我国首台残余应力全自动检测系统在重庆投用。4月7日，入驻重庆两江协同创新区的西北工业大学重庆科创中心(以下简称“科创中心”)正式揭牌。由西北工业大学和科创中心联合研发的我国首台残余应力全自动检测系统亮相，将为我国加快建设航空类产品服役寿命评价平台提供硬件保证。
科研人员正在操作残余应力全自动检测系统
何为残余应力?
在航空航天领域，对于关键零部件的要求除了尺寸精度和力学性能之外，还有一个非常严苛的要求，那就是在使用过程中保持尺寸稳定，不能出现变形。而零部件变形的根本原因就是残余应力，即消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内自相平衡的内应力。
“然而，残余应力的检测是现阶段中国工程技术领域里典型的‘测不准’难题之一。”国家科技进步二等奖获得者、西北工业大学教授、西北工业大学重庆科创中心学术带头人刘东介绍，”在过去，预测零部件的使用寿命只能通过经验判断或人工检测，甚至于为了安全可靠采取一刀切的方式，造成了大量资源的浪费。比如一个汽车零部件的使用寿命为1000小时，但由于没有残余应力的数据，300小时就要返厂收回。”
西北工业大学通过自主研发，开展了残余应力人工检测服务。残余应力全自动检测系统是科创中心落户重庆后进行的首个应用研发及成果转化项目，是历时8年的研究攻关和经验积累，用三个月时间克服疫情影响完成了设备制造。
作为用于物理学、工程与技术科学基础学科、材料科学、机械工程领域的分析仪器，这台自动化检测系统效率比传统人工检测提高了75%，残余应力测试精度高于85%，目前已获得发明专利授权3项。刘东表示，目前系统测试级别为500公斤级，后续他们将继续研发适应不同级别的自动化测试系统，最大将做到3吨，满足飞机发动机和燃气轮机的测试需求。
据了解，西北工业大学重庆科创中心，是由两江新区管委会与西北工业大学共同组建按照市场化运作并探索体制机制创新的新型研发机构。科创中心面向航空航天装备创新的重大需求，集聚优质资源，开展科技创新、成果转化、企业孵化，为提升重庆地区自主创新能力、推进产业升级提供有力支撑。
“科创中心主要依托于西北工业大学材料学院，对高性能钛合金、高性能精密铸造、钛合金铸造等航空航天精密铸件、锻件进行产学研转化。”西北工业大学材料学院副院长苏海军介绍，目前，科创中心正在积极推进高性能金属结构材料精密铸造平台、航空航天关重件残余应力检测平台、热加工数值仿真模型定标平台、轻量化结构精确塑性成形平台落地重庆。
“后续，我们还将把更多的进入中试阶段的科研成果入驻两江协同创新区，服务重庆科技和技术创新，打造成西工大科技创新的旗帜。”苏海军表示，科创中心将重点支持航空航天领域，开展关重件关键技术研究，加快20余项发明专利技术成果在重庆落地转化。目前中心已孵化航空航天钛合金大型复杂薄壁结构件精密铸造产业化项目，包括重庆两航金属材料有限公司、三航先进材料有限公司等三家公司。预计到2025年成为国内该领域技术引领的龙头企业，到2030年形成10-15亿销售规模，预期利润突破3亿元。