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基于元学习与多头注意力的刀具磨损值预测

计算机集成制造系统 2024年第10期 3588-3599页

作者：卢志强朱海平吴军华中科技大学机械科学与工程学院华中科技大学船舶与海洋工程学院

为了采用基于神经网络方法预测刀具磨损值时在多工况条件下进行有效迁移，提出一种结合模型无关元学习(MAML)与多头注意力(MHA)模型的方法，预测多工况下刀具的磨损值。首先通过多传感器收集刀具切削过程中的多维信息，从中提取时域频... 详细信息

为了采用基于神经网络方法预测刀具磨损值时在多工况条件下进行有效迁移，提出一种结合模型无关元学习(MAML)与多头注意力(MHA)模型的方法，预测多工况下刀具的磨损值。首先通过多传感器收集刀具切削过程中的多维信息，从中提取时域频域和时频域的特征信息，以构建时频特征矩阵；其次将MHA模型作为基模型，利用历史工况信息构建的时频特征样本，通过MAML方法训练该模型，获得最优的MHA模型初始化参数；然后最优的初始化MHA模型通过少量的初始磨损样本迭代训练几次来适应新工况，从而预测新工况的刀具磨损值；最后通过相关实验验证，该方法在多工况下的刀具磨损值预测中能够有效进行模型迁移。

关键词：刀具磨损元学习注意力机制多传感器

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呼吸道腺病毒感染患儿喘息发生的列线图预测模型构建与验证

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中国病原生物学杂志 2024年第5期19卷 579-582页

作者：徐丹丹吴军太和县人民医院儿科安徽阜阳236000

目的探讨呼吸道腺病毒(RAdV)感染患儿喘息发生的危险因素,构建预测患儿喘息发生的列线图,并验证其效果。方法选择2021年5月至2023年12月本院收治的186例RAdV感染患儿,了解有无喘息并分成喘息组和对照组。对两组16项资料予以比较,将检验P... 详细信息

目的探讨呼吸道腺病毒(RAdV)感染患儿喘息发生的危险因素,构建预测患儿喘息发生的列线图,并验证其效果。方法选择2021年5月至2023年12月本院收治的186例RAdV感染患儿,了解有无喘息并分成喘息组和对照组。对两组16项资料予以比较,将检验P<0.05的指标引入多因素分析中,筛查出RAdV感染患儿发生的相关因素。并据此构建预测喘息发生的列线图模型,随后通过受试者工作特征(ROC)曲线、校准曲线和决策曲线对模型的预测能力予以验证。结果RAdV感染患儿喘息发生率为48.92%(91/186)。喘息组特应性体质比例、肥胖比例、重症肺炎比例、小气道病变比例、合并其他病毒感染比例、WBC计数分别为62.64%、32.97%、29.67%、48.35%、40.66%、(13.46±3.19)×10^(9)/L,均高于对照组的43.16%、12.63%、8.42%、24.21%、25.26%、(11.87±2.84)×10^(9)/L(P<0.05)。AdV感染患儿喘息发生的危险因素主要有特应性体质(OR=2.858)、肥胖(OR=2.602)、重症肺炎(OR=4.522)、小气道病变(OR=2.736)。内部验证显示,曲线下面积为0.821(95%CI:0.759~0.882),模型预测患儿喘息发生的概率接近实际概率,拟合优度HL检验(χ^(2)=6.710,P=0.348),阈值概率处于22%~97%时模型净获益率较好。结论根据特应性体质、肥胖、重症肺炎、小气道病变构建的列线图模型可有效预测AdV感染患儿喘息发生的概率。

关键词：腺病毒呼吸道感染喘息列线图预测模型

脉冲激光熔覆Inconel 718涂层热行为数值模拟及其对显微组织的影响

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表面技术 2024年第11期53卷 217-227页

作者：吴军蔡建臣王胜李董航周寒文衢州学院浙江衢州324000 浙江省空气动力装备技术重点实验室浙江衢州324000 衢州职业技术学院浙江衢州324000

目的揭示脉冲激光作用下Inconel 718合金涂层凝固传热行为的演化机制,改善涂层中Nb、Mo元素偏析现象,提升Inconel 718合金熔覆涂层的力学性能,为优化Inconel 718熔覆涂层质量提供理论依据。方法综合考虑物性参数随温度、脉冲激光热源、... 详细信息

目的揭示脉冲激光作用下Inconel 718合金涂层凝固传热行为的演化机制,改善涂层中Nb、Mo元素偏析现象,提升Inconel 718合金熔覆涂层的力学性能,为优化Inconel 718熔覆涂层质量提供理论依据。方法综合考虑物性参数随温度、脉冲激光热源、粉末传输形式,以及凝固过程中相变潜热对涂层凝固热行为的影响,构建脉冲激光熔覆传热模型。基于数值模拟技术和激光熔覆试验,利用VHX-2000电子显微镜对涂层显微组织形态进行分析验证,采用日立SU8010场发式扫描电镜观察分析显微组织和元素偏析情况,并使用显微硬度计测试涂层的硬度值。结果由数值模拟分析结果可知,脉冲激光涂层的冷却速度、温度梯度、凝固速度均大于连续激光涂层,其枝晶生长细密且No、Mo元素呈弥散分布,显微组织自底向顶以平面晶、胞状枝晶、柱状枝晶、等轴枝晶等形式存在,Laves相的体积分数降低至2.93%,在细晶强化和固溶强化作用下,熔覆涂层的平均显微硬度提升至307HV0.1。结论脉冲激光涂层热行为数值模拟分析结果符合Inconel 718涂层组织形态快速凝固变化的规律,数值模型可靠。脉冲激光形成的高冷却速度和高温度梯度,能在一定程度上抑制Inconel 718合金涂层中Nb、Mo元素的偏析,离散并细化γ枝晶组织,降低Laves相的体积分数,显微组织在细晶强化和固溶强化双重作用下,提升涂层的力学性能。

关键词：激光熔覆 Inconel 718 脉冲激光数值模拟组织性能

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锆合金氧化膜及基体中氧的扩散

原子能科学技术 2024年第1期58卷 175-180页

作者：张君松吴军廖京京韦天国龙冲生中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室四川成都610041

锆合金氧化膜及基体中氧的扩散系数是锆合金腐蚀动力学中的重要参数,目前文献报道的氧在锆及氧化膜中的扩散系数数值差异较大。本文通过真空退火试验,得到不同温度下氧化膜中氧浓度分布,计算了氧在锆合金基体中的扩散系数;通过氧化膜的... 详细信息

锆合金氧化膜及基体中氧的扩散系数是锆合金腐蚀动力学中的重要参数,目前文献报道的氧在锆及氧化膜中的扩散系数数值差异较大。本文通过真空退火试验,得到不同温度下氧化膜中氧浓度分布,计算了氧在锆合金基体中的扩散系数;通过氧化膜的等效扩散模型,由腐蚀转折前的腐蚀增重曲线,估算锆合金氧化膜中氧的扩散系数,得到Zr-Sn-Nb合金基体中氧的扩散系数随温度的变化规律为D_(Zr)(cm^(2)/s)=0.18exp(-180 000/RT);通过转折前的腐蚀增重曲线,估算得到氧化膜中氧的扩散系数随温度的变化规律为D_(ox)(cm^(2)/s)=3×10^(-7)exp(-101 550/RT)。

关键词：锆合金锆基体氧化膜扩散系数

磷石膏-矿渣-石灰固化底泥力学性能及微观机理

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1360-1373页

作者：吴军张金生谈云志张晟李文琦明华军王冲三峡大学特殊土资源化利用宜昌市重点实验室三峡大学特殊土土力学研究所

采用石灰作为碱性激发剂激发工业废渣(磷石膏和矿渣)的活性用于固化河湖底泥，可减少能源消耗和环境污染，形成“以废治废”的绿色发展模式.基于此提出了以磷石膏-矿渣-石灰三元固化剂(PSCA)对河湖底泥进行固化的方法.首先，采用无侧限... 详细信息

采用石灰作为碱性激发剂激发工业废渣(磷石膏和矿渣)的活性用于固化河湖底泥，可减少能源消耗和环境污染，形成“以废治废”的绿色发展模式.基于此提出了以磷石膏-矿渣-石灰三元固化剂(PSCA)对河湖底泥进行固化的方法.首先，采用无侧限抗压强度试验研究了不同掺量PSCA和养护龄期对固化底泥力学性能的影响；然后，借助扫描电镜、X射线衍射和压汞试验从水化产物和孔隙结构角度揭示了其固化机理.试验结果表明：PSCA固化底泥早期强度较低，但后期强度增长较快，28d强度可达到1.53MPa,高于同掺量普通硅酸盐水泥固化底泥的强度.微观结果表明PSCA固化底泥中含有大量的絮状C-S-H产物和针棒状钙矾石晶体，前者主要贡献胶凝强度，而后者主要贡献密实强度.经济和环境分析表明PSCA单位强度成本(28d龄期)和碳排放量分别为水泥的59.1%和14倍，具有良好的经济和环境效益.该研究成果可为底泥提供一种可持续固化材料和技术，对我国底泥和固废的安全处理和资源化利用具有重要的科学意义和实用价值.

关键词：工业废渣碱性激发固化底泥力学性能微观结构固化机理

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密闭空间中复合装药的能量释放特性

爆炸与冲击 2024年第6期44卷 39-47页

作者：张学瑞周涛西安近代化学研究所陕西西安710065

为研究密闭空间中复合装药能量的释放特性,设计了一种同轴复合装药,其内层为温压炸药,外层为不同组分的混合燃料,混合燃料主要由铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)活性材料或硼基燃料组成,利用密闭爆炸装置开展了复合装药的内爆炸试验,获取了壁面... 详细信息

为研究密闭空间中复合装药能量的释放特性,设计了一种同轴复合装药,其内层为温压炸药,外层为不同组分的混合燃料,混合燃料主要由铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)活性材料或硼基燃料组成,利用密闭爆炸装置开展了复合装药的内爆炸试验,获取了壁面冲击波超压和准静态压力。试验结果表明:相同质量、不同硼基燃料含量的复合装药在密闭空间内爆炸,产生的准静态压力随着硼基燃料含量的增加呈现先升高后降低的趋势,硼基燃料分解产物参与二次反应的最佳体积分数在1.0%左右;对于复合装药,密闭空间中氧气含量有限,当参与二次反应的物质浓度达到一定阈值时,无论是提高点火能量还是提高反应物浓度,准静态压力都无法获得高效提升,能量利用率没有提高。

关键词：复合装药内爆炸准静态压力 Al/PTFE 硼基燃料

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微纳结构表面水的浸润动力学

中国科学：化学 2024年第1期54卷 73-84页

作者：高玉瑞国家纳米科学中心北京100190

微纳结构表面与水的浸润行为在化学、化工、物理、生物和能源等领域具有关键意义,因此理解水在微纳结构表面上的浸润微观图像和转变机制至关重要.本文主要围绕微纳结构表面水的浸润行为,基于我们近期的分子动力学模拟结果,综述了微纳结... 详细信息

微纳结构表面与水的浸润行为在化学、化工、物理、生物和能源等领域具有关键意义,因此理解水在微纳结构表面上的浸润微观图像和转变机制至关重要.本文主要围绕微纳结构表面水的浸润行为,基于我们近期的分子动力学模拟结果,综述了微纳结构表面浸润的基本理论和研究进展,重点介绍单一尺度结构、双尺度分层级结构表面上的微观浸润图像和动力学,以及一类具有闭环拓扑纳米结构表面上的“拓扑浸润”行为,对纳米结构表面微观浸润图像和浸润态转变机制进行概述,最后对该领域进行了展望.

关键词：表面纳米结构浸润动力学闭环拓扑

基于多CNN的分块镜piston和tip-tilt误差同步检测方法研究

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 188-197页

作者：李响赵伟瑞北京理工大学光电学院北京100081

绝大多数大型望远镜采用分块镜的设计方案,为了获得优质的成像效果,需要控制分块望远镜系统的piston和tip-tilt误差。神经网络误差检测方法相较于传统的检测方法具有一定优势,但存在仅检测单一类型误差的局限性。本文提出一种基于卷积... 详细信息

绝大多数大型望远镜采用分块镜的设计方案,为了获得优质的成像效果,需要控制分块望远镜系统的piston和tip-tilt误差。神经网络误差检测方法相较于传统的检测方法具有一定优势,但存在仅检测单一类型误差的局限性。本文提出一种基于卷积神经网络的piston和tip-tilt误差同步检测方法,通过在出瞳面设置具有离散孔的光阑,引发分段镜反射的子波发生干涉-衍射现象,构建包含丰富piston和tip-tilt误差信息的数据集。通过粗测网络和精测网络级联,满足大范围和高精度同步检测的需求。结果表明,该方法实现了对输入光源相干长度内纳米级的piston误差检测,并对10μrad范围内的tip-tilt误差实现了亚微弧度检测;对40 dB的CCD噪声表现出良好的抗干扰性,对面形误差的允差为0.05λ0RMS(λ0=600 nm),同时对六子镜系统具有可扩展性。本文方法光路简单,操作便利,具有实际意义。

关键词： piston误差 tip-tilt误差分块镜卷积神经网络

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任务驱动视角下机器地图现状与发展

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 609-623页

作者：徐连瑞游雄信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

随着国家对机器人发展战略的不断推进,保障机器人认知和学习的机器地图近年来成为地图科学研究的新方向。针对目前机器地图理论研究相对匮乏的问题,基于测制用一体运行机制,阐述总结任务驱动下的机器地图关键技术和研究现状。数据获取... 详细信息

随着国家对机器人发展战略的不断推进,保障机器人认知和学习的机器地图近年来成为地图科学研究的新方向。针对目前机器地图理论研究相对匮乏的问题,基于测制用一体运行机制,阐述总结任务驱动下的机器地图关键技术和研究现状。数据获取与处理是地图模型构建和任务应用的基础支撑,围绕机器人平台、特征提取、语义分割、多传感器融合等技术现状进行归纳总结;地图模型构建承上启下,分析参考常用的地图模型架构及其特点,描述不同任务情境中如何搭建使用弹性、稳健、可靠的建图系统;任务应用是机器地图功能性的集中体现,介绍总结路径规划、目标检测、知识表达与推理等典型应用研究现状。论述展望了机器地图存在的问题及未来发展方向。

关键词：任务驱动机器地图测制用一体运行机制认知学习