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复合材料原位光固化工艺铺层时间优化

复合材料学报 2024年第5期41卷 2732-2743页

作者：许家忠徐庆朋刘美军蒋悦哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

紫外光固化技术存在可固化厚度有限的问题,而原位光固化工艺以层层叠加、逐层固化的方式,在固化较大厚度的复合材料方面有着独特优势。为了在原位光固化工艺中实现各层同时完成固化且固化度分布均匀的目标,首先给出单层紫外光固化的数... 详细信息

紫外光固化技术存在可固化厚度有限的问题,而原位光固化工艺以层层叠加、逐层固化的方式,在固化较大厚度的复合材料方面有着独特优势。为了在原位光固化工艺中实现各层同时完成固化且固化度分布均匀的目标,首先给出单层紫外光固化的数学模型,基于该模型建立一个描述原位光固化过程的数学模型,进而对铺层时间进行优化,使用遗传算法结合梯度下降算法的方式求解出优化后的铺层时间,对原位光固化过程进行有限元仿真。仿真结果表明:与其他固化方式相比,原位光固化工艺优化铺层时间后,到达固化结束时间时,各层均能完成固化,固化度均在以期望固化度为中值的区间内且分布均匀,通过玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板固化实验对算法及仿真进行验证,实验结果与仿真对照表明,优化后的原位光固化工艺能够实现同步固化的效果。

关键词：复合材料紫外光固化原位光固化工艺逐层固化同步固化铺层时间优化

纤维排布对CFRP感应加热固化成型过程影响表征

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 198-207页

作者：付天宇杨宁古云飞许家忠蒋悦李斌常州信息职业技术学院智能装备学院常州213164 山西大同大学计算机与网络工程学院大同037009 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080 重庆市特种设备检测研究院重庆401120

在采用电磁感应加热方式实现碳纤维复合材料(CFRP)加热固化成型的过程中,如何准确表征材料各组成部分的属性参数状态对研究材料加热过程中温度、固化度及应力场分布至关重要。根据纤维实际铺层方式对材料各组成部分进行独立表征,以及碳... 详细信息

在采用电磁感应加热方式实现碳纤维复合材料(CFRP)加热固化成型的过程中,如何准确表征材料各组成部分的属性参数状态对研究材料加热过程中温度、固化度及应力场分布至关重要。根据纤维实际铺层方式对材料各组成部分进行独立表征,以及碳纤维壳体的等效电-磁-热特性建立了CFRP感应加热有限元细观分析模型,将纤维织构和树脂基体单独建立,实现CFRP在感应加热过程中其内部纤维织构中物理场的变化规律以及对材料整体升温变化规律进行系统分析。通过该模型计算了材料温度、固化度及应力场分布的变化规律,揭示了碳纤维排布对材料感应加热效果的影响,并根据感应加热实验验证了该模型可以准确表征各物理场的分布状态。为研究CFRP在感应加热中各物理场变化规律提供了有效的计算模型和分析方法。

关键词：碳纤维感应加热温度场固化度应力场

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基于改进遗传算法的纤维张力模糊控制研究

复合材料科学与工程 2024年

作者：闫珊付天宇许家忠史新民哈尔滨理工大学自动化学院常州信息职业技术学院智能装备学院

玻璃纤维缠绕是复合材料制造的主要工艺，放卷张力控制的精度将直接影响到缠绕成型产品的质量。为了达到纤维恒张力缠绕的要求，针对纤维缠绕过程中张力控制存在多扰动、时变、非线性等问题，通过建立放卷侧力矩平衡方程，分析卷径、加... 详细信息

玻璃纤维缠绕是复合材料制造的主要工艺，放卷张力控制的精度将直接影响到缠绕成型产品的质量。为了达到纤维恒张力缠绕的要求，针对纤维缠绕过程中张力控制存在多扰动、时变、非线性等问题，通过建立放卷侧力矩平衡方程，分析卷径、加速度等因素对张力动态性能的影响，基于改进遗传算法的模糊PID控制策略，优化控制参数。通过模拟计算结果可以看出，优化后的模糊PID控制器能显著减小张力的超调量，有效抑制速度扰动时的张力波动，对参数的变化具有较好的鲁棒性。并通过实验验证了优化后的模糊PID控制器在张力控制系统中的可行性。

关键词：纤维缠绕张力控制遗传算法模糊控制 PID

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趋向性锁链式路径规划算法

机械工程学报 2024年

作者：王晓飞许家忠丁亮黄成杨怀广刘美军哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨理工大学黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

摒弃传统点生点式路径规划方法，提出一种受人脑思维启发的新型趋向性锁链式路径规划方法。通过构建直通不可达路径，并以旋转方向模量增殖该路径，从而实现线生点式路径规划。以锁链式增殖方式替代点阵搜索，依靠族树矩阵生长完成障碍... 详细信息

摒弃传统点生点式路径规划方法，提出一种受人脑思维启发的新型趋向性锁链式路径规划方法。通过构建直通不可达路径，并以旋转方向模量增殖该路径，从而实现线生点式路径规划。以锁链式增殖方式替代点阵搜索，依靠族树矩阵生长完成障碍物绕行，最终获得趋向性更显著的路径，同时实现栅格访问量从幂次级到倍数级的降级。结果表明，所设计的趋向性锁链式路径规划方法，在实际路径规划时，响应更快、距离更短、趋向性更显著。

关键词：路径规划可行族树矩阵二维栅格地图

新工科背景下人工智能领域学生创新创业能力培养模式研究

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高教学刊 2024年第23期10卷 89-92页

作者：邓立为宋歌许家忠哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080

针对新工科建设的新特征、新理念和新要求,该文探讨在人工智能领域中培养创新创业能力的体系,并深入分析新工科、人工智能和创新创业三者之间的紧密联系。同时,该文还提供一个新工科背景下的人工智能领域学生创新创业能力培养进阶图,以... 详细信息

针对新工科建设的新特征、新理念和新要求,该文探讨在人工智能领域中培养创新创业能力的体系,并深入分析新工科、人工智能和创新创业三者之间的紧密联系。同时,该文还提供一个新工科背景下的人工智能领域学生创新创业能力培养进阶图,以解决当前的教育需求。探讨学科交叉理实交融“教、学、做”合一、形成“以赛促学、以赛促育”机制、建设工程实践平台和现代产业学院、完善评价体系与奖励机制4种具体建设路径。拟为新背景下创新创业教育提供可鉴的建设思路。

关键词：新工科人工智能创新创业培养模式建设路径

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一种航天器交会与接近路径规划算法

宇航学报 2023年第8期44卷 1225-1237页

作者：黄成王涛许家忠哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080

针对非合作交会与接近任务中近程导引段航天器的三维路径规划问题,提高其在多约束条件下的寻优性能,提出一种融合混沌映射、自适应随机动态扰动、随机探索机制以及反向学习策略的混合蝙蝠算法。首先,利用Circle混沌映射进行种群初始化,... 详细信息

针对非合作交会与接近任务中近程导引段航天器的三维路径规划问题,提高其在多约束条件下的寻优性能,提出一种融合混沌映射、自适应随机动态扰动、随机探索机制以及反向学习策略的混合蝙蝠算法。首先,利用Circle混沌映射进行种群初始化,提高种群多样性;在全局搜索中引入自适应随机动态扰动系数,并在位置更新时进行位置限定,提高算法全局寻优的性能;在局部搜索中融入柯西分布的逆累积分布函数,避免算法进入局部最优。同时,引入分段随机的反向学习策略,进一步提高种群多样性,平衡全局寻优与局部探索的性能。然后,以基于升序排列的路径节点进行三次样条插值编码,构造躲避障碍物求解航天器三维路径的适应度函数,结合混合蝙蝠算法求得平滑路径曲线。最后,通过对比仿真表明了所提方法的最优路径次数较对比算法增加,最差路径次数减少,路径平均解减少。

关键词：航天器非合作交会蝙蝠算法混沌映射反向学习自适应随机探索

国有森工企业建立企业法人治理结构的实践与探索——以内蒙古国有林区为例

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林业经济 2013年第11期36卷 115-117页

作者：许家忠内蒙古森工集团阿龙山林业局

论述了国有林区建立法人治理结构的意义，并以内蒙古国有林区推行法人治理结构为例，通过对内蒙古国有林区法人治理结构的建立、运行及存在问题的分析，就国有林区如何建立规范运作的法人治理结构和协调运转的保障机制，提出了相应建议。

关键词：国有林区探索建立法人治理结构

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黑龙江省畜禽养殖场能源环保站工艺设计

黑龙江省畜禽养殖场能源环保站工艺设计

作者：许家忠东北农业大学

学位级别：硕士

随着我国畜禽养殖业的发展，畜禽粪便污染日益严重。利用厌氧消化技术处理粪便即可减轻对环境的污染又能提供沼气能源，并获得速效、无公害的有机肥料。发达国家已经通过立法要求畜禽粪便必须经过处理达标后排放。我国北方地区气温低，... 详细信息

随着我国畜禽养殖业的发展，畜禽粪便污染日益严重。利用厌氧消化技术处理粪便即可减轻对环境的污染又能提供沼气能源，并获得速效、无公害的有机肥料。发达国家已经通过立法要求畜禽粪便必须经过处理达标后排放。我国北方地区气温低，如何使畜禽粪便在短时间内消化并获得高的产气率，需从系统的观点设计合理的沼气发酵工艺和应用先进经济的工程装置。本论文对北京金星养牛场的沼气工程进行了系统热力学分析，结果表明现有的沼气烧锅炉加热消化器工艺能量利用率低，同时排出料液使系统流失大量能量。在此分析的基础上结合北方地区的具体情况，设计了符合黑龙江省能源环保工程的沼气发酵料液前处理工艺、沼气-柴油混合发电及发动机余热回收工艺、料液回流和循环搅拌工艺，解决了北方寒冷地区消化器保温和加温问题，并使沼气的能量得到充分的利用。采用该工艺的300m牛粪中温厌氧消化工程的可行性分析表明：黑龙江地区采用该工艺，技术上是可行的。从养殖场角度，经济上回收全部投资约需9-10年，但是在国家政策支持下的投资回收期可降低至7年。

关键词：畜禽养殖场厌氧消化北方工艺可行性

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CFRP感应加热线圈中心区域温度场

复合材料学报 2021年第10期38卷 3314-3322页

作者：付天宇许家忠赵辉刘美军哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080

感应加热技术是实现碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)低能耗高效固化成型的有效方法,提高CFRP感应加热温度场均匀性是保证成型质量的关键,而线圈中心区域温度场均匀性是保证材料整体温度均匀性的关键。根据电磁加热原理建立了CFRP有限元多... 详细信息

感应加热技术是实现碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)低能耗高效固化成型的有效方法,提高CFRP感应加热温度场均匀性是保证成型质量的关键,而线圈中心区域温度场均匀性是保证材料整体温度均匀性的关键。根据电磁加热原理建立了CFRP有限元多场耦合的分析模型,通过对模拟计算和实验过程的温度场升温及分布情况的对比分析,证明了本仿真可以准确模拟CFRP感应加热温度场分布。根据图像的熵值理论将温度场均匀性通过熵值大小进行表示,实现了CFRP感应加热温度场均匀性的量化分析,并通过有限元模型计算研究了线圈直径及线圈与材料间距对线圈中心区域温度场均匀性的影响,得到了中心区域温度场均匀性与线圈直径及材料间距之间的关系曲线,为组合式线圈均匀加热CFRP提供了线圈直径及材料间距大小选择的理论依据。

关键词：复合材料碳纤维平纹编织感应加热温度场