劉昌碩

摘? 要：文章對金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測領(lǐng)域的專利申請進(jìn)行了分析與統(tǒng)計(jì)，并對專利技術(shù)進(jìn)行技術(shù)分解，獲得國內(nèi)外歷年申請量、重要申請人分布，分析了國內(nèi)的申請模式。我國在該領(lǐng)域可以做到自給自足，該領(lǐng)域在國內(nèi)呈現(xiàn)一種高校主導(dǎo)型的狀態(tài)，企業(yè)與高校之間的合作仍需加強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：金屬構(gòu)件;殘余應(yīng)力;無損檢測;專利技術(shù)

中圖分類號：T-18? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）26-0015-02

Abstract： This paper analyzes and statistics the patent applications in the field of nondestructive testing of residual stress of metal components， decomposes the patent technology， obtains the number of domestic and foreign applications and the distribution of important applicants， and analyzes the domestic application modes. China can achieve self-sufficiency in this field， which presents a university-led developmentstate in China， and the cooperation between enterprises and universities still needs to be strengthened.

Keywords： metal component; residual stress; non destructive testing; patent

引言

殘余應(yīng)力是構(gòu)件力學(xué)性能最主要的影響因素之一，如拉伸殘余應(yīng)力會降低拉伸屈服極限、提高壓縮屈服極限，壓縮殘余應(yīng)力正好相反;宏觀殘余應(yīng)力會產(chǎn)生形變、并影響疲勞壽命，微觀殘余應(yīng)力導(dǎo)致組織內(nèi)產(chǎn)生微裂紋發(fā)生脆性破壞[1]。因此在工程設(shè)計(jì)中掌握殘余應(yīng)力的作用特點(diǎn)以及其在各個截面形式構(gòu)件中的大小和分布模式就顯得尤為重要。本文重點(diǎn)分析了金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測的專利技術(shù)情況，從該領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)、專利申請勢態(tài)、重要申請人等方面進(jìn)行了分析。本文選取的專利數(shù)據(jù)源為DWPI和CNABS專利數(shù)據(jù)庫。

1 專利發(fā)展?fàn)顩r

技術(shù)分支：根據(jù)原理和結(jié)構(gòu)的不同，技術(shù)分解如表1所示。

表1 技術(shù)分解

2 專利分析

2.1 專利申請量分析

通過對申請日或優(yōu)先權(quán)日字段的統(tǒng)計(jì)分析，得到金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測的專利申請量年度分布圖，如圖1所示，有關(guān)金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測的專利申請最早出現(xiàn)在1974年左右，經(jīng)過10余年的發(fā)展，全球年度申請量在1987年首次突破20件，達(dá)到28件，而整個20世紀(jì)全球年度申請量最多的一年是1990年，這一年的申請量為35件，進(jìn)入21世紀(jì)后，金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測技術(shù)已得到長足的發(fā)展，21世紀(jì)的前十年，全球年度申請量的平均值為24.3件，而從2010年起到2015年，申請量連續(xù)5年上升，2015年的申請量已達(dá)到93件，這是由于中國申請量的迅速增加導(dǎo)致的。

2.2 專利技術(shù)分解分析

金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測各技術(shù)分支的申請量如圖2所示。由圖可知，磁性法、衍射法、超聲波法呈現(xiàn)三足鼎立的趨勢，其中衍射法最多，占比為36%，超聲波法占比最少，但也有30%，從各技術(shù)分支的申請量占比來看，基本上體現(xiàn)了金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測各相關(guān)技術(shù)的科技含量排布。

2.3 申請人專利分析

由圖3可知，在前10排名中，來自日本的申請人最多，占據(jù)4席，其后依次是中國、美國、英國，而來自中國的北京理工大學(xué)擁有最多的專利申請量，達(dá)到了36件，其中大多數(shù)申請來自我國無損檢測專家徐春廣教授的課題組;而對比前10排名中的中國申請人和外國申請人，可以發(fā)現(xiàn)，中國的申請人均是高校，外國的申請人均是公司，因此在專利的經(jīng)濟(jì)價值轉(zhuǎn)化方面，我國的申請會有較大概率弱于外國的申請。

從圖4可以看到，國內(nèi)前十位申請人中占據(jù)大多數(shù)席位的還是高校，相關(guān)行業(yè)的公司和研究所各只占一席，這可能是由于金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測涉及的理論知識較多且科技含量較高，而目前中國的科研力量和資源還是主要集中在高校，因此該領(lǐng)域的研究還是由高校來承擔(dān);此外，中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院在國內(nèi)申請人中排名第4，這和國家近些年對航空航天事業(yè)，尤其是國產(chǎn)大飛機(jī)項(xiàng)目的大力發(fā)展不無關(guān)系，在航空航天設(shè)備中，金屬構(gòu)件的使用量非常高，殘余應(yīng)力的檢測和消除關(guān)系著設(shè)備的安全，因而檢測金屬構(gòu)件中殘余應(yīng)力是航空航天工業(yè)中一個重要的研究課題。

如圖5所示，在金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測領(lǐng)域國內(nèi)申請人的主要類型為大專院校，占比58.27%，以企業(yè)為申請人的申請量占比29%，而科研單位僅占比8.4%，正如前文所說，本領(lǐng)域多數(shù)專利掌握在高校手中，不利于專利價值的轉(zhuǎn)化，與國外形成了鮮明的對比，并且從側(cè)面證明了國內(nèi)企業(yè)在金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測領(lǐng)域的研究還較為薄弱，技術(shù)積累還遠(yuǎn)不如國外企業(yè)，在國際競爭日益激烈的今天，金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力的無損檢測為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保障，因此國內(nèi)企業(yè)若想要進(jìn)一步提高國際競爭力，還需要在該領(lǐng)域多下功夫，而為了節(jié)約科研資源，提高科研效率，國內(nèi)企業(yè)可以多與高校開展校企合作，將學(xué)校的科研成果應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐中，達(dá)到雙贏的局面。

3 結(jié)束語

本文對金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)、技術(shù)分支、專利申請態(tài)勢，以及重要申請人等方面進(jìn)行了綜述。從整體看來，金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力無損檢測領(lǐng)域從19世紀(jì)70年代開始，經(jīng)過了四十余年的技術(shù)演進(jìn)，技術(shù)逐步趨于成熟。該技術(shù)在中國雖然起步于19世紀(jì)80年代末，起步雖晚，但是發(fā)展迅速，目前技術(shù)上我國已經(jīng)基本可以做到自給自足;此外，該領(lǐng)域在國內(nèi)呈現(xiàn)一種高校主導(dǎo)型的狀態(tài)，企業(yè)與高校之間的合作仍需加強(qiáng)，從而真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]付學(xué)義，劉莉.殘余應(yīng)力的危害及對策[J].包鋼科技，2006，32（增刊1）：82-84.