)復(fù)雜信息處理 及執(zhí)行過程決策 研究目標(biāo)： 以多源復(fù)雜制造信息融合與關(guān)聯(lián)分析為基礎(chǔ)，研究數(shù)字制造系統(tǒng)優(yōu)化配置原理與方法。 研究內(nèi)容： （ 1）數(shù)字化加工的多源多工序質(zhì)量信息的定性分析和度量指標(biāo) 研究多源多工序質(zhì)量特征信息的生成、表達(dá)、傳遞與聚類的建模理論；研究多源多工序質(zhì)量特征的檢測傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu) 形、容錯性與可靠性度量指標(biāo)；研究多源多工序質(zhì)量信息的跟蹤與控制策略，揭示零件誤差、缺陷等質(zhì)量信息的變化規(guī)律。 （ 3）精密模鍛流變成形本構(gòu)規(guī)律及模鍛載荷預(yù)測建模 研究大型鍛件結(jié)構(gòu)特性、成形過程中的變形溫度、變形速率、變形程度對變形抗力的影響，揭示金屬塑形成形中的非線性本構(gòu)規(guī)律，建立多參數(shù)強流變精密模鍛成形載荷預(yù)測模型，為模鍛裝備運行提供數(shù)字化控制依據(jù)。 經(jīng)費比例 ： ％ 承擔(dān)單位 ：大連理工大學(xué)、中南大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人 ： 郭東明教授 、唐進(jìn)元教授 學(xué)術(shù)骨干 ：趙福令、嚴(yán)宏志、王曉明、曾韜、王永青、曹利新、孫玉文、楊睿 課題 5：先進(jìn)成形制造過程的多尺度數(shù)字仿真與優(yōu)化 研究目標(biāo) ：針對我國能源、運載、國防及裝備制造等支柱產(chǎn)業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)對新一代精確成形制造方法與技術(shù)的需求，選擇對零件性能有重要影響的先進(jìn)成形制造方法（如熔模精密鑄造和復(fù)雜薄壁鋁、鎂合金精確鑄造成形及先進(jìn)熱壓塑性成形），揭示零件成形制造過程物理場作用下材料組織與力學(xué)性能演變規(guī)律，研究零件成形制造過程多尺 度、多學(xué)科數(shù)字化建模仿真理論與方法，提出零件成形制造質(zhì)量、微觀組織、性能、使用壽命預(yù)測方法，開發(fā)數(shù)字化零件成形制造模擬仿真和零件性能預(yù)測系統(tǒng)，促進(jìn)我國的成形制造技術(shù)進(jìn)步。 研究內(nèi)容： （ 1）基于零件物理性能與幾何特征映射關(guān)系的復(fù)雜曲面生成方法 分析復(fù)雜曲面物理性能與幾何特征的映射關(guān)系，建立多源約束與曲面參 量的非線性耦合隱式模型；研究加工過程力 /熱耦合變形及其對面形生成的影響規(guī)律；揭示加工過程中復(fù)合材料零件表面的多尺度形貌特征生成機理，建立高性能復(fù)雜曲面生成的數(shù)學(xué)模型。研究有效的測量與誤差建模方法，建立零件加工誤差與工藝參數(shù)之間的反演模型，制定制造誤差補償與控制策略。 （ 2）物理約束、幾何約束與零件性能約束 相容性分析 研究混合約束的數(shù)字化表達(dá)，其中物理約束包括加工裝備的動靜態(tài)特性、切削力與切削速度、刀具剛度特性、材料特性等，幾何約束包括運動學(xué)約束、夾具的封閉性與可達(dá)性等，零件性能約束包括零件的功能、質(zhì)量、可靠性等。 經(jīng)費比例： ％ 承擔(dān)單位： 中南大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 黃明輝 教授 學(xué)術(shù)骨干： 劉少軍、李涵雄、王艾倫、蔣炳炎、夏建芳、周 英、劉德福、帥詞俊 課題 3：數(shù)字制造過程物理行為建模與精度創(chuàng)成原理 研究目標(biāo)： 揭示數(shù)字制造過程中的物理場復(fù)合作用機理及其對零件質(zhì)量與性能的影響規(guī)律；建立物理約束、幾何約束與 產(chǎn)品性能約束的相容性條件，提出相容性約束條件下加工制造工藝的優(yōu)化方法，為復(fù)雜零件高精度創(chuàng)成提供理論基礎(chǔ)及數(shù)字化平臺。 （ 2）大慣量大行程運動的動態(tài)精度形成原理 分析大慣量 、大變載機械系統(tǒng)與多元并聯(lián)大流量液壓系統(tǒng)動力傳遞耦合關(guān)系；分析運動副間隙、附加約束、碰撞等對系統(tǒng)瞬態(tài)位置的擾動；建立其多體動力學(xué)模型、機械－液壓動態(tài)控制模型；提出多元驅(qū)動、大慣量、大行程運動的動態(tài)精度形成原理。 （ 3）數(shù)控機床的智能控制與加工精度強化 研究數(shù)控機床復(fù)雜工況的在線辯識；研究基于行為