项目背景
随着我国大装备、大工程建设的高速发展,大量螺栓服役在大振动、大负载以及极端工况下,其连接可靠性问题日渐突出。各领域大量出现由于螺栓连接失效导致的设备运行异常或安全事故。智能垫圈\智能锚索是解决工程结构稳定性安全问题的最直接、高效和经济的方法,对关键结构连接实施在线监测能防止直接经济损失数千亿计。现阶段还没有其他可以实际工程应用的成熟的螺栓预紧力监测传感器;锚索锚固力采用振弦式传感器价格昂贵、误差大,由于成本原因一般布设数量很少。市场需要价格低、精度高、耐候性好、可量大面广安装的智能传感器对关键结构健康实施在线监测,保证施工安全及装备服役可靠性。
项目介绍
1.团队研发了技术领先的智能垫圈和智能锚索,可应用于螺栓连接或锚索的预应力监测,实施效果包括:a)螺栓拧紧或锚索安装时智能垫圈/智能锚索可告知用户预紧力是否达到设计值,确保螺栓/锚索正确安装;b)螺栓/锚索服役过程中实施预紧力在线监测,监测数据可用于结构应力场、变形场分析及结构健康监测。 2.团队研发了带自锁功能的智能螺母,可实施螺栓连接防松及松动后报警。 3.智能垫圈和智能锚索荣获2023年度华夏建设科学技术奖‘一等奖’,2023年全球卓越工程师大赛‘银奖’。相关技术被中国公路协会鉴定为 ‘国际领先’。 智能垫圈、智能锚索、智能螺母及5G终端已经实施小批量试产,目前已经应用于重庆朝天门大桥螺栓连接健康监测、甘肃饮马峡风力发电机塔筒螺栓连接健康监测、中建三局深基坑锚索索力监测,中建四局智慧塔吊螺栓松动监测。
技术优势
1.基于微位移传感技术的智能垫圈有20余项专利,智能垫圈解决了螺栓紧固行业预紧力控制误差大的技术难题,可将螺栓预紧力控制在±5%以内,远高于现有的扭矩法(最大误差±40%)和张拉法(最大误差±25%),降低由于螺栓连接预紧力不符导致连接结构可靠性问题; 2.智能垫圈可实施螺栓轴力监测,可提供用户力数据,用于结构受力分析和变形分析,可实施螺栓健康监测,解决了目前螺栓服役状态监测盲点问题; 3.基于微位移传感技术的智能锚索测量精度高(误差±5%),解决了基坑、边坡、风机混塔、桥梁索力监测盲点,成本是现有振弦式传感器的1/10,适合量大面广使用。 4.团队自主研发微位移传感技术(已申报多项技术专利),该技术在全国及全球未见类似微位移传感器; 5.团队配套研发有无线传感技术及云端数字监测平台,可给客户一站式解决传感器安装、使用、信号传输、信号分析、数据展示、结构健康监测等问题,目前市场反响及认可度高。
研究团队
1.罗洋,男,1988 年生,重庆大学机械、国际经济与贸易专业双学士;重庆大学硕士;加拿大 University of Ottawa 博士;重庆大学机械与运载工程学院硕士生导师;发表 SCI 期刊论文 20 余篇。申报/授权国内/国际专利共 70 余项,主编国家标准行业标准共 5项。荣获2023年度华夏建设科学技术奖一等奖,2023年全球卓越工程师大赛银奖。 2.阳洋,男,1983 年生,重庆大学土木工程学院教授,博士生导师,重庆大学溧阳智慧城市研究院副院长;清华大学重庆博士后校友会副会长兼秘书长,主要从事智慧城市、智慧交通及智慧能源领域相关研究工作。主参编标准10余部,主编著作4本。主持国家自然科学基金项目三项,国家重点研发计划(课题)一项,重庆市科技局科技项目两项,获得国家奖励办公室登记注册的一级行业学会/协会一等奖1项(排名第1)、二等奖两项(排名第1)以及青海省科技进步二等奖(排名第1)等;发表SCI、EI收录期刊60余篇,含ESI高被引2篇;获软件著作权9项。申请发明专利40余项,已授权15项。 3.罗远新,男, 1981年生,教授,重庆大学卓越工程师学院执行院长。香港中文大学博士,主持国家自然科学基金项目3项,教育部博士点基金、重庆市自然科学基金等省部级项目4项,企业合作项目20余项,科技成果转化3项。主研国家重大专项2项、香港创新署(ITF)项目1项、香港RGC项目1项,发表论文50余篇,获省部级奖2项。