【正文】 本年度發(fā)表論文 80篇左右，其中 SCI收錄的論文 70 篇；申請專利 6－ 7項；出版 1本專著； 組織成果驗收與鑒定，爭取達到國際先進水平。 本年度發(fā)表論文 90篇左右，其中 SCI收錄的論文 50 篇左右；申報專利 5－ 6項；出版專著 1本。 (15)構造信息傳播的表示模型與約束模型，建立多工件制造過程的綜合效能評價 體系； (16)揭示參數變化對制造系統(tǒng)的影響模式；提出數字制造系統(tǒng)參數優(yōu)化策略與性能優(yōu)化算法。 本年度發(fā)表論文 50篇左右，其中 SCI收錄的論文 20篇左右；申報國家專利 3～ 4項。擬申請專利 3－ 4項。 (5)全面獲得 巨型 精密模鍛水壓實際運行過程中載荷的真實傳遞規(guī)律； (6)揭示 異常損傷的結構載荷原因與影響制造精度的控制要素； (7)建立具有多維多元靜不定、強應力下的非線性 接觸特征的結構強度與剛度分析的多體非線性動態(tài)接觸 研究內容 預期目標 (10)工作空間、形位空間和旋量空間中的混合幾何推理方法； (11)制造過程的數字建模及物理場的復合作用建模； (12)分析復雜曲面 物理性能與幾何特征的映射 關系 ，建立多源約束與曲面參量的非線性耦合高性能復雜曲面生成的隱式模型； (13)加工過程力 /熱耦合變形及其對面形生成的 影響 規(guī)律； (14)復雜曲面零件物理性能和幾何量關聯約束下的多場、多源信息的采樣規(guī)則； (15)主軸動態(tài)與熱變形機理與數字化建模； (16)切削 (磨削 )力溫度機理與數字化建模； (17)研究精確成形鑄造 (熔模精密鑄造及鋁、鎂合金精確壓力鑄造 )凝固過程多尺度、多場耦合的數學與物理建模，包括溫度場、濃度場、微觀組織場、應力應變場的數學描述、邊界條件、 初始條件 、耦合關系、相 互作用等，并提出數值求解方法； (18)典型精密模鍛材料基本力學性能實驗研究；模鍛工藝參數與材料力學性能、組織 結構 的相關規(guī)律實驗研究； (19)研究多源多工序質量特征信息的生成、表達、傳遞與聚類的建模理論； (20)研究多源多工序質量特征的檢測傳感網絡的構形； (21)研究裝備群的加工效率、精度和可靠性評估 模型； (22)研究批量客戶化和小子樣生產條件下的工序質量在線控制與評價方法； (23)數字制造系統(tǒng)中裝備、工件及過程等多源復雜制造信息的數字表征與分析； (24)不同制造功能域之間的信息融有限元分析方法； (8)提出支持制造過程中物理場復合作用機理研究的計算方法與計算模型，揭示物理場作用對零件制造精度的影響規(guī)律； (9)建立復雜機械零件幾何可制造分析理論，提供相應的計算模型； 開發(fā)零件幾何可制造性的計算機輔助分析系統(tǒng)； (10)初步構建出曲面分類體系，提煉共性基礎理論問題； (11)實現多源約束下海量信息獲取及快速結構化； (12)建立高精度逐點可控去除的運動控制策略； (13)揭示力 /熱耦合作用下的共軛螺旋錐齒輪的誤差傳遞機理； (14)建立 精確成形過程的數學、物理模型，能準確描述精確成形過程中復雜的宏 /微觀現象；建立熔模鑄件和壓鑄件溫度場、濃度場、應力應變場數理模型； (15)獲得模鍛材料基本力學參數以及與工藝參數相關規(guī)律； (16)實現 方案 、模型、方法及傳感網絡等理論和技術的確定。綜合應用約束消減及不確定推理等方 法實現制造執(zhí)行過程決策。 （ 2） 多工件復雜制造過程效能評價與參數優(yōu)化 研究多工件復雜制造條件下設備能力、工藝規(guī)程及工件特征等因素的綜合作用規(guī)律，建立制造過程綜合效能評價模型。 建立多工件復雜制造過程的綜合效能評價模型與參數優(yōu)化策略 。 （ 2）加工過程的工況監(jiān)測、預示及服役性能評價 研究多源多工序復雜工況監(jiān)測、信號處理的原理與方法；建立工況與零件誤差、缺陷等質量特征信息的映射、解耦及預示模型；研究裝備群的加工效率、精度和可靠性評估模型；揭示裝備群的服役性能退化機理和失效規(guī)律。 （ 4）高性能復雜構件塑性成形組織性能預測建模與仿真 高性能鍛件必須流線連續(xù)、細晶致密、各向同性，大尺度復雜構件模鍛過程的重要特點是流變界面形態(tài)的不確定性和流變參數的時變性，導致成形過程組織結構與性能的不均勻。 研究內容 ： （ 1）精確鑄造成形過程多尺度物理 /數學建模 與仿真 針對能源、航空航天工業(yè)的定向凝固熔模精密鑄造零件和航天、運載、軍工行業(yè)的復雜薄壁鋁、鎂合金精確成形鑄件，綜合考慮宏觀的傳輸現象和微觀的形核與生長動力學， 研究鑄造成形過程 中動量、能量、質量傳輸及微觀組織形成的多尺度、多學科的數理 模 型與仿真。 （ 2）復雜曲面多源離散信息的結構化方法與誤差消減 研究多場、多源信息基于復雜曲面零件物理性能和幾何量關聯約束的采樣規(guī)則，研究多源多坐標測量中病態(tài)區(qū)域辯識和剔除的方法；建立海量多源離散信息的快速結構化數學模型，提出測量誤差消減方法。 （ 4）高精度零件制造的數字化仿真平臺 結合典型復雜零件的加工，建立數字化加工過程仿真平臺。高精度零件的制造必須滿足以上多種不同性質的約束。 研究內容： （ 1）加工制造中物理場復合作用機理及其數字仿真 研究切削力、應力 應變及溫度場的復合作用機理及其與零件質量之間的映射規(guī)律，分析零件表面的三維形貌生成機理，建立零件精度分析和預測模型。 （ 3）巨型成形裝備制造界面的位置、形態(tài)與界面力場模型 研究時變負載條件下成形裝備拉、壓、彎、扭、剪等多維、多元復雜應力狀態(tài)與變形在結構中的復合及其對制造界面空間位置的集聚效應和對制造界面外力分布的影響，建立巨型成形裝備制造界面的位置、形態(tài)與界面力場模型。 （ 4）多軸高性能數控機床的示范應用 基于數控機床的力、熱耦合特性、加工性能演變機理和智能控制等基礎理論和共性技術，在大型高性能多軸聯動復合加工制造裝備上進行示范應用，包括物理量檢測、特征提取、狀態(tài) /工況檢測、性能參數 辯識、智能控制、主動維護等功能環(huán)節(jié)，實現復雜工況下的加工精度強化。為高性能數控機床的自主創(chuàng)新提供理論依據和技術手段。針對第二個科學問題，設置三個課題，分別從加工和成形兩個方面揭示制造過程中物理場作用機理，建立高性能復雜曲面零件的數字化精密制造理論以及相應的加工新原理和新工藝。本項目有一支由院士、長江學者、國家杰出青年基金獲得者和優(yōu)秀中青年骨干組成的穩(wěn)定的學術梯隊，為本項目的完成提供了人才保障。 本項目組成員在計算制造、數控技術以及先進成形制造的研究過程中，對項目部分研究內容進行了前期探索，并在數字制造裝備的控制、制造過程數字建模與仿真、復雜曲面數字化加工等方面取得了不同程度的進展，可望通過進一步研究在這些關鍵 問題上取得理論或方法上的突破。本項目將在多學科綜合與交叉的基礎上，建立數字化制造的理論基礎，促進制造科學的發(fā)展。理論研究、技術開發(fā)和應用 示范相結合，建立數字化制造理論基礎和關鍵技術平臺。 ? 突破高性能數控系統(tǒng)自主創(chuàng)新開發(fā)的技術難點，建立七軸五聯動高性能數控機床的應用驗證平臺，使直徑 8米大型艦船用螺旋槳的加工達到特高精度 S級； ? 突破巨型模鍛裝備的高精度同步控制技術，使同步動態(tài)精度達到 ‰； ? 突破下一代大型運載火箭共底構件、導彈天線罩等 復雜曲面高效精密加工的技術關鍵 , 使復雜零件加工精度達到 1~2微米； ? 構建先進制造過程的多尺度多學科模擬仿真平臺，多源多工序加工質量控制與執(zhí)行過程決策平臺，實現零部件的高效制造與性能定量預測。通過本項目研究，提升我國高端數字裝備及其關鍵零件的獨立制造能力，提供國家急需的大型復雜零部件制造的核心技術，并培養(yǎng)一批從事數字化制造 科學研究的青年學術帶頭人和研究骨干。其難點在于制造系統(tǒng)中多源信息的交互關系復雜，處于動態(tài)演變之中，并受大量非常規(guī)信息的影響。提取多源多工序質量的特征信息，建立工件類、工序流、裝備群工況等數字化制造質量特征的全息分析與計算模型，揭示工序質量信息的產生、表 達、傳遞與聚類規(guī)律，提供加工過程的質量缺陷預示與消減的共性技術與方法，是確保與工序密切相關的制造裝備群在“精確質量控制”模式下運行的關鍵。主要研究內容如下： ? 精確鑄造成形過程多尺度物理 /數學建模與 仿真； ? 精確成形鑄件的組織、性能與疲勞壽命預測； ? 精密模鍛流變成形本構規(guī)律及模鍛載荷預測建模； ? 高性能復雜構件塑性成形組織性能預測建模與仿真。 3) 先進成形制造過程的多尺度數字仿真與優(yōu)化 建模與仿真是數字化成形制造的核心技術。 2) 高性能復雜曲面數字化精密加工的新原理和新方法 我國能源、運載、國防等領域重大工程急需的某些關鍵零部件，其制造不僅要保證幾何精度，更要滿足特定的物理性能。本項目研究加工制造過程和成形制造過程中的物理場復合作用機理以及復雜曲面精密加工的新原理和新工藝。 科學問題之二：制造過程的物理場影響機理及其數字化描述 在制造過程中，伴隨著零件材料組織的演變和形狀的生成，力、熱、流體等物理場的作用成為影響零件制造精度、效率和性能的主要因素。大慣量大行程快速運動可能引起超調振蕩，在巨大流量的液壓機械系統(tǒng)中產生沖擊，降低運動的動態(tài)精度。分別以高性能數控機床和巨型精密模鍛水壓機兩類典型數字制造裝備為對象，研究數字制造裝備在復雜工況和運行狀態(tài)下的動態(tài)行為和性能演變規(guī)律，為設計新型數字裝備和數控系統(tǒng)提供理論依據和技術基礎，主要研究內容包括： 1) 高速數控機床動態(tài)行為演變及其高精度控制 隨著高性能數控機床精度 、效率越來越高，高速、高加速度和變加速度成為數控機床動態(tài)行為的主要表現形式，機床的力學特性（如結構、間隙、動靜剛度、摩擦特性、振動、噪聲、非線性時變載荷等）、熱學特性（如熱變形、熱穩(wěn)定性等）、以及力、熱耦合特性對機床的加工質量和效率產生顯著影響。結合國家制造業(yè)的重大需求和數字化制造的發(fā)展趨勢，本項目以制造裝備高精度數字化控制及大慣量大行程高精度同步控制、制造過程的物理場多尺度數字仿真、復雜曲面數字化精密加工、多源多工序制造 質量控制、制造執(zhí)行過程決策與優(yōu)化等數字化制造關鍵共性技術為突破口，本項目圍繞下列三個重要科學問題展開研究： 科學問題之一：數字制造裝備的動態(tài)行為與性能演變規(guī)律 在能源、運載、國防等領域，需要制造大型、薄壁、復雜、難加工材料的精密零件，對制造裝備的精度、效率、可靠性等性能指標提出了更高的要求。如加工直徑 8米、重達 100噸艦船用螺旋槳的大型車銑復合加工機床，結構非常復雜（要求七軸五聯動），行程范圍高達 10米，加工精度高。為自主開發(fā)高速、高精、高效的新一代數控機床，研究數控機床的力、熱耦合特性及其對機床動態(tài)行為和加工性能的影響機理和演變規(guī)律，實現高速、高加速度和變加速度加工條件下的智