杨卫民主要贡献从事聚合物成型加工原理及设备的研究,创新发明了高分子材料PVT特性在线测试方法及装置、塑料精密注射成型装备、高分子材料单元转子扰流强化传热技术及装置等并得到产业推广;国内外首创巨型轮胎超宽幅胶胚直接挤出成型工艺装备,研发的轮胎仿真分析系统经鉴定为国际先进水平;开辟了高分子制品微纳制造的新途径:首次提出高分子材料加工成型与先进制造的微积分思想,据此发明了一系列微纳制造新方法和新设备并成功应用
申请发明专利200余项(已授权82项),PCT国际专利6项,发表论文260余篇,被EI收录50篇,SCI收录30余篇,著作8本(含英文著作1本:《Advances in Polymer Processing》),译著4本
1.高分子材料成型加工CAD/CAE/CAM世界著名的CAE软件公司如:美国ANSYS公司、澳大利亚MOLDFLOW公司和日本PLAMEDIA公司等与北京化工大学紧密合作
杨卫民教授领导的实验室(北京化工大学英蓝实验室)已成为MOLDFLOW授权的“中国北京高级技术应用研究中心”与“华北地区技术推广中心”
高分子材料成型加工CAE软件内容包括注射成型、挤出成型、吹塑料成型、热成型、压塑成型、传递模塑和半导体封装成型等
此外,网络化的CAD/CAE/CAM应用研究中心还配备有各种CAD/CAM软件以及快速成型中心、工业机器人等
为各种高分子制品的开发、成型加工仿真、无模具样品试制、模具优化设计、成型加工的自动化整体方案设计等提供了一流的条件
2.高分子材料高效精密注射成型本研究室利用香港力劲机械公司捐赠新型注射成型机进行教学和科学研究
主要研究内容包括:1)注射充模流动与成型过程的可视化,面向整个制造业,着眼于提高成型品质量和效率,实验研究与仿真模拟分析研究相结合,探索成型过程的内在规律
已在该方向取得具有国际影响的研究成果并在世界著名期刊Polymer Testing和国际会议PPS上发表
2) 与CAD/CAE/CAM相结合,研究高分子材料成型模具优化设计、注射机优化设计、注射成型工厂的自动化、信息化方案
3) 研究先进的注射成型原理与设备如全电动注射成型机、精密注射成型机、超高速注射成机、复合注射、气体(水)辅助注射以及与注射模塑成型相关的先进成型方法与设备
3.高分子材料共混与复合改性在“211工程” 专项资金重点支持下, 建成了国内领先水平的高分子材料混炼实验室
实验研究条件在原有传统混炼设备基础上又添置了连续混炼机LCM-50、 磨盘式混炼挤出机与BUSS混炼挤出机(江波教授)和多种双螺杆挤出机(冯连勋教授等)
可以对各种功能母粒(纳米改性、高填充、高分子合金、阻燃、抑菌)的高效分散与共混机理进行研究,探索工业化生产的设备优化设计和最佳工艺条件,并且开展全新的高分子材料复合改性(如原位复合、碳纤维增强等)工业化生产方法的研究
4.橡胶制品和弹性减振元件加工原理及其设备开展的科研工作:1)研究高性能防水卷材、输送带、密封条等挤出成型与连续硫化工艺原理与设备
1996年杨卫民成功设计了创亚洲第一,世界一流的特大型鼓式硫化机
L型机头片材挤出成型原理与设备的研究成果获得省部级科技进步奖,2001年日本高聚合物成型加工学术大会上获得好评,2篇论文入选美国工程索引(EI)
在教育部骨干教师计划支持下开展了两端进料超宽幅片材连续挤出成型原理与设备研究,可与合适的企业进行合作,开发宽幅输送带、新型铁路枕带、宽幅防水卷材等成套技术与装备
2)在北京“科技新星”计划支持下,开展高性能轮胎CAE的研究
针对高级骄车和高速列车上大量采用的弹性减振部件开展理论研究与成型方法的研究
5.节能减排与传热强化杨卫民教授领导的科研团队,根据国家“节能减排”的迫切需要,经过两年的努力攻关,完成了“洁能芯”从小试、中试到工业化应用的整个研究开发全过程
其主要创新点包括独创性地提出了一种传热管内单元转子组合式强化传热与自清洁新方法,有效地解决了管壳式换热器效率低下的问题,攻克了换热管内结垢的顽症;通过研究“洁能芯”转子与管内介质相互作用的动力学原理,确定了转子结构参数和介质流速与转子转速之间的关系,取得了转子速度场、介质流场与传热温度场之间协同作用强化传热的良好效果;通过仿真模拟和可视化实验研究,揭示了转子在线自动清洗传热管内壁的作用机理;在强化传热理论基础上,通过结构优化、流体动力学、材料化学和成型工艺等方面的大量实验和理论研究,避免了螺旋扭带或胶球清洗等技术存在直接刮磨管壁的缺陷,保证了换热设备的安全;在50MW火力发电机组凝汽器上的实际应用结果表明,采用该技术使凝汽器真空度提高2.97KPa,机组发电煤耗率降低5.049g/(KW·h),节约冷却用水9.8%%,节能降耗效果明显
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