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研究領域(1)CAD/CAM及RPM相關技術：包括功能性梯度材料/生物醫學材料計算機輔助設計以及快速原型和制造（RPM）相關技術及應用；(2)面向功能構件數字化制造的設計，網絡制造技術，功能構件的拓撲優化設計理論與方法；(3)功能構件的多尺度建模、仿真分析與優化；(4)高速精密加工工藝及裝備的動態精度設計：包括高速精密加工工藝系統動力學建模與仿真等。科研成果及簡介科研成果：(1)國家自然科學基金項目（59505005），“數控加工自適應刀具軌跡規劃及動力學行為的研究”．1996年1月～1998年12月。完成人：張大衛、黃田、倪雁冰、周立華、馮志勇、徐安平、閻兵。1998年12月結題，國際先進。(2)河北省科技攻關計劃項目，“基于網絡的新產品快速開發系統”． 完成人：檀潤華、徐安平、段國林、梁艷紅、張瑞紅、劉力松、孫立新、苑彩云、曲云霞。2001年6月鑒定，國際先進。2002年獲河北省科技進步三等獎。(3)河北省自然科學基金項目，基于汽車減振器新型數學模型的汽車乘座動力學系統參數設計．完成人：檀潤華、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進。(4)河北省博士基金項目，汽車非線性乘座動力學專用仿真軟件開發．完成人：檀潤華、陳鷹、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進。(5)天津市自然科學基金項目，汽車非線性乘座動力學關鍵技術研究．完成人：檀潤華、陳鷹、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進。(6)河北省自然基金項目（500050，5萬），三維布局問題建模及其求解方法的研究．完成人：段國林、張健楠、蔡瑾、王彩紅、何樹田、徐安平、張滿囤。2003年3月通過河北省科技廳鑒定，國際先進。(7)河北省教育廳計劃項目（2000209，2萬），二維不規則形狀自動布局系統的研究開發．完成人：段國林、王彩紅、徐安平、張健楠、張滿囤、孟憲春。2003年3月通過河北省教育廳鑒定，國際先進）(8)國家教育部高等學校骨干教師資助項目，快速原型件網上訂貨系統研究．完成人：檀潤華、梁艷紅、段國林、苑彩云、張瑞紅、徐安平、孫立新、劉力松、王永山。2000年1月——2001年12月。已結題。(9)天津市科委計劃項目，“基于MDT環境的內嵌式RP數據處理軟件的研制”．課題組成員：徐安平、檀潤華、劉玉山、曲云霞、劉力松、陳青果、金艷麗。2001.1 ~ 2003.12.（1.5萬），2003年6月18日天津市科委組織專家組對項目進行了總體驗收。(10)天津市科委計劃項目，“RP技術在新產品開發過程中的應用”．課題組成員：段國林、徐安平、劉力松。2001.1 ~ 2003.12.（5萬），2003年6月18日天津市科委組織專家組對項目進行了總體驗收。(11)河北省自然科學基金項目（500046），“數控環境下動態銑削過程物理仿真系統的研究與開發”．課題組成員：徐安平、曲云霞、閻兵、段國林、孫明達、李為民、劉玉山、金艷麗、陳青果。2000.3 ~ 2003.3. （3.5萬），2003年7月20日河北省科技廳組織專家對項目進行了技術鑒定，國際先進水平。(12)河北省教育廳博士基金項目，“數控環境下動態銑削過程仿真系統的研究與開發”．課題組成員：徐安平、曲云霞、閻兵、段國林、孫明達、李為民、劉玉山、金艷麗、陳青果。2000.1 ~ 2003.3.（3.5萬），2003年7月20日河北省科技廳組織專家對項目進行了技術鑒定，國際先進水平。(13)國家自然科學基金項目（50175025），“進化過程驅動的產品概念設計模型研究”．課題組成員：檀潤華、段國林、徐安平、馬建紅、張瑞紅、苑彩云、王永山、姜屏。2001~2003,（7萬），2003年3月結題。(14)天津市自然科學基金項目（023603411），“組合夾具CAD中關鍵技術的研究”．課題組成員：段國林、丁銀周、蔡瑾、徐安平、張滿囤、李向東、李戰委。2002.6 ~ 2004.6（6萬），2005年7月3日天津市科委組織專家對項目進行了驗收，國際先進。(15)河北省自然科學基金項目（502047），“組合夾具計算機輔助構形設計中基于案例的推理方法的研究”．課題組成員：段國林、丁銀周、蔡瑾、徐安平、張滿囤、李向東、李戰委。2002.1 ~ 2005.1.（6萬），2005年7月16日河北省科技廳組織專家對項目進行了技術鑒定，國際先進。(16)天津市自然科學基金項目（023605411），“MDT環境下RP數據處理及設備驅動程序的研究與開發”．課題組成員：徐安平、曲云霞、劉玉山、陳青果、侯紅葉。2002.6 ~ 2005.6（6萬），2005年8月6日天津市科委組織專家對項目進行了驗收，國際先進。(17)河北省優秀專家留學基金項目，“選擇性金屬粉末直接燒結快速成形工藝關鍵技術及設備研究”．項目負責人：徐安平。2002.1 ~ 2004.12（8萬），已完成。(18)河北工業大學“十五211”工程項目，“功能梯度實體快速制作機”．項目負責人：徐安平。2005.1 ~ 2005.12（20萬），已通過驗收。(19)河北省教育廳計劃項目, “基于RP的新產品快速開發系統”．課題組成員：段國林、徐安平、李翠玉、劉玉山、陳青果、侯紅葉。2001~2003（20萬），已完成。(20)國家863計劃項目（2002AA415300），“自主版權三維CAD和ERP軟件在離散型中小企業的應用研究”．課題組成員：檀潤華、李向東，徐安平等。（50萬），2005年11月通過科技部驗收。(21)美國國家科學基金（NSF）項目（DMI-0218169），“Dental Restorations via Multi-Material Solid Freeform Fabrication”．課題組成員：Leon L. Shaw, Anping Xu, Jiwen Wang, Xiaoxue Li et al.(22)美國國家科學基金（NSF）項目（CBET-0930365），“Functionally Graded Orthopedic Implants via the Slurry Mixing and Dispensing Process．課題組成員：Leon L. Shaw, Anping Xu, et al.(23)天津市自然科學基金資助項目（043603111），“多坐標高速銑削集成仿真系統研究”．完成人：閻兵，徐安平等。（6萬），2007年11月通過天津市科委驗收。(24)河北省自然科學基金資助項目（E2004000052），“CAD模型直接驅動的桌面立體打印設備驅動原理及實現方法研究”．完成人：徐安平，牛亞松，付建華，曲云霞等。（7萬），2008年1月31日通過河北省科技廳組織的專家鑒定，國際先進水平。(25)河北省自然科學基金資助項目（E2006000039），“場信息驅動的復雜功能梯度實體建模理論及數字化制造關鍵技術研究”．完成人：徐安平，朱東彬，曲云霞等。（5萬），2010年5月結題。獲獎與專利 專利：(1)徐安平，朱東彬，曲云霞，郭艷華．一種非均質功能構件的制造方法與裝置[P]．國家發明專利，專利號：ZL 2008 1 0053855.5，授權公告號：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申請日：2008年7月16日）(2)徐安平，朱東彬，曲云霞，郭艷華．打印頭與激光頭構成的組合頭[P]．國家實用新型專利，專利號：ZL 200820075355.7，授權公告號：CN 201211731Y，2009年3月25日（申請日：2008年7月16日）．(3)徐安平，汪建明，朱東彬，曲云霞．一種組織工程用三維多孔支架的制備方法及設備．國家發明專利，申請號：201010210618.2，申請日：2010年6月28日．(4)徐安平，朱東彬，郭彬，曲云霞．一種三維條形碼標簽及其制作方法．國家發明專利，申請號：201010250088.4，申請日：2010年8月11日．(5)徐安平，蔡曉剛，朱東彬，劉志華．一種非均質實體的制造方法及設備．國家發明專利，申請號：201110269706.4，申請日：2011年9月13日．(6)徐安平，蔡曉剛，朱東彬，劉志華．一種非均質實體的制造設備．國家實用新型專利，申請號：201120341665.0，申請日：2011年9月13日．軟件著作權：(1)現代集成快速原型系統(CIRPS V1.0)（軟件著作權登記，登記號：2005SR07148）．著作權人：徐安平、劉玉山、陳青果、侯紅葉、高艷平、曲云霞．中華人民共和國國家版權局，2005年7月。(2)現代集成快速原型系統(CIRPS V2.0)（軟件著作權登記，登記號：2007SR06739）．著作權人：徐安平、牛亞松、劉玉山、陳青果、侯紅葉、宋麗、曲云霞．中華人民共和國國家版權局，2007年5月。(3)非均質實體造型系統（HO-CAD V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR04932）．著作權人：徐安平、紀振鵬、曲云霞、趙競雄、劉志華．中華人民共和國國家版權局，2008年3月。(4)銑削過程物理仿真系統（MPSS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR07563）．著作權人：徐安平、曲云霞、孫明達．中華人民共和國國家版權局，2008年4月。(5)STL模型缺陷檢測與修復系統（STL Master V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR041794）．著作權人：徐安平、張蕊、曲云霞、朱東彬．中華人民共和國國家版權局，2010年8月16日。(6)銑削過程物理仿真系統（MPSS V2.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR061831）．著作權人：徐安平、張大衛、張學中、靳紅偉、韓喜峰、常寧、曲云霞．中華人民共和國國家版權局，2010年11月18日。(7)基于Web的博碩士學位論文管理系統（DMMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR036294）．著作權人：張滿囤、徐安平、韓冬冬、張金鐲、王智琦、王麗、邊彬彬．中華人民共和國國家版權局，2011年6月10日。(8)基于Web的圖書館學科聯絡館員信息服務管理系統（IDISMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR042556）．著作權人：徐安平、王智琦．中華人民共和國國家版權局，2011年7月2日。可轉讓項目(1)一種非均質功能構件的制造方法與裝置[P]．國家發明專利，專利號：ZL 2008 1 0053855.5，授權公告號：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申請日：2008年7月16日）(2)打印頭與激光頭構成的組合頭[P]．國家實用新型專利，專利號：ZL 200820075355.7，授權公告號：CN 201211731Y，2009年3月25日（申請日：2008年7月16日）．(3)一種組織工程用三維多孔支架的制備方法及設備．國家發明專利，申請號：201010210618.2，申請日：2010年6月28日．(4)一種三維條形碼標簽及其制作方法．國家發明專利，申請號：201010250088.4，申請日：2010年8月11日．(5)一種非均質實體的制造方法及設備．國家發明專利，申請號：201110269706.4，申請日：2011年9月13日．(6)一種非均質實體的制造設備．國家實用新型專利，申請號：201120341665.0，申請日：2011年9月13日．(7)現代集成快速原型系統(CIRPS V1.0)（軟件著作權登記，登記號：2005SR07148）．中華人民共和國國家版權局，2005年7月。(8)現代集成快速原型系統(CIRPS V2.0)（軟件著作權登記，登記號：2007SR06739）．中華人民共和國國家版權局，2007年5月。(9)非均質實體造型系統（HO-CAD V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR04932）．中華人民共和國國家版權局，2008年3月。(10)銑削過程物理仿真系統（MPSS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR07563）．中華人民共和國國家版權局，2008年4月。(11)STL模型缺陷檢測與修復系統（STL Master V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR041794）．中華人民共和國國家版權局，2010年8月16日。(12)銑削過程物理仿真系統（MPSS V2.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR061831）．中華人民共和國國家版權局，2010年11月18日。(13)基于Web的博碩士學位論文管理系統（DMMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR036294）．中華人民共和國國家版權局，2011年6月10日。(14)基于Web的圖書館學科聯絡館員信息服務管理系統（IDISMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR042556）．中華人民共和國國家版權局，2011年7月2日。可承擔（合作開發）科研項目與技術合作(1)CAD/CAM軟件開發，RPM相關技術開發：包括功能性梯度材料/生物醫學材料計算機輔助設計以及快速原型和制造（RPM）相關技術及應用；(2)功能材料或構件的數字化設計與制造技術開發，網絡制造技術開發；(3)功能構件的多尺度建模、仿真分析與優化技術；(4)高速精密加工工藝及裝備的動態精度設計。

研究領域 以企業的生產需要為出發點，以研發新產品、新設備、新工藝為目標，進行光機電一體化成套設備及新技術的研究與開發，解決企業發展過程中的瓶頸問題。圍繞創新制造工藝、機電控制及自動化，開展綠色化、系統化智能機電一體化技術及其在生產過程中的應用研究。主要研究方向有：（1）綠色新能源生產技術及設備（2）特種加工機械（3）新型包裝機械（4）根據企業實際需求定制光機電一體化成套設備（生產線）的研發。科研成果及簡介 所承擔主要項目： 鋅空燃料電池極片干嵌法成形過程控制的理論與技術(國家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切機CL1224 （國家科技部） ·機械軟起動控制系統的開發（天津市教委） ·柔性傳動行星輪差速機構的研究 （河北省教育廳） ·機械液壓自動控制軟啟動系統（石家莊科技局） ·自動分頁裝訂機的開發研究（河北省教委） 橫向課題： 紙管機開發（天津巨業衣架制造有限公司） 盤料螺紋鋼滾絲機（天津市天鵬建筑器材有限公司） 五金平臺自動機械手的研制（慶輝五金制品有限公司） 乒乓膠皮海綿上料系統的研發（天津七二九體育器材開發有限公司） 電池極片卷繞設備（海裕百特鋰能設備有限公司） 鋰電池極片軋制卷繞線 ； 流延膜擠壓收卷裝置及控制系統的合作研發； 瓦棱機生產線控制系統的研制； KSQ-500電池極片卷繞設備開發 木工挖船機（威盧克斯有限公司） WS-260衛生巾生產線獲獎與專利一種布料機                  發明專利           專利號：200910068754.x一種雙向水泥土攪拌樁機      發明專利           專利號：200910069172.3一種雙向水泥土攪拌樁機      發明專利           專利號：200910069171.9一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿    發明專利           專利號：200910069170.4一種收獲機                  發明專利           專利號：200910069269.4可轉讓項目 可承擔（合作開發）科研項目與技術合作光機電一體化成套設備（生產線）的研發

本實用新型公開了一種具有超聲能場輔助的三維微結構快速成形裝置。裝置包含聲表面波換能器、光預聚物、紫外固化燈和電動Z軸滑臺，聲表面波換能器沿圓周陣列分布，光預聚物置于換能器工作區域，紫外固化燈位于換能器下方以照射光預聚物，電動Z軸滑臺位于上方以粘附單層微結構。本實用新型能快速制造出三維微結構，不需要掩膜版和模具，并且對設備要求較低，具有操作簡單、成本低和效率高的特點。

本發明公開了一種振鏡式激光掃描大幅面材料成形加工控制系 統，其包括上位機、激光掃描主控制器和多個激光掃描從控制器；激 光掃描主控制器和多個激光掃描從控制器基于 EtherCAT 總線冗余環 型拓撲結構連接，激光掃描主控制器作為 EtherCAT 通信主站，多個激 光掃描從控制器作為 EtherCAT 通信從站。上位機通過總線與激光掃描 主控制器雙向通信，激光掃描從控制器解析激光掃描主控制器指令、 提供/采集各類信號，

本發明公開了一種適用于復雜零件的固熔復合增材成形方法， 該方法包括以下步驟：建立金屬零件 CAD 幾何模型，然后提取 STL 模型，利用分層切片軟件以分層厚度為單位對 STL 模型進行合理分層 并提取各層的輪廓信息，由計算機根據這些輪廓信息生成控制指令； 通過切割裝置用該層對應的數控指令沿該層的輪廓軌跡切割該層板 料；按照各層的排列次序通過焊料依次將各層板料進行粘合，以此完 成整個零件的粘合處理；粘合處理后的整個零件進行加熱，以實現固 熔復合熔接成形，以此方式，完成復雜零件的增材成形。本發明與現 有

癌癥從發生到臨床發現往往需要10年的時間，癌癥治療的根本途徑是早期發現或者對已轉移瘤能有效治療。循環腫瘤細胞（circulatingtumor cells, CTC）是指從原位瘤脫落下來進入到循環系統尤其是血液中的腫瘤細胞。作為液態活檢核心靶標的CTC，不僅可用于癌癥轉移前的早期篩查，而且在臨床腫瘤的分期、預后、特異性藥物篩選、療效檢測、治療和復發監測等方面都具有極其重要的臨床應用價值。然而由于CTC在血液中數量極其稀少（約1-100個/mL），其高效高準確捕獲一直是科學前沿難題和臨床應用的關鍵障礙。 現有的CTC檢測方法仍存在較大的局限，包括檢測準確度不足、成本高、效率低、時間長以及檢測條件苛刻等。本項目提出的新型微流控芯片設計，將基于流線的降速結構和基于過濾的捕獲結構有機整合，實現了CTC特異性的匯聚和保留，同時將部分白細胞和紅細胞分流到出口。每經過一個這樣的降速結構，CTC就被濃縮一次，白細胞和紅細胞被分走一部分。更重要的是，每一個單元液流速度均得到了顯著下降（變為原來的1/2）。經過多組這樣的降速結構，液流流入捕獲結構，此時流速已經非常緩慢，利用CTC和其他血細胞的尺寸和形變差異，通過三棱柱陣列能實現CTC的高效捕獲。總體來說，本項目所提出的微流控芯片能在很大流速范圍內（5-40 mL/h）都實現高捕獲效率（高達94.8%）。此外，芯片上捕獲到的CTC的純度也較高（高達4log白細胞去除率）。臨床癌癥患者患者雙盲測試結果詳實準確率達到100%。運用本項目中的微流控芯片，將實驗室培養的宮頸癌HeLa細胞摻雜到健康血液中，以模擬癌癥患者血液，在很大流速范圍內（5-40 mL/h）都能實現高捕獲效率（高達94.8%）。同時，為了證明此微流控芯片的普適性，測試了四種實驗室細胞系，包括乳腺癌細胞系MCF-7和MDA-MB-231，宮頸癌細胞系HeLa和肺癌細胞系NCl-H226，捕獲效率均穩定在91.3%以上。此外，也設置了不同的癌細胞密度以模擬實際的癌癥患者血液，捕獲效率近似為96.2%。隨后，將本項目應用于臨床，對11例癌癥患者血液中的CTC進行檢測，檢出率高達100%，CTC個數從6-117個/mL不等，平均值31個/mL，中位數25個/mL。這些研究表明本項目中的微流控芯片能實現癌癥患者的早期檢測。?本項目實現對癌癥患者血液中的循環腫瘤細胞的單細胞靈敏度和高特異性的的捕獲，由于其成本低，方便快速，效率高，對操作條件不敏感等，因而非常適合大規模應用于臨床，實現癌癥的早期診斷、實時動態監測和阻斷轉移等效果。

本發明公開了一種可擴展的套管型微流控芯片的制備方法，包括以下步驟：S1：將與通道尺寸匹配的預置物放入PDMS預聚物中，加熱聚合PDMS，裁成PDMS塊；S2：將預置物移除，留出放置通道的管槽，管槽具有兩個管口；S3：使用倒角打磨后的點膠針筒，在PDMS塊垂直于管槽的方向上開通孔；S4：將PDMS塊開孔的兩面分別與基底和頂層鍵合，其中頂層預置有加樣孔；S5：從管槽的一個管口插入內徑均勻的毛細玻璃管，從管槽的另一個管口插入預拉尖的毛細玻璃管，完成單級套管型微流控芯片的制作；S6：復用所述毛細玻璃管，重復步驟S5，形成多級套管結構。本發明有效降低了套管型微流控芯片制作的操作難度和經濟成本。

將“雙一流”建設與學校綜合改革緊密結合，積極完善中國特色、世界水平、北大風格的世界一流大學發展路徑和模式，努力成為推動高等教育改革發展的新時代標桿。

成果的背景及主要用途：導墻或隔水墻這種輕型薄壁結構受到脈動壓力的交 變作用，導致結構物疲勞破壞和強烈振動的危險性，是一個現實的問題，應引起 水工結構設計人員的充分重視，也是水利工程研究的一個重要課題。天津大學 1996 年至 2000 年先后開展了中國長江三峽工程開發總公司委托的“三峽水利樞 紐廠壩隔（導）墻泄洪振動的水彈性模型實驗研究”（編號：ZT-96（1）-7）和“三 峽工程廠壩隔（左導）墻的優化研究”（CT-98-22-5）的科研項目；2002 年至 2003 開展了中國水電顧問集團中南勘測設計研究院委托的“向家壩水電站消力池底板 和導(隔)墻結構水彈性模型試驗研究”項目；2004 開展了“三峽導墻振動的原型 觀測研究”。通過這些項目的研究工作，對導墻結構的流激振動和結構優化開展 了系統的實驗研究、理論分析和原型觀測，提出的創新性成果在工程中得到應用， 取得了顯著的社會和經濟效益。 技術原理與工藝流程簡介：對于導墻結構流激振動響應往往是其結構設計的 控制條件，其結構的安全和結構優化設計與流激振動響應關系密切。但由于泄洪 振動的復雜性，即激振源、脈動荷載時空相關和流固耦聯效應的復雜性，通過單 純的水力模擬和數值計算難以正確確定導墻流激振動的響應。而采用泄洪激振的 水彈性實驗模擬可以很好的解決這一問題。水彈性模型是對“結構——水體——地 基——動荷載”四位一體的流固振動系統的模擬，它可以同時滿足“動荷載”輸人系 統相似和結構系統動力響應相似，即滿足水力學條件和結構動力學條件相似。通 過水彈性模擬實驗研究導墻結構流激振動的一般規律，建立相應的理論計算模型， 開展原型觀測，提出導墻結構安全評價的指標以及安全監測、健康振動的理論分 析方法，并通過原型觀測來驗證。 技術水平及專利與獲獎情況：該項成果達到國際先進水平。 應用前景分析及效益預測：針對三峽工程導墻從水流條件和結構靜動力條件 兩個方面來進行三峽工程導墻泄洪振動及優化研究，研究成果已在工程建設中得 到應用、實施，節省投資約 4000 萬元，效益明顯。 開展了向家壩水電站消力池導(隔)墻結構水彈性模型研究，優化了兩個導(隔) 墻體型。該研究成果對向家壩導(隔)墻的泄洪振動響應及其整體穩定性提供了科 學的評價依據，為工程建設提供了一個強有力關鍵的技術支撐，相關成果已被設 計采用。 結合導墻結構原型觀測，應用提出導墻流激振動的反分析方法，可為導墻安 全運行監測和健康診斷提供了理論依據和技術平臺，這種理論方法和技術手段對 其他泄洪消能建筑物的安全監測和健康診斷、實時預警都有廣泛的應用前景。 該成果的理論方法也可推廣到溢洪道邊墻的流激振動和安全監測。 應用領域：水利水電工程設計和運行管理。 合作方式及條件：技術服務。