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《申报2017年国家科技进步奖项目公示》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、申报2017年国家科技进步奖项目公示项目名称：高质量钢轨及复杂断面型钢轧制数字化关键技术及应用项目简介：随着轨道交通、建筑、桥梁及大型工程机械制造行业的发展,我国年需求高速钢轨,重轨及各类断面型钢7000多万吨,规格数千种。根据结构与装备优化的新要求,对高质量高精度型钢新产品的需求不断增长。但因复杂断面型钢轧制为材料、几何、接触非线性及多道次三维热力耦合叠加问题,金属流动、变形缺陷及控制方式十分复杂,其关键核心技术－孔型系统设计、轧辊配辊加工与工艺控制仍主要依靠传统经验技术,普遍存在新产品研发周期长、成本高、废品率高
2、、精度控制难等技术难题。本项目针对复杂断面型钢轧制存在的技术难题，将现代材料科学、数值模拟及数字化网络化等科学技术相结合，突破传统的经验-试错方法，解决其中的关键核心技术，开发全新高效的数字化、网络化+CAD-CAE-CAM一体化集成技术，实现大批量工程应用，并使低成本、近终型连轧生产高精度机械结构件成为可能。主要创新如下：⑴自主开发出基于高级计算机语言的型钢孔型参数化设计系统和复杂断面型钢全轧程三维热力耦合数值模拟系统。实现准确、快捷地完成多规格异形材的孔型系统设计并高效获得轧制全流程轧件尺寸形状及物理场、力能参数
3、等技术数据与规律；⑵将型钢轧制孔型参数化设计系统与全轧程三维数值模拟系统集成一体，首次实现孔型参数化设计与有限元数值模拟的无缝衔接、孔型系统设计与工艺控制最优化的CAE分析与工程应用；⑶自主开发出参数化配辊与轧辊机加工代码自动生成系统，实现各架轧机配辊图自动生成、数控机床NC代码自动输出及系列轧辊加工CAM，首次实现高质量复杂断面型钢制造CAD-CAE-CAM数字化集成系统；⑷建立了一整套复杂断面型钢轧制金属流动宽展预测及全断面补偿模型,解决了百米高速轨、重载钢轨及复杂断面型钢全长尺寸与质量高精度控制技术难题。项目获
4、授权发明专利21项,实用新型11项,软件著作权2项,专著1部,新标准1项,发表论文31篇，开发出国内外第一套高质量复杂断面型钢设计制造数字化系统，大幅度提升了钢轨及复杂断面型钢设计制造的科技水平、效率、质量及精度，显著降低了新产品开发成本、提高了产品附加值，经国内外同类技术比较及专家组鉴定，成果居国际先进水平，部分指标国际领先。该技术在攀钢、山钢等企业成功应用于60kg/m百米重轨高精度控制、60D40道岔轨扭转控制、出口UIC860、75kg/m重轨、美国一级铁路115RE钢轨等的全长尺寸均匀性与精度控制；并成功开
5、发出J形,C形等多种复杂断面型钢，产品批量应用于高铁及大型机械装备制造等行业。应用表明，显著提高了钢轨的焊接质量、列车运行平稳性及大型工程机械结构合理性和效率，降低了制造成本。近3年新增产值20.46亿元，新增利税4.71亿元，创汇4.34亿美元。该成果获中钢协,中国金属学会冶金科学技术奖一等奖，并被列入中国金属学会钢铁关键共性技术推广项目。该成果对应用现代科学技术改造和提升传统产业、推动冶金材料制造技术进步，降低成本、提升竞争力提供了良好范例，尤其对发展先进的新一代钢铁材料绿色化、数字化和智能化制造技术意义重大，经
6、济社会效益显著、推广前景广阔。客观评价：42015年5月8日，由四川省科技厅组织，四川省经信委主持在成都召开了“高质量钢轨轧制CAD-CAE-CAM集成系统开发与应用”项目技术鉴定会。鉴定意见如下：项目从孔型参数化设计、钢轨轧制过程三维热力耦合数值模拟、轧辊机加工等方面的系统研究、实践和创新，在一些关键技术上取得了突破，成功地研发出高质量钢轨生产CAD-CAE-CAM集成系统,使传统的钢轨及复杂型钢设计与制造技术提升到一个崭新的层次，取得主要创新点如下：（1）开发出基于高级计算机语言的钢轨及复杂型钢孔型参数化设计系统
7、，实现了多道次复杂孔型系统各道孔型CAD图形的自动生成、修改、存储，大大提高了钢轨及复杂型钢产品的孔型设计效率和精度；（2）开发出温度映射和模型重构等关键技术，建立了钢轨全轧程三维热力耦合数值模拟系统，首次实现不需要人工干预前提下，通过程序完成钢轨轧制全流程的三维热力耦合数值模拟，由此实现孔型设计最优化；（3）建立了参数化配辊与轧辊机加工代码自动生成系统，实现数控加工机床NC代码自动输出与轧辊加工CAM，首次将钢轨孔型设计参数化与三维数值模拟、轧辊机加工NC代码生成三项技术系统有机结合,形成无缝衔接的一体化集成技术和
8、面向一线工程技术人员的专业CAD-CAE-CAM系统，保证了批量生产的稳定性和高效率。该项目成果所形成的在高质量钢轨轧制CAD-CAE-CAM集成系统开发与应用技术达到国际先进水平。推广应用情况：该项目技术成果从2012年开始在攀钢集团攀枝花钢钒有限公司轨梁厂、山东钢铁股份有限公司莱钢型钢厂等企业推广应用。近3年（2014-2016）应用该技术
