《高端装备制造业材料试验装备关键计量技术研究及应用》

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中国制造2025规划的出台,以及山东省新旧动能转换和十强产业中高端装备制造业的发展需求,对材料试验装备提出了更高要求。材料试验装备是用于评价高端装备制造业产品研发、零部件加工制造、装配、整机质量等涉及高端装备制造业产品制造全过程的材料、物理性能、功能的重要试验仪器设备,对于有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等方面起着重要作用。该项目的完成,能够有效保证材料试验装备的质量,促进产业的发展。

1.技术内容:

1)完成高端装备制造业材料试验装备关键计量技术研究及高端装备研制。

①研制500kN杠杆式力标准机,主要技术指标达到国际先进水平,在国内首次实现了国际建议R60《load cell》全部性能要求,实现全自动化测量,已作为山东省最高标准投入使用;②研制高精度扭矩标准机,测量范围达到(50~5000)Nm,不确定度达到Ur=5x10-4,达到国内领先水平;③研制的防水防腐蚀大力值传感器,实现了500t大力值的测量,适合恶劣环境下的远距离高精度测量,达到国内领先水平。

2)创立了材料试验装备计量方法,攻克了材料试验装备关键计量技术,填补了国内空白。

①制订6项国家检定规程,为材料试验装备量值溯源提供了技术依据;②制订5项国家型式评价大纲,统一了材料试验装备型式评价标准,为新产品研制和定型提供了技术支撑。

3)建成了国家型评实验室和社会公用计量标准体系,构建了完整的材料试验装备量值溯源系统。

依据检定规程、型评大纲,全国建立了社会公用计量标准1000余项,国家型式评价实验室3家,形成了完善的量值溯源体系,为高端装备制造业提供技术保障,为政府评价、监管材料试验装备提供了技术支撑;

4)突破了硬度计在自动测量中的技术瓶颈,并制定系列国家标准。

解决了硬度计加卸荷、自动跟踪测量等技术难题,自动化程度高、试验力精度高、操作简便,形成了自主知识产权,已广泛应用于硬度计领域中。

制订了7项国家标准,明确了硬度计以及相应标准硬度块的生产制造及试验方法,提高了产品质量,促进了该产业的集群式发展。

2.知识产权及论文专著:

材料试验装备国家计量检定规程6项、国家型式评价大纲5项,国家标准7项,专利11项,论文30多篇,软件著作权3项。

3.应用推广及效益:

1)国家计量院、各级计量机构依据项目研究成果建立了社会公用计量标准1000余项、国家型评实验室3家,对材料试验装备的研制、生产、检测提供了全链条的质量保证。

2)全国计量机构及国家型评实验室依据该项目研究成果开展业务产生的经济效益每年超过3亿元,依据系列标准、规程、型评大纲新研发、改进的材料试验装备每年销量估计达到10亿元,替代进口节省外汇超过5000万美元。

3)项目研究成果在航空航天、重型装备制造、精密机床加工、特种设备检测、轨道交通等领域得到了广泛应用,提升了中国材料试验装备的整体技术水平,促进了高端装备制造业的快速发展,形成了该省高端装备制造业材料试验装备产业集群,取得了良好的经济和社会效益。

成果说明

依据该项目研究成果,国家计量院及各省市计量机构建立了1000余项社会公用计量标准,形成了完备的量传体系,保证了材料试验装备的量值可靠、准确,为高端装备制造提供了技术保障。 依据国家型式评价大纲,全国建立了3个材料试验机型式评价实验室,为全国材料试验装备生产企业研发、试制、定型新产品提供了技术支撑。 国家标准指导了企业的生产过程,有效提升了产品质量,树立了山东省材料试验装备高端品牌,促进了山东省材料试验装备产业集群的形成。 项目的研究成果在航空航天、重型装备制造、精密机床加工、特种设备检测、轨道交通等

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