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智能螺栓“擰”開數十億元民用市場

行業動態 2018-1-22

螺栓被稱為工業之米,廣泛應用在機械、電子、電力、車輛、船舶、航空、建筑等各行各業。螺栓個小能量大,關鍵部位螺栓松動可能引起飛機失事、廠房坍塌、橋梁斷裂……造成的損失難以估量。日前,由航空工業沈陽飛機設計研究所一名80后工程師研發的智能螺栓受到國內外高度關注,這一發明可實時監測螺栓的載荷和狀態,為設備(工程)安全上了一把“安全鎖”。

12月5日,記者采訪了智能螺栓發明人王健志,他畢業于南京航空航天大學,是沈陽飛機設計研究所綜合強度部高級工程師。如今,他還有另一個身份,沈陽智航智能系統有限公司的技術總監,這是一家由社會資本投資、負責該軍用“黑科技”市場轉化的民營企業。

擺放在實驗室的智能螺栓看起來不復雜,螺栓上有個1毫米的小孔,細小的光纖、光柵傳感器就藏在小孔中,引出的光纖連接到監測儀器上。“在普通螺栓上加上傳感器功能,螺栓能主動感知載荷力量大小,對自身狀態實時在線監測,一旦有松動和斷裂跡象時,能發出預警。”

 

飛機機體是由很多部件組成的,拼接部位需要很多螺栓。長期飛行過程中,關鍵部位的連接螺栓不能承受載荷或到了“金屬疲勞期”,螺栓會出現問題甚至折斷,直接危及整個飛機安全。近年來,如何準確測量螺栓載荷是業界的熱點、難點。有人嘗試在螺栓外部安裝超聲傳感器,因受環境、條件等因素限制,很難獲得內部受力的精準數據,并未廣泛應用。

“傳感器的光纖是細長的,螺栓是軸向細長的,所以我就想能不能夠把光纖放到螺栓中去。”在這一設想驅動下,王健志和團隊摸索了5年,成功掌握了高強度螺栓深小孔加工、光纖光柵表面處理、傳感器封裝設計以及強噪聲環境下的傳感器信號處理與識別等關鍵技術,研制出了多種材質的智能螺栓原型產品,經實驗室和飛機試驗驗證,智能螺栓測得的螺栓載荷誤差為正負1%,適用于高精度測量。

 

“源于軍、融于民。”智能螺栓不僅廣泛應用在軍工產品上,民用市場前景更加廣闊,僅國內電力、船舶、建筑、高鐵等行業的市場需求量就達到25億元。經沈陽皇姑區積極對接,沈陽飛機設計研究所把智能螺栓作為首個軍民融合試點項目,把該項發明專利授權給沈陽智航智能系統有限公司,負責該軍用“黑科技”市場轉化。

據透露,沈陽智航智能系統有限公司首批為客戶量身定制的智能螺栓已經生產完成,近期將在某船舶和高鐵橋梁上安裝,一款在試驗室產生的軍工“黑科技”將造福全社會。循此路徑,在國家大力實施軍民深度融合發展的背景下,沈陽飛機設計研究所越來越多的軍工技術會逐步實現民用。

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