科创中国

国内外在机械装备的研发过程中，产品的性能无法满足生产和使用要求的比例高达 70%。为了提高装备结构的可靠性与使用性能， 本成果开发了一套基于测试与结构优化 的产品研发技术。运用测试与信号处理、故障诊断技术，定位机器结构失效与异常振动 原因，并获得结构特性参数与结构优化的边界条件；提出了采用拓扑优化技术进行结构 优化设计的方法，并进行结构性能再评价，对提升结构的磨损、疲劳、振动等工作性能 与机械装备工作可靠性，具有重要的意义。

1. 具有自主知识产权，发表 SCI/EI 论文 10 多篇。

2. 成果来源： 自然基金面上项目、中国嘉陵工业股份有限公司、重庆齿轮箱有限责 任公司企业横向项目等。

3. 技术先进性：国际先进。 核心技术的先进性：

1. 通过测试与信号处理、故障诊断技术，可实现机器失效及异常振动定位溯源。

2. 通过拓扑优化技术，可实现结构优化设计，提升机械装备工作性能与可靠性。

技术优势：

通过螺栓结构动力学建模与界面接触属性分析，能够揭示连接结构的失效机理，为 状态评估与预防提供基础。利用基于小波信号预处理与机器学习耦合的信号处理方法， 可实现非线性、多因素耦合条件下的螺栓连接结构智能故障诊断。

性能指标：

故障检出率 90%以上。

肖会芳副教授，博导， 现任北京科技大学机械工程学院机电系副主任，长期从事机 械结构系统动力学建模与故障诊断、振动能量收集与利用等相关科研和教学工作。

市场分析：

铁路、航空航天、车辆等机械制造领域的关键基础装备。

经济效益分析：

通过降低机械结构与装备的故障率、提高生产效率和服役质量，年均累计经济效益 3000 万以上。

目前处于何种研发阶段： ☐研发 ☐小试 ☒中试 ☐小批量生产 ☐产业化； 样机： ☒ 有 ☐无 其他： ☐如选择“其他”，请说明： 。

已投入成本： 100 万元。

推广应用情况：北京纵横机电科技有限公司高速动车组制动盘螺栓故障诊断与检测 技术。对轮装式和轴装式两类制动盘的螺栓松动故障进行监测与诊断，通过机理分析和 信号处理方法，实现不同程度螺栓松动故障的智能诊断。

期望技术转移成交价格(大概金额)：面议。