科技創(chuàng)新是引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展的第一動(dòng)力，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，是把創(chuàng)新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的必由之路?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出，“建立以企業(yè)為主體，市場為導(dǎo)向，產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系”，產(chǎn)學(xué)研“合璧”讓科技成果落地生金，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)加速崛起。
本次，HOPE知士專家平臺(tái)特邀武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、交通與物流工程學(xué)院的多位專家教授，為大家分享有關(guān)納米陶瓷涂層材料、磁流變振動(dòng)控制方法以及海洋風(fēng)電制氫各重大研究課題的最前沿成果，展現(xiàn)不同行業(yè)及領(lǐng)域精彩面貌，為企業(yè)發(fā)展提供新思路。
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技術(shù)分享特邀專家：姜洪義|教授，武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
主題：納米陶瓷涂層材料
主要研究方向：生態(tài)建筑材料；新型功能陶瓷材料。
一、納米陶瓷涂料
當(dāng)前，世界各個(gè)國家及地區(qū)均十分關(guān)注涂層的大量使用對于環(huán)境產(chǎn)生的影響，未來，涂料的無機(jī)化或?qū)⒊蔀橄嚓P(guān)領(lǐng)域的重大發(fā)展方向及研究熱點(diǎn)。在此背景下，硅酸鹽涂層材料被正式開發(fā)，其主要解決了以下兩個(gè)問題：
制備出的納米硅酸鹽樹脂（無機(jī)高分子材料），取代有機(jī)（水性、溶劑型）樹脂作為成膜物質(zhì)。
2.傳統(tǒng)仿陶瓷材料韌性差，納米陶瓷涂料采用特殊原位納米增韌技術(shù)，能夠與硅酸鹽膠體粒子更好的分散均勻，使其韌性較之前有較大提升。
二、特點(diǎn)
作為納米陶瓷涂料，其特點(diǎn)包括：因不含溶劑，能夠做到產(chǎn)生零VOC（大氣揮發(fā)性有機(jī)物），極具環(huán)保安全性；防火、耐高溫，有數(shù)據(jù)顯示，在生物質(zhì)鍋爐中，最高可承受850℃的高溫；耐候性優(yōu)異；硬度高、耐磨性好；用途廣泛，可涂覆于金屬、硅酸鹽陶瓷、混凝土、木材及塑料等各種材料表面；功能豐富，通過添加不同的功能填料，可以開發(fā)出各種不同功能的涂層，如隔熱保溫、導(dǎo)電（消除靜電）、絕緣、光催化、地坪等。
此外，納米陶瓷涂層作為無機(jī)涂層，以大量的水做介質(zhì)，在成膜過程中更容易聚合，其表面透氣性優(yōu)異，因此更適用于透氣不透水的場景。
三、相關(guān)實(shí)驗(yàn)
為進(jìn)一步驗(yàn)證納米陶瓷涂料的性能，研究人員對此開展相關(guān)測試：
1.附著力測試
將納米陶瓷涂料涂刷在紙張上，再將紙張卷起、揉搓成團(tuán)，測試結(jié)果顯示，涂料未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。由此得出結(jié)論：納米陶瓷涂層附著力較強(qiáng)。
2.隔熱保溫測試
將一塊金屬板刷上涂層，另一塊完全相同的金屬板則不刷涂層，再通過等功率的太陽能燈照射，放置1小時(shí)之后，沒有刷涂層的金屬板溫度為51℃，刷上涂層的金屬板溫度為29.8℃，可以發(fā)現(xiàn)，兩塊金屬板溫差較大，因此，得出結(jié)論：涂層具有一定的隔熱效果。
3.其它測試
（1）將納米陶瓷涂層應(yīng)用于水泥制品表面，通過涂層保護(hù)，物品在室外暴露三年依舊完好如初；
應(yīng)用于天然氣管道，有效解決液體天然氣液化之后的溫度與外界溫度相差過大導(dǎo)致出現(xiàn)的相關(guān)問題。
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技術(shù)分享特邀專家：王貢獻(xiàn)|教授，武漢理工大學(xué)交通與物流工程學(xué)院
主題：磁流變振動(dòng)控制方法
主要研究方向：大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算及試驗(yàn)研究；大型港口機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)研究與開發(fā)；物流裝備系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理論與方法。
一、項(xiàng)目研究背景
作為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中最為通用零部件，聯(lián)軸器被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、建筑、港口物流裝備、海洋工程和軍事領(lǐng)域中。由于聯(lián)軸器是動(dòng)力源和外界負(fù)載的媒介，因此，其性能優(yōu)劣決定了外界載荷和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)之間的動(dòng)力傳遞特性，并直接影響著設(shè)備工作的安全可靠性。
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（26分11秒-28分06秒，卡頓嚴(yán)重/無聲，根據(jù)圖片內(nèi)容整理）撓性聯(lián)軸器包括液力聯(lián)軸器與磁力聯(lián)軸器，二者分別如下：
液力聯(lián)軸器：又稱液力耦合器，是一種利用液體動(dòng)能和勢能來傳遞動(dòng)力的液力傳動(dòng)裝置，其傳遞效率低，一旦過載保護(hù)之后難以恢復(fù)，則需要額外冷卻系統(tǒng)，并且該裝置占用空間大。
磁力聯(lián)軸器：由內(nèi)磁鋼、外磁鋼及隔離套組成，其力矩控制設(shè)備復(fù)雜、能耗大，在實(shí)際工程應(yīng)用范圍比較局限。
那么，是否有一種材料，既響應(yīng)迅速、粘度可控，又性能穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)？經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，磁流變材料正是如此。在沒有磁場的干擾下，磁流變呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài)，一旦受到磁場干擾，其流過節(jié)流孔的阻力隨之增大，即動(dòng)力產(chǎn)生一定的阻力。
通過磁場的改變，磁流變液可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸入與輸出之間的傳遞。在實(shí)際操作過程中，主要技術(shù)要求有三點(diǎn)，分別是：無滑差狀態(tài)下扭矩傳遞能力強(qiáng)、有滑差狀態(tài)下（輸入端與輸出端存在相對運(yùn)動(dòng)）智能調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速、具備自動(dòng)過載保護(hù)功能。
二、技術(shù)瓶頸
目前，大部分針對磁流變扭矩傳動(dòng)裝置的研究集中在制動(dòng)器、離合器等非連續(xù)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置方面，尚未有非常成熟的商業(yè)產(chǎn)品在大功率工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行大范圍應(yīng)用。
其無法得到廣泛工程應(yīng)用的根本原因在于，在非滑差工況下，磁流變液聯(lián)軸器扭矩密度不足，即在單一工作模式下無法有效提升扭矩傳遞密度，因此只能局限于小功率傳動(dòng)系統(tǒng)；在有滑差的工況下，需要調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速時(shí)，大功率磁流變液聯(lián)軸器由于摩擦產(chǎn)生溫度，同時(shí)，溫度變化擾動(dòng)因素導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速特性不穩(wěn)定。
三、研究成果
針對上述亟待解決的問題，解決方案可從兩方面入手，一是增強(qiáng)扭矩，提供一種剪-壓混合工作的弧形磁鏈機(jī)理模型，解決磁流變液傳動(dòng)裝置扭矩傳遞密度不足的問題；二是控制柔性速度，研究MFR啟制動(dòng)控制方法，替代液力耦合器或變頻/軟啟加剛性聯(lián)軸器的啟制動(dòng)控制方式，改善大慣量負(fù)載傳動(dòng)修通啟動(dòng)及調(diào)速性能。
1.扭矩增強(qiáng)方法：通過樣機(jī)測試結(jié)果顯示，采用橢圓波紋表面的圓盤在電流接近飽和時(shí)仍能夠保持一定的增長幅度，平面盤面聯(lián)軸器扭矩提升的幅度則相對較??；在外形尺寸完全一致的前提下，橢圓盤式磁流變液聯(lián)軸器的傳遞扭矩約比普通盤面增長了25%，極限傳遞扭矩達(dá)到近850N.M。
2.軟啟制動(dòng)控制：軟啟動(dòng)響應(yīng)快、線性度高，過載工況下可實(shí)現(xiàn)滑差速度保護(hù)且過程可逆。在1-2秒時(shí)間內(nèi)便可快速啟動(dòng)，勵(lì)磁線圈給定電流實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的幅度較大，啟制動(dòng)過程中輸出轉(zhuǎn)速曲線與目標(biāo)速度曲線重合度較高，說明啟制動(dòng)性能較好，輸出轉(zhuǎn)速的靜差率和速度波動(dòng)率分別為4.4%和4.1%。
3.溫升限制措施：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在初始溫度37.8度條件下，模擬磁流變液聯(lián)軸器發(fā)生過載保護(hù)情形，在60秒（1分鐘）時(shí)間內(nèi)，所測試的最高溫度達(dá)到110℃；在磁流變液許用溫度范圍內(nèi)，且再次啟動(dòng)后聯(lián)軸器運(yùn)行特性未發(fā)生明顯改變。
四
應(yīng)用展望
與同類型產(chǎn)品比較，使用新型智能材料磁流變液作為聯(lián)軸器工作介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的智能調(diào)節(jié)，提高聯(lián)軸器傳動(dòng)能力與可靠性，并有效保障傳動(dòng)系統(tǒng)安全性，使設(shè)備在全生命周期內(nèi)的綜合使用成本有效降低。
值得注意的是，該聯(lián)軸器適用于低速重載、運(yùn)行方向固定、不需要頻繁調(diào)速、只需要軟啟制動(dòng)功能、需要過載保護(hù)功能的裝置。因此，特別適用于大功率連續(xù)輸送裝備。
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技術(shù)分享特邀專家：潘林|教授，武漢理工大學(xué)交通與物流工程學(xué)院
主題：海洋風(fēng)電制氫
主要研究方向：漂浮式海上風(fēng)電及風(fēng)電制氫；港口船舶岸電控制；水上無人機(jī)及無人水面船艇智能控制；物聯(lián)網(wǎng)與智慧物流。
一、岸電背景
隨著船舶尾氣排放造成環(huán)境污染日益嚴(yán)重，建立綠色岸電系統(tǒng)成為港口節(jié)能減排的重要技術(shù)手段，并且對于我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略同樣具備十分關(guān)鍵的戰(zhàn)略意義。
二、岸電系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)
1.智能型岸基接地安裝（CJHY-AD）
該裝備具有操作智能化、操作模式多樣化、對接快速化以及數(shù)字可視化等特點(diǎn)。分別來看：
操作智能化：在用戶接近岸電樁時(shí)，每一個(gè)供電步驟都會(huì)有相應(yīng)提示，引導(dǎo)用戶正確使用接電樁，以此有效減少用戶的對接時(shí)間。
操作模式多樣化：用戶可以就地操作，在特殊需要情況下也可以在岸電系統(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。
對接快速化：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的對接接口，用戶只需將岸電箱接口對接到接電樁上的標(biāo)準(zhǔn)插座上，便可在短時(shí)間完成對接操作，時(shí)間不超過20秒。
數(shù)據(jù)可視化：在岸電樁通電狀態(tài)下，岸電樁對運(yùn)行的電量、電流、電壓等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并在觸摸屏上顯示，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢與統(tǒng)計(jì)。
2.岸電提升裝置（CJHY-ADT-J）
針對內(nèi)陸港口在枯水期與汛期水面落差大的問題，岸電提升裝置被研究開發(fā)。
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3.岸電后臺(tái)控制系統(tǒng)（CJHY-ADK）
其主要功能是通過工控機(jī)及岸電后臺(tái)軟件監(jiān)控整個(gè)岸電系統(tǒng)，并對岸電運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集統(tǒng)計(jì)管理，對岸電計(jì)費(fèi)提供網(wǎng)絡(luò)保障及服務(wù)器反饋。
當(dāng)前，該岸電系統(tǒng)在武漢長江金口港安吉物流港口滾裝碼頭、武漢長江陽邏港國際集裝箱港口落差較大的集裝箱碼頭等地均已投入使用，運(yùn)行狀態(tài)良好。
三、岸電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)分析
按照武漢市2017年長江港口1億屯吞吐量計(jì)算，如果所有船舶?？扛劭谑褂冒峨?，可以減排硫化物及氮氧化物約10-15%。
除此之外，新型港口智能船舶岸電樁及新一代內(nèi)河港口清潔能源智慧型岸電技術(shù)云平臺(tái)在使用過程中的語音提示、在觸摸屏設(shè)置友好的人機(jī)界面可視化顯示、支持掃碼結(jié)算支付、遠(yuǎn)程監(jiān)視等功能使其具有操作智能、對接快速、數(shù)據(jù)可視等優(yōu)勢。
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如今，正是我國基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期，同時(shí)也是我國實(shí)現(xiàn)躋身創(chuàng)新型國家前列目標(biāo)的重要階段，只有利用好產(chǎn)學(xué)研結(jié)合這一有力政策工具，才能實(shí)現(xiàn)未來宏偉的科技發(fā)展目標(biāo)。對于企業(yè)而言，更加牢牢把握住產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的有力發(fā)展機(jī)遇，進(jìn)一步助推科技成果產(chǎn)業(yè)化，譜寫高質(zhì)量發(fā)展新篇章。
聶教授
