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激光选区熔化铜合金多道成形的熔池行为和缺陷机理

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表面技术 2024年第15期53卷 118-128页

作者：傅广李舒玥李泓历任治好彭庆国肖华强李少波贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家实验室贵阳550025 重庆邮电大学机械工程学院重庆400044

目的针对激光选区熔化成形铜合金零件中孔隙缺陷的质量问题,研究不同扫描间距下多道熔池的动力学行为,以及不规则未熔合孔隙缺陷的生成机制。方法构建多物理场的高保真数值模型,采用离散元法搭建粉末床,结合两相流法追踪金属相自由表面... 详细信息

目的针对激光选区熔化成形铜合金零件中孔隙缺陷的质量问题,研究不同扫描间距下多道熔池的动力学行为,以及不规则未熔合孔隙缺陷的生成机制。方法构建多物理场的高保真数值模型,采用离散元法搭建粉末床,结合两相流法追踪金属相自由表面,并通过射线追踪算法研究多道成形时的全局吸收率,深入分析扫描间距对熔池演变以及未熔合孔隙缺陷的影响。结果前一熔道的扫描对后一熔道有预热效果,因此第2熔道的宽度和吸收率总是大于第1道。随着扫描间距的增加,热积累效应减弱,第2道熔池的宽度和深度随之减小。扫描间距小会增加熔道间的重叠部分,不利于提升零件的构建速率,但无限地增加扫描间距会导致未熔化孔隙缺陷。通过对比70、100、130μm扫描间距下的成形熔道发现,70μm熔道的搭接率接近50%,100μm能形成良好的搭接,且没有缺陷生产,而130μm熔道有明显的孔隙缺陷及未完全熔化的粉末。结论扫描间距的变化会造成液态熔体流动、传热和传质的改变,进而改变激光选区熔化铜合金多道成形的熔池动力学行为与吸收率,最终影响成形件的质量。选用合适的扫描间距可以有效地避免未熔合缺陷,并保证相邻熔道间有良好的搭接率。

关键词：激光选区熔化数值模拟铜合金吸收率孔隙缺陷熔池动力学

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球化效应下激光选区熔化中的激光辐照行为

中国激光 2022年第14期49卷 112-121页

作者：任治好张正文马翔宇毛胜兰重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 金属增材制造(3D打印)重庆市重点实验室重庆400044 英国埃克塞特大学工程、数学与物理科学学院英国埃克塞特EX44QF

激光选区熔化(SLM)过程中,表面张力使得金属熔池具有团聚球化的趋势,导致熔道内部出现孔隙缺陷。以Cu-Cr-Zr铜合金粉末为对象,通过数值模拟和实验验证,再现了连续熔道和球化效应下熔池和激光反射吸收的演变过程。其中,数值模拟基于VOF... 详细信息

激光选区熔化(SLM)过程中,表面张力使得金属熔池具有团聚球化的趋势,导致熔道内部出现孔隙缺陷。以Cu-Cr-Zr铜合金粉末为对象,通过数值模拟和实验验证,再现了连续熔道和球化效应下熔池和激光反射吸收的演变过程。其中,数值模拟基于VOF两相流模型,充分考虑表面张力和反冲压力等物理现象,同时采用光线追踪算法描述激光和材料的相互作用。结果表明:较高能量密度下可获得稳定的熔池和连续的熔道形貌,由反冲压力引起的凹陷区具有困光效应,导致全局吸收率增大;较低能量密度下熔池的润湿性较差,形成扭曲破碎的熔道形貌,激光在裸露基板表面的单次反射极大削弱了能量吸收效率,使球化效应下的全局吸收率出现剧烈波动。

关键词：激光技术激光选区熔化球化效应激光反射吸收光线追踪方法

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多光束激光选区熔化研究进展及展望

材料工程 2023年

作者：曾庆鹏傅广任治好彭庆国肖华强李少波张正文贵州大学机械工程学院贵州大学省部共建公共大数据国家实验室重庆大学机械工程学院

激光选区熔化（selective laser melting， SLM）作为一种常见的增材制造（additive manufacturing， AM）技术，在多孔和薄壁等异形零件的成形领域受到广泛关注。然而，传统的单光束SLM成形因成形尺寸小、成形效率低等问题而发展缓慢... 详细信息

激光选区熔化（selective laser melting， SLM）作为一种常见的增材制造（additive manufacturing， AM）技术，在多孔和薄壁等异形零件的成形领域受到广泛关注。然而，传统的单光束SLM成形因成形尺寸小、成形效率低等问题而发展缓慢。多光束激光选区熔化（multi-beam selective laser melting， MB-SLM）在单光束SLM成形的基础上，通过多光束、多振镜分区扫描并进行拼接成形，实现了成形尺寸和成形效率的大幅同步提升，完美的解决了单光束SLM成形存在的固有难题，有望成为进一步拓展金属增材制造应用领域的新兴技术。本文综述了多光束激光选区熔化在成形原理、成形设备以及工艺缺陷的形成及控制方面的研究进展，归纳了多光束激光选区熔化成形不同合金的显微组织和力学性能，重点阐述了工艺缺陷和力学性能调控的主要策略。最后对其未来发展趋势进行了展望，如应关注多光束间的时空差异特性对力学性能的影响、改变不同区域间工艺参数的一致性以减少成形件的工艺缺陷等。

关键词：多光束激光选区熔化增材制造缺陷调控显微组织力学性能

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激光选区熔化粉末尺度的数值模拟研究现状

热加工工艺 2023年第19期52卷 7-13页

作者：李泓历傅广任治好李少波彭庆国马翔宇贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家实验室贵州贵阳550025 重庆大学机械工程学院重庆400044 重庆大学金属增材制造(3D打印)重庆市重点实验室重庆400044

激光选区熔化成形过程是涉及多物理现象的耦合过程。采用数值模拟能够有效地研究成形过程中的多物理现象,探究缺陷形成机理,优化工艺参数设置。本文对目前国内外激光选区熔化粉末尺度的数值模拟进行了综述,介绍了数值模拟的关键模型,分... 详细信息

激光选区熔化成形过程是涉及多物理现象的耦合过程。采用数值模拟能够有效地研究成形过程中的多物理现象,探究缺陷形成机理,优化工艺参数设置。本文对目前国内外激光选区熔化粉末尺度的数值模拟进行了综述,介绍了数值模拟的关键模型,分析了粉末尺度下缺陷研究的数值模拟,总结展望了激光选区熔化粉末尺度数值模拟的发展方向与趋势。

关键词：激光选区熔化数值模拟粉末尺度模型缺陷

多光束激光选区熔化拼接区域熔池动力学行为数值模拟

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表面技术 2023年第11期52卷 406-418页

作者：李泓历傅广任治好李舒玥彭庆国肖华强李少波贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家实验室贵阳550025 重庆大学机械工程学院重庆400044

目的针对多光束激光选区熔化加工拼接重叠区域的质量控制难题,研究拼接重叠区域的缺陷形成机理与控制手段。方法通过建立激光选区熔化介观尺度高保真数值模型,基于流体体积法和射线追踪热源,还原粉末熔化凝固的加工过程,研究不同加工... 详细信息

目的针对多光束激光选区熔化加工拼接重叠区域的质量控制难题,研究拼接重叠区域的缺陷形成机理与控制手段。方法通过建立激光选区熔化介观尺度高保真数值模型,基于流体体积法和射线追踪热源,还原粉末熔化凝固的加工过程,研究不同加工参数下拼接重叠区域熔池动力学和激光反射吸收行为,并对比分析拼接重叠区域和非拼接重叠区域激光-材料能量耦合机制。结果在拼接重叠区域大小不同的情况下,重叠区域长度分别为160、200、240μm时,其拼接重叠区域熔道宽度宽于非拼接重叠区域,拼接重叠区域与非拼接重叠区域存在高度差,且重叠区域的全局激光吸收率要高于非重叠区域,其中重叠区域皆有孔隙缺陷,重叠区域240μm长度方案下的全局平均吸收率达到最高(0.417 56)。在拼接重叠区域长度为240μm、扫描速度为0.9 m/s和1.2 m/s时,由于获得的能量低于扫描速度为0.6 m/s时的能量,其重叠区域不存在孔隙缺陷。结论拼接重叠区域的表面形貌和孔隙缺陷与熔池动力学和激光反射吸收行为密切相关,合适的加工参数可以改善拼接重叠区域的成形质量。

关键词：激光选区熔化数值模拟重叠区域激光吸收熔池演变

鲜水河断裂带地震矩亏损的空间分布及2022年泸定M 6.8级地震

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地球科学 2024年第2期49卷 425-436页

作者：尹力周本刚任治坤罗纲中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 武汉大学测绘学院湖北武汉430079

2022年9月5日泸定M 6.8级地震发生在鲜水河断裂带南端的磨西断裂.该地震的发震机制以及未来该断裂段是否仍会发生强震是值得关注的科学问题.拟从地震能量积累与释放的角度来解释该地震的发震原因以及鲜水河断裂带未来的发震潜力.通过对... 详细信息

2022年9月5日泸定M 6.8级地震发生在鲜水河断裂带南端的磨西断裂.该地震的发震机制以及未来该断裂段是否仍会发生强震是值得关注的科学问题.拟从地震能量积累与释放的角度来解释该地震的发震原因以及鲜水河断裂带未来的发震潜力.通过对比地震矩积累与释放的时空分布,发现地震大都发生在地震矩亏损的段落,并有填补地震矩亏损的趋势.此外,鲜水河断裂带至今存在3个显著的地震矩亏损段,均具发生6.5级以上地震的潜力.1786年康定M 7.6级地震发生之后,经过两百多年时间的积累,足以发生M 6.5级以上地震,而泸定M 6.8级地震仅释放了磨西断裂上部分的地震矩亏损,未来该断裂段仍具有发生强震的可能.

关键词：地震矩亏损鲜水河断裂带泸定M 6.8级地震地震危险性分析

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基于深度学习的桥梁表观病害识别与量化研究

基于深度学习的桥梁表观病害识别与量化研究

作者：任治涵重庆交通大学

学位级别：硕士

作为交通基础设施的重要组成部分,桥梁在提高区域联通能力、提升区域经济社会发展等方面发挥着重要的作用。随着部分桥梁进入“中老年”时期,我国桥梁建设进入“建养并举”时代。据估计,我国已建成的桥梁中40%的使用年限超过20年,其中... 详细信息

作为交通基础设施的重要组成部分,桥梁在提高区域联通能力、提升区域经济社会发展等方面发挥着重要的作用。随着部分桥梁进入“中老年”时期,我国桥梁建设进入“建养并举”时代。据估计,我国已建成的桥梁中40%的使用年限超过20年,其中受到病害影响的桥梁高达30%,且危桥数量超过了10万座。因此,精准识别在役桥梁的病害状况、有效量化病害的影响程度,对于桥梁的科学管养以及安全运营具有重要的科学研究意义与工程应用价值。本文围绕桥梁表观病害识别存在的瓶颈问题,基于深度学习图像处理技术,通过理论分析、算法开发和实桥验证,提出了基于改进YOLOv8的桥梁病害识别与分类方法,提出了考虑U2-Net网络的桥梁病害精细化分割方法,构建了基于二值化图像的桥梁表观病害量化方法,旨在解决人工检测成本高且难覆盖隐蔽损伤的局限性,为桥梁病害检查提供新思路。本文的主要研究内容及成果如下:(1)搭建了桥梁表观病害目标检测数据集和语义分割数据集。通过379座桥梁实地拍摄、实桥定期检测报告提取所得的10余万张病害图像中筛选了3862张较为清晰的病害图像,结合数据增广等手段对数据进行扩充,并得到10946张可用桥梁损伤病害图像;根据病害的识别与分类、精细化分割两大任务需求,采用基于CVAT的半自动标注方式,分别构建了桥梁表观病害目标检测数据集和语义分割数据集。(2)提出了基于改进YOLOv8算法的桥梁病害识别分类方法。首先,考虑基准YOLOv8算法参数数量大、浮点运算次数多等不利实时检测条件,通过替换主干网络HGNet V2,引入Ghost Conv对主干网络的卷积层进行优化,建立具有较少参数数量和更高计算效率的主干网络Ghost HGNet V2;其次,利用Faster-Block对多尺度预测网络进行重新设计,引入EMA注意力机制强化C2f-Faster模块的特征提取能力,构造高效的特征融合网络;然后,考虑桥梁表观病害的深层抽象特征具有趋同性,引入Dynamic Head提升预测层的识别能力,通过构造额外的损失函数Slide Loss,增强算法对困难样本的训练;最后,通过消融实验验证所提算法的有效性。研究结果表明,与基准模型相比,所提模型在模型大小、检测速度、识别精度三个方面均得到较大提升,模型大小减小了18.6%,检测速度提高了67.2帧/秒,识别精度提高了7.4%。(3)提出了融合U2-Net算法的桥梁病害精细化分割方法。首先,通过对U2-Net算法进行参数配置,使其适用于桥梁病害的分割任务;其次,利用改进YOLOv8算法的输出结果,构造语义分割数据集;最后,开展对比实验,验证所提模型的有效性。研究结果表明,与目前主流的语义分割算法相比,所提模型Mean Absolute Error和Maximum F1 Score指标上占有优势。(4)提出了基于二值化图像的桥梁表观病害量化方法。首先,考虑传统的接触式测量操作难度大、测量条件受限等多种不利条件,利用摄影测量原理,导出无接触式测量的坐标转换方程;其次,通过查表法结合ZS精细算法,提出高效提取裂缝骨架的策略并编制相应程序;最后,通过实桥验证所提测量方法的有效性。研究结果表明,所提方法在各类桥梁表观病害的几何参数测量值与实际值保持了良好的一致性,在考虑相机标定误差的情况下,最大误差为9.21%。

关键词：桥梁工程病害识别半自动标注二值图像几何参数量化

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青藏高原东南缘上地壳晚新生代构造变形综述

地球科学 2024年第2期49卷 480-499页

作者：计昊旻任治坤刘金瑞中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 中国地震局地质研究所活动构造与火山实验室北京100029

青藏高原东南缘是检验青藏高原演化模型的理想实验场,也是全球地震活动最为频繁的地区之一.综述了青藏高原东南缘主要活动断裂十年和万年尺度的滑动习性研究和百年时间尺度区域地震活动分布,结合前人总结的百万年时间尺度的年代学研究,... 详细信息

青藏高原东南缘是检验青藏高原演化模型的理想实验场,也是全球地震活动最为频繁的地区之一.综述了青藏高原东南缘主要活动断裂十年和万年尺度的滑动习性研究和百年时间尺度区域地震活动分布,结合前人总结的百万年时间尺度的年代学研究,认为自中新世中晚期以来,青藏高原内部物质逐渐向东流出,受四川盆地阻挡,转而向东南缘地区作顺时针旋转运动,至晚第四纪时期,东南缘地区上地壳变形已由原本集中分布在大型走滑边界断裂和逆冲褶皱带转变为弥散式分布至区内次级断裂,形成了以鲜水河-小江断裂带和实皆断裂带为边界,围绕喜马拉雅东构造结作顺时针旋转的运动学特征.据此青藏高原东南缘变形可划分为两阶段,中新世早期及以前变形集中在大型边界断裂,符合刚性块体变形,至晚第四纪时期转为弥散式连续变形.基于水平滑动速率和地震活动性对比,青藏高原东南缘活动断裂可大致分为三级.一级断裂为边界断裂鲜水河-小江断裂带和实皆断裂带,水平滑动速率均≥10 mm/a,曾发生8级及以上地震和连续的7~7.9级强震,是东南缘地区晚第四纪以来一级构造格架;二级断裂往往控制东南缘地区强活动构造单元,水平滑动速率为~3~6 mm/a,通常发生过7~7.9级地震;三级断裂水平滑动速率一般≤2 mm/a,通常发生过7级以下地震,一般规模较小,但数量较多.此外,川滇地块晚第四纪变形特征发生转变,构造运动由原本的沿大型边界走滑断裂运动转变为鲜水河-小江断裂带周缘次级活动地块的旋转、平移和差异隆升.

关键词：青藏高原东南缘上地壳变形特征弥散变形断裂分级天然地震

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基层事业单位人事管理制度的优化对策

今日财富 2024年第2期 53-55页

作者：任治国稷山县人力资源和社会保障局

基层事业单位是社会公共服务活动的具体执行单位，基层事业单位员工工作能力的强弱与效率的高低，对人民群众的生产生活产生直接的影响。为了进一步提升基层事业单位员工工作能力与工作效率，我国将基层事业单位人事管理制度的改革作为...

基层事业单位是社会公共服务活动的具体执行单位，基层事业单位员工工作能力的强弱与效率的高低，对人民群众的生产生活产生直接的影响。为了进一步提升基层事业单位员工工作能力与工作效率，我国将基层事业单位人事管理制度的改革作为制度改革中的一项重要内容。人事管理制度的调整与改革，能够帮助单位对人力资源进行更高效的调动，使单位在人员基本构成不发生变动的情况下提高工作效率。现阶段我国基层事业单位人事管理制度改革已经取得了一定的成效，但其中仍存在一些实际性的问题有待解决。基于此，

关键词：