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同濟曙光軟件通過建立統(tǒng)一圖形平臺的開發(fā)方法，采用層次式模塊架構(gòu)法，開發(fā)既 有一定通用、靈活性，又能與規(guī)范相結(jié)合的巖土及地下工程分析軟件。能夠較好解決目 前現(xiàn)有的大型商業(yè)有限元通用軟件過于“通用”，造成使用復(fù)雜，無法與規(guī)范結(jié)合的問 題；而專業(yè)軟件又過于“專業(yè)”，靈活性與通用性不強等問題。 同濟曙光軟件系列產(chǎn)品包括有限元通用分析平臺、國內(nèi)唯一的有限元商業(yè)反分析軟 件、公路隧道設(shè)計計算分析軟件、盾構(gòu)隧道設(shè)計計算分析軟件、邊坡穩(wěn)定性有限元分析 軟件等模塊，并正根據(jù)市場和工程需要研發(fā)新的系列地下工程相關(guān)軟件。 

發(fā)展了原位X射線單晶衍射、原位光譜表征和計算機模擬技術(shù)對吸附分離的機理和行為進行解釋和預(yù)測，還提出多種策略用于精確調(diào)控、提高，甚至是“反轉(zhuǎn)”氣體吸附選擇性，以獲得更好的分離效果。例如，發(fā)展了多種提高二氧化碳捕獲效率的策略，實現(xiàn)了常壓、煙道氣和大氣環(huán)境中的多個吸附量記錄。提出了利用氣—固反應(yīng)機理對多孔框架進行精確修飾的策略，設(shè)計并合成了兼具擬銅蛋白氧氣活化中心、易氧化有機配體的新型多孔配位聚合物MAF-42。通過氧氣或空氣對MAF-42的氧化，最多可以將材料的吸附選擇性改變四個數(shù)量級，甚至從分子篩效應(yīng)選擇性吸附分子較小的甲烷，反轉(zhuǎn)為常規(guī)的選擇性吸附分子較大的乙烷，分別適用于天然氣中提純乙烷和甲烷 提出了“控制柔性客體分子構(gòu)型可反轉(zhuǎn)吸附選擇性”的概念，并對系列代表性多孔配位聚合物進行了實驗和計算機模擬驗證。利用研究團隊前期設(shè)計合成的多孔配位聚合物MAF-23（J. Am. Chem. Soc.2012, 134, 17380），實現(xiàn)了反常而且最優(yōu)的C4碳氫化合物吸附分離順序。常溫常壓下將C4碳氫化合物的混合物通過MAF-23填充的固定床吸附裝置后，丁二烯最先流出而且純度很容易達到99.9%，同時避免了常規(guī)蒸餾和吸附純化過程中因加熱而產(chǎn)生的丁二烯自聚問題。

針對目前汽車、機床、航空航天等機械行業(yè)關(guān)鍵件的結(jié)構(gòu)強度、加工質(zhì)量控制的技術(shù)需求，基于有限元仿真 CAE 技術(shù)提出最佳解決方案，提高生產(chǎn)效率、降低企業(yè)成本，通過合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性、加工工藝參數(shù)等，提升結(jié)構(gòu)部件的穩(wěn)定性及質(zhì)量。 

01.  成果簡介 在鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架，其中采用的鋼混凝土組合梁均由鋼梁和混凝土板組成，兩者通常采用栓釘連接件相連。栓釘連接件的主要作用包括：(1)抗剪：承擔(dān)鋼梁與混凝土板之間的界面縱向剪力，限制兩者之間的界面縱向自由滑動，從而保證鋼梁與混凝土板協(xié)同變形、共同工作，充分發(fā)揮組合作用，提高截面剛度和承載能力；(2)抗拔：抵抗混凝土板因整體縱向彎曲以及局部橫向彎曲導(dǎo)致的豎向分離和掀起。 鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)目前尚缺少一種用于負彎矩區(qū)只抗拔但縱向不抗剪的新型連接件，從而制約了這兩種結(jié)構(gòu)形式的推廣和應(yīng)用。 本成果提出的縱向不抗剪螺桿式抗拔連接件（簡稱“抗拔不抗剪連接件”）及其施工方法于2012年提出，通過改進普通栓釘連接件在鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁中的構(gòu)造方式，釋放鋼梁與混凝土板的組合作用，使得在負彎矩作用下，混凝土板不隨鋼梁發(fā)生變形，從而降低了混凝土板拉應(yīng)力水平，防止了混凝土板的開裂，提升了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性能。 該連接件用于連接鋼梁和混凝土板，連接件包括螺桿和螺帽，螺桿與螺帽通過螺紋機械連接，螺桿周圍外包彈性材料管，并焊接于鋼梁的上翼緣板上，若鋼梁和混凝土相對滑移量需求較大，可進一步在螺帽周圍外包彈性材料管。在鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的負彎矩區(qū)采用該連接件，能有效減小負彎矩區(qū)混凝土板的拉應(yīng)力，提高混凝土板的縱向預(yù)應(yīng)力導(dǎo)入度，改善混凝土板的長期性能和耐久性，同時該連接件具有可靠的抗拔能力，能抵抗混凝土板相對于鋼梁的掀起作用。 抗拔不抗剪連接件屬于一種橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)領(lǐng)域的混凝土防開裂技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的混凝土防開裂技術(shù)（例如預(yù)應(yīng)力技術(shù)、強配筋技術(shù)、非張拉預(yù)應(yīng)力技術(shù)等），該技術(shù)無復(fù)雜的工藝流程，施工速度快，構(gòu)造簡單，材料成本更低，因此具有非常廣闊的應(yīng)用前景和良好的經(jīng)濟效益。 抗拔不抗剪連接件目前在國內(nèi)部分鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁中得到了應(yīng)用，實踐表明，采用該連接件的橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土板未發(fā)生開裂現(xiàn)象，運營良好，且建造成本更低。目前，鋼混組合結(jié)構(gòu)橋梁在全國的應(yīng)用不斷增加，這種防開裂技術(shù)將會得到更多的認可。02.  應(yīng)用前景 可用于橋梁結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)，特別是鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)負彎矩區(qū)的連接件。   03. 知識產(chǎn)權(quán) 成果涉及1項授權(quán)專利。   04. 團隊介紹 團隊負責(zé)人現(xiàn)任清華大學(xué)土木工程安全與耐久教育部重點實驗室主任、清華大學(xué)未來城鎮(zhèn)與基礎(chǔ)設(shè)施研究院院長。長期從事鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究與推廣應(yīng)用工作，研發(fā)了一系列組合結(jié)構(gòu)新形式和新技術(shù)，發(fā)展了組合結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論和設(shè)計方法，解決了建筑、橋梁、特殊結(jié)構(gòu)和加固改造等領(lǐng)域的諸多難題，拓寬了組合結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用領(lǐng)域。獲中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會首屆鋼結(jié)構(gòu)杰出人才獎、光華工程科技獎、何梁何利科技進步獎。以第一完成人獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎、國家科技進步獎(創(chuàng)新團隊)、國家科技進步二等獎各1項。   05. 合作方式 技術(shù)許可。   06. 聯(lián)系方式 電話：18811351491 郵箱：zhuangld12@126.com, zhysh@tsinghua.edu.cn

分布式小型光伏電站系統(tǒng)施工建設(shè)仿真實訓(xùn)讓學(xué)員以現(xiàn)場施工工程師的身份根據(jù)提供的項目說明書、施工圖紙和材料到現(xiàn)場進行小型電站的模擬施工，提高學(xué)員的實踐能力和動手能力。 1.1. 場景設(shè)計 虛擬場景主要由廠戶樓頂施工場景組成； 場景模型主要包括：廠戶建筑模型、支架基礎(chǔ)樁、支架前后立柱、橫梁、側(cè)梁、接地扁鋼、晶硅光伏組件、邊壓塊、中間壓塊、接線盒、連接線、直流匯流箱、進線、出線、熔斷器盒、斷路器、避雷器、逆變器、PVC保護線管、五金螺絲螺母、安全帽、施工工具等 1.2. 互動設(shè)計 在施工場景看懂圖紙，檢查施工物料 根據(jù)提示到指定位置使用工具把支架、光伏組件、匯流箱、逆變器一一安裝起來 進行組件陣列間串聯(lián)和并聯(lián)接線 進行防雷焊接 施工完成后進行投切并網(wǎng)操作 場景植入VR太陽模塊，精準(zhǔn)計算該項目所在位置的太陽位置，太陽高度角和方位角，在虛擬場景中全時仿真太陽產(chǎn)生的陰影。

成果的背景及主要用途： 高效大跨度結(jié)構(gòu)體系不僅關(guān)系到資源節(jié)約、施工便捷和效果美觀,更是一個 國家建筑技術(shù)水平的重要標(biāo)志。傳統(tǒng)的梁板式結(jié)構(gòu)用鋼量大效能低、單層網(wǎng)殼穩(wěn) 定性差支座水平推力大、單一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)輕盈美觀,研發(fā)新型大跨體系成 為建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的迫切需要。課題組在較早開展張拉整體體系研究的基礎(chǔ)上, 從 1998 年開始對張弦結(jié)構(gòu)大跨度建筑結(jié)構(gòu)體系進行系統(tǒng)研究,形成了張弦結(jié)構(gòu)分 析設(shè)計理論和施工成套技術(shù),解決了張弦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論匱乏、分析方法欠缺和在 工程應(yīng)用中受到結(jié)構(gòu)選型、節(jié)點構(gòu)造、施工方法和監(jiān)測技術(shù)等多方面問題制約的 技術(shù)難題,為張弦結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用和健康發(fā)展提供了重要的科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù) 支撐。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 1、系統(tǒng)研究基于張拉整體思想的張弦結(jié)構(gòu)體系，提出了發(fā)明專利-弦支筒殼 和弦支混凝土樓蓋等新型張弦結(jié)構(gòu)形式，建立了平面、空間等張弦結(jié)構(gòu)分類體系， 研發(fā)自制設(shè)備空氣加熱索膨脹系數(shù)測定儀和水域加熱索膨脹系數(shù)測定儀，測定了 張弦結(jié)構(gòu)核心構(gòu)件-拉索的膨脹系數(shù)，為張弦結(jié)構(gòu)分析設(shè)計理論的建立奠定了基 礎(chǔ)。 2、確定了平面和平面組合型張弦結(jié)構(gòu)的最優(yōu)構(gòu)成規(guī)律，揭示了平面和平面 組合型張弦結(jié)構(gòu)靜動力特性和抗風(fēng)性能，研發(fā)出專利技術(shù)—自平衡加載反力架并 試驗驗證了所提出的插板式拉索節(jié)點的安全性和便捷性，解決了平面及平面組合 型張弦結(jié)構(gòu)分析計算和拉索連接節(jié)點方面的技術(shù)難題。 3、提出兩種弦支穹頂分類方法和預(yù)應(yīng)力二階段分析方法，創(chuàng)建連續(xù)折線索 單元分析技術(shù)，建立了弦支穹頂從找形、預(yù)應(yīng)力設(shè)定到結(jié)構(gòu)性能分析的設(shè)計方法， 基于模型和實物試驗及理論分析揭示了弦支穹頂結(jié)構(gòu)靜動力性能和穩(wěn)定特性，研 發(fā)了空間張弦結(jié)構(gòu)的節(jié)點專利技術(shù)—預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)滾動式張拉索節(jié)點，形成弦支 穹頂分析設(shè)計理論體系，解決了弦支穹頂應(yīng)用中分析設(shè)計和節(jié)點構(gòu)造的技術(shù)難題。 4、研發(fā)出張弦結(jié)構(gòu)施工工藝仿真系統(tǒng)，提出了預(yù)應(yīng)力施加方法和摩擦損失 補償方法，開發(fā)了張弦結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，解決了張弦結(jié)構(gòu)施工過程中的全過程 控制、監(jiān)測、安全和預(yù)應(yīng)力損失等方面的技術(shù)難題。提出了“地面整體拼裝、一 次張拉外斜索成形”的施工方法，突破了大跨度索穹頂結(jié)構(gòu)張拉成形的技術(shù)瓶頸。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：天津大學(xué)科技成果選編 172 該項科研成果發(fā)表學(xué)術(shù)論文 72 篇（其中 SCI 檢索 9 篇、EI 檢索 27 篇）， 獲發(fā)明專利 7 項，實用新型專利 8 項，獲國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎 1 項，天津和 北京市科技進步一等獎3項，省部級科技進步二等獎4項，達到了國際領(lǐng)先水平。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 本項目關(guān)鍵創(chuàng)新成果代表了現(xiàn)代大跨度結(jié)構(gòu)技術(shù)的水平,引領(lǐng)了世界空間結(jié) 構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,提升了中國大跨度技術(shù)在世界工程領(lǐng)域的地位，增強了國際競爭 力，可應(yīng)用于體育場館、會展中心、交通樞紐站房等國家重要基礎(chǔ)設(shè)施工程中。 項目發(fā)表論文 72 篇(9 篇 SCI、27 篇 EI),獲發(fā)明專利 7 項,成果編入 10 本 著作和 6 本規(guī)程,推動了土木工程學(xué)科發(fā)展, 培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的結(jié)構(gòu)工程科技 人才，對現(xiàn)代大跨結(jié)構(gòu)的技術(shù)進步以及推動中國空間結(jié)構(gòu)從大國向強國邁進都具 有重要的意義。 應(yīng)用領(lǐng)域： 該項目科研成果已應(yīng)用于包括奧運會場館在內(nèi)的近百項大跨度結(jié)構(gòu)工程中， 可廣泛應(yīng)用于大型體育場館、會展文化中心、重大交通樞紐、大型廠房等基礎(chǔ)設(shè) 施工程中，可推廣應(yīng)用程度高，取得了巨大的經(jīng)濟效益，工程節(jié)支總額超過二億 元，對我國大跨結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展具有顯著推動作用。 

土木建筑科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,提出了張弦（弦支）結(jié)構(gòu)體系；建立了弦支穹頂結(jié)構(gòu)成套分析設(shè)計理論；研發(fā)出滾動式和插板式拉索節(jié)點專利構(gòu)造技術(shù)；形成了張弦結(jié)構(gòu)體系智能化和可視化施工分析軟件、健康監(jiān)測系統(tǒng)、整體提升等成套施工技術(shù)。為張弦結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用和健康發(fā)展提供了重要的科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵的技術(shù)支撐，在國內(nèi)外81項重大工程中得到應(yīng)用，經(jīng)濟和社會效益顯著。

成果描述：機械零部件在使用過程中的失效將對設(shè)備、生產(chǎn)等造成重大影響，對已失效的零部件進行分析以及提出改進和預(yù)防失效的措施具有重要意義。常見的失效形成有斷裂、磨損、腐蝕等現(xiàn)象，本課題組在長期從事金屬材料微觀組織設(shè)計、強度與斷裂工作的基礎(chǔ)上，與相關(guān)企業(yè)合作進行了大量的機械零部件的失效分析工作，如車輛橋箱齒輪的早期失效、耐磨構(gòu)件斗齒、襯板等的失效分析和改進、高強度冷拉鋼絲的斷裂分析等。 四川大學(xué)具備金相組織分析、力學(xué)性能測試、X射線衍射儀、電子顯微鏡及能譜分析、磨損試驗機等設(shè)備，可進行失效構(gòu)件的微觀組織、斷口特征、相結(jié)構(gòu)分析、材料性能評定等工作，對機械零部件的失效原因進行分析，并提出改進措施。市場前景分析：四川大學(xué)具備金相組織分析、力學(xué)性能測試、X射線衍射儀、電子顯微鏡及能譜分析、磨損試驗機等設(shè)備，可進行失效構(gòu)件的微觀組織、斷口特征、相結(jié)構(gòu)分析、材料性能評定等工作，對機械零部件的失效原因進行分析，并提出改進措施。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：國內(nèi)領(lǐng)先。

項目簡介 化工設(shè)備及化工設(shè)備是在高溫、高壓及腐蝕環(huán)境下工作的機械設(shè)備，其零部件的安全可靠工作是整個生產(chǎn)裝置的安全運行的基本保障。化工機械零部件的脆性破壞，對化工裝置的安全生產(chǎn)危害性極大。它無先兆、容易引起重大事故。我們采用數(shù)值分析方法，對化工設(shè)備常用零部件的受力情況進行分析計算，運用金相分析及掃描電鏡等手段對零部件斷口的組織特征及微觀形貌進行分析；采用化學(xué)分析方法及微區(qū)能譜分析方法對斷口物質(zhì)成分進行分析；采用斷裂力學(xué)分析方法根據(jù)斷口的形成過程對零部件的破壞進行斷裂力學(xué)參量分析。應(yīng)用情況 運用以上方法及手段，對武漢石油化工廠聚丙烯裝置活化劑管道連接螺栓的突然破壞、原油加熱裝置熱電偶管的突然破壞及催化裝置浮頭式換熱器小浮頭連接螺栓的突然破壞進行了失效分析，找出了導(dǎo)致零部件發(fā)生脆性突然破壞的原因，為采取有效措施防止此類破壞提供了參考依據(jù)，為整套裝置的安全運行起到了一定的保障作用。