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汽车用2024-T351铝合金的动态力学行为各向异性

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材料导报 2024年第8期38卷 213-221页

作者：左志东刘先斌刘吉波汪小锋陈剑斌宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波展慈新材料科技有限公司浙江宁波315338 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

采用拉伸机、扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜(OM)等研究了汽车用2024-T351铝合金的动态力学行为各向异性与微观组织演变。结果表明,2024-T351铝合金表现出明显的各向异性且应变率对力学性能与微观组织有一定的影响。相同应变率下,0°... 详细信息

采用拉伸机、扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜(OM)等研究了汽车用2024-T351铝合金的动态力学行为各向异性与微观组织演变。结果表明,2024-T351铝合金表现出明显的各向异性且应变率对力学性能与微观组织有一定的影响。相同应变率下,0°方向上的应力最大,45°方向上的应力最小。在0°方向上,合金的抗拉强度随应变率的增加变化相对较小,而屈服强度、延伸率和断面收缩率呈现先增加后保持不变最后持续增加的趋势;在45°和90°方向上,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率与断面收缩率均随着应变率的提高呈现先增加后保持不变最后持续增加的趋势;90°方向相比于其他两个方向有着更强的应变率敏感性。拟合得到三个方向上的Johnson-Cook本构方程,其可以很好地预测2024-T351铝合金在各个方向上的动态力学行为。所有试样断口表面均有大小不一的韧窝,且应变率越高形成的韧窝就会越大且越深。断后晶粒尺寸与方向和应变率基本无关,但晶粒纵横比受方向和应变率的影响较大。

关键词：铝合金动态力学行为各向异性微观组织 Johnson-Cook本构模型

Al-Mg-Si合金中的富铁相对其力学性能的影响

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材料研究学报 2024年

作者：汪小锋谭蔚冯光明刘吉波刘先斌鲁涵宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波展慈新材料科技有限公司天津大学化工学院宁波力劲科技有限公司

制备了两种低富铁相含量不同的Al-Mg-Si合金并表征其显微组织、织构和进行拉伸实验，研究了富铁相对其组织、织构和力学性能的影响。结果表明：加工使合金中富铁相的形态和尺寸发生变化，尤其是中间退火使部分粗大的富铁相转变为纳米尺... 详细信息

制备了两种低富铁相含量不同的Al-Mg-Si合金并表征其显微组织、织构和进行拉伸实验，研究了富铁相对其组织、织构和力学性能的影响。结果表明：加工使合金中富铁相的形态和尺寸发生变化，尤其是中间退火使部分粗大的富铁相转变为纳米尺度；虽然富铁相对加工过程中中间状态的组织影响较小，但是最终大幅细化成再结晶晶粒组织；富铁相通过再结晶机制影响再结晶织构组分和体积分数；富铁相有利于大幅提高这种合金的屈服强度、抗拉强度及塑性应变比r值，降低应变硬化指数n值及各向异性系数Δr值且保证其延伸率不变。力学性能的提高，可归因于合金的细晶组织和弱织构。这表明，在Al-Mg-Si合金中引入适量的富铁相有利于提高其力学性能。

关键词：金属材料富铁相 Al-Mg-Si合金组织织构

Computing large deviation prefactors of stochastic dynamical systems based on machine learning

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Chinese Physics B 2024年第4期33卷 364-373页

作者：李扬袁胜兰陆凌宏志刘先斌 School of Automation Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China Department of Mathematics School of SciencesGreat Bay UniversityDongguan 523000China Center for Mathematical Sciences Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

We present a large deviation theory that characterizes the exponential estimate for rare events in stochastic dynamical systems in the limit of weak *** aim to consider a next-to-leading-order approximation for more accurate calculation of the mean exit time by computing large deviation prefactors with the aid of machine *** specifically,we design a neural network framework to compute quasipotential,most probable paths and prefactors based on the orthogonal decomposition of a vector *** corroborate the higher effectiveness and accuracy of our algorithm with two toy *** experiments demonstrate its powerful functionality in exploring the internal mechanism of rare events triggered by weak random fluctuations.

关键词： machine learning large deviation prefactors stochastic dynamical systems rare events

新材料产业战略背景下材料性能学课程“五位一体”创新模式教学探索

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高教学刊 2024年第18期10卷 85-88,92页

作者：刘先斌刘亭尹艳红漆小鹏吴子平江西理工大学材料科学与工程学院江西赣州341000

在国家新材料产业战略的推动下,材料性能学作为一门重要的学科课程,亟需进行深入的教学改革与创新。该文提出基于理论与实践相结合、现代教学方式、典型案例教学、强化实践教学及完善评价体系的“五位一体”创新模式的教学探索,旨在培... 详细信息

在国家新材料产业战略的推动下,材料性能学作为一门重要的学科课程,亟需进行深入的教学改革与创新。该文提出基于理论与实践相结合、现代教学方式、典型案例教学、强化实践教学及完善评价体系的“五位一体”创新模式的教学探索,旨在培养具有创新精神和实践能力的复合型人才。该模式注重理论知识的系统性与完整性,强化实验与实践教学环节,推进产学研深度融合,加强国际合作与交流,激发学生的创新创业意识。通过该创新模式的教学实践,有望提升学生的综合素质和创新能力,为我国新材料产业的持续发展提供有力的人才保障。

关键词：材料性能学五位一体创新模式新材料专业综合素养

基于大偏差理论非高斯随机动力系统离出行为研究

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力学进展 2022年第1期52卷 79-116页

作者：李扬赵锋刘先斌南京理工大学自动化学院南京210094 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

本文介绍了大偏差理论的基本思想及其在非高斯随机动力系统的离出问题研究中的应用.依据不同的非高斯噪声类型,本文分别评述了随机混合系统、指数轻跳跃过程和α稳定Lévy噪声驱动的随机动力系统的离出问题的主要研究方法和近期研究进展... 详细信息

本文介绍了大偏差理论的基本思想及其在非高斯随机动力系统的离出问题研究中的应用.依据不同的非高斯噪声类型,本文分别评述了随机混合系统、指数轻跳跃过程和α稳定Lévy噪声驱动的随机动力系统的离出问题的主要研究方法和近期研究进展.针对随机混合系统,本文介绍了利用随机微分方程对其进行近似的拟稳态扩散近似方法,计算拟势和最优离出路径的WKB近似方法与细致平衡条件的研究,以及求解随机混合系统的简化版本(即生灭过程)的离出问题的研究进展.对于指数轻跳跃过程驱动的随机动力系统,本文介绍了其大偏差原理和中度偏差原理的泛函极值问题的建立,拟势概念的定义和平均离出时间的估计.针对具有α稳定Lévy噪声的随机动力系统,本文介绍了计算平均首次离出时间和离出概率的理论和数值方法,计算最优离出路径的Onsager-Machlup理论、机器学习方法、最大似然法和数据驱动方法.最后,给出了非高斯随机动力系统的离出现象相关的一些开放性问题.

关键词：随机动力系统大偏差理论离出问题非高斯噪声最大可能离出路径

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晶粒尺寸和应变量对高纯铝表面橘皮效应的影响规律

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材料科学与工艺 2022年第2期30卷 51-60页

作者：王刚汪小锋刘先斌刘吉波王永刚冲击与安全工程教育部重点实验室(宁波大学) 浙江宁波315211 葛洲坝展慈(宁波)金属工业有限公司浙江宁波315338

为了进一步揭示晶粒尺寸和应变量对金属材料表面橘皮化的影响规律,本文采用MTS810万能试验机、光学显微镜、扫描电镜以及电子背散射衍射技术,并结合宏观形貌和微观组织表征的方法,研究了不同晶粒尺寸和应变量对高纯铝板拉伸变形过程中... 详细信息

为了进一步揭示晶粒尺寸和应变量对金属材料表面橘皮化的影响规律,本文采用MTS810万能试验机、光学显微镜、扫描电镜以及电子背散射衍射技术,并结合宏观形貌和微观组织表征的方法,研究了不同晶粒尺寸和应变量对高纯铝板拉伸变形过程中的表面形貌、显微组织和表面粗糙度演化的影响。结果表明:晶粒尺寸对橘皮缺陷的演化规律有很大影响,且依赖于应变量。当应变量为5%时,尽管从晶粒尺寸为60μm的试样未观察到明显的橘皮缺陷,但随着应变量的增加,表面粗糙度略有增加;而晶粒尺寸为500μm的试样橘皮缺陷比较显著,且随着应变量的增加,橘皮缺陷越来越严重,表面粗糙度增加更为显著。在低应变量下,晶粒尺寸为60μm的试样,表面滑移带较晶粒尺寸为500μm的试样不明显;随应变量的增加,3种试样均有明显的滑移带,并且晶粒尺寸为500μm的试样出现了大量微裂纹。表面粗糙度与晶粒尺寸呈近似线性的关系,与应变量之间则满足非线性关系。粗晶和高应变共同导致了表面橘皮效应,且二者耦合的影响是单个因素影响的3倍以上。

关键词：高纯铝晶粒尺寸应变量表面橘皮化 EBSD

一类三维随机动力系统的最大Lyapunov指数

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力学学报 2010年第3期42卷 521-528页

作者：杨建华刘先斌南京航空航天大学航空宇航学院振动工程研究所南京210016

基于一维扩散过程的奇异边界理论,使用摄动方法研究了白噪声参激的一类余维二分岔系统的最大Lyapunov指数渐近表达式和数值解,主要讨论了一维相扩散过程同时存在两类奇异边界以及FPK方程存在平稳解的一般性条件.通过对参激噪声作用项系... 详细信息

基于一维扩散过程的奇异边界理论,使用摄动方法研究了白噪声参激的一类余维二分岔系统的最大Lyapunov指数渐近表达式和数值解,主要讨论了一维相扩散过程同时存在两类奇异边界以及FPK方程存在平稳解的一般性条件.通过对参激噪声作用项系数矩阵的分析,给出了不变测度的解析解及其相应的Monte Carlo数值仿真结果,并导出了一维相扩散过程P分岔点的确定方法.对于一类特殊情形,给出了最大Lyapunov指数的渐近表达式;对于参激噪声作用项系数矩阵的一般情形,则给出了系统最大Lyapunov指数的数值结果.

关键词：扩散过程奇异边界 D分岔 P分岔最大Lyapunov指数不变测度

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线性时滞反馈引起的周期性振动共振分析

物理学报 2012年第1期61卷 76-83页

作者：杨建华刘先斌南京航空航天大学振动工程研究所南京210016

研究了高频信号和微弱低频信号同时激励下线性时滞反馈对过阻尼双稳系统和Duffing振子系统中振动共振现象的影响.解析分析和数值结果都表明,系统对低频信号的响应幅值增益随时滞参数的变化同时呈现两种不同的周期性关系,其周期分别为输... 详细信息

研究了高频信号和微弱低频信号同时激励下线性时滞反馈对过阻尼双稳系统和Duffing振子系统中振动共振现象的影响.解析分析和数值结果都表明,系统对低频信号的响应幅值增益随时滞参数的变化同时呈现两种不同的周期性关系,其周期分别为输入的高频信号和低频信号的周期.数值结果还表明,对不存在经典振动共振现象的单稳Duffmg系统,通过调节时滞参数也可以引发振动共振现象.使用时滞反馈不仅可以有效地控制振动共振,还可以进一步增强系统对微弱低频信号的响应.

关键词：双稳系统 Duffing系统线性时滞反馈振动共振

Morris-Lecar系统中通道噪声诱导的自发性动作电位研究

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力学学报 2020年第1期52卷 184-195页

作者：李扬刘先斌南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

在生物物理学中,越来越多的现象是由于分段确定性的动力系统与连续时间马氏过程之间的耦合作用而产生的.因为这种耦合性,相关的数学模型更适合取为随机混合系统而不是扩散过程(基于It?o随机微分方程).本文从理论上和数值上研究了在弱噪... 详细信息

在生物物理学中,越来越多的现象是由于分段确定性的动力系统与连续时间马氏过程之间的耦合作用而产生的.因为这种耦合性,相关的数学模型更适合取为随机混合系统而不是扩散过程(基于It?o随机微分方程).本文从理论上和数值上研究了在弱噪声条件下无鞍点状态的随机混合Morris-Lecar系统中,由通道噪声诱导的自发性放电现象.一个动作电位的初始阶段可视为噪声诱导的逃逸事件,其最优路径和拟势可由辅助Hamilton系统给出.由于系统不存在鞍点,因此可选择虚拟分界线(ghost separatrix)为阈值,研究噪声诱导的自静息态的逃逸事件.通过计算在阈值处的拟势,便可发现其值有一个明显的最小值,其作用类似于鞍点.通过改进的Monte Carlo模拟方法,计算了历程概率分布,其结果对初始阶段和兴奋阶段的理论解均给出了验证.此外,基于前人将拟势等高线作为阈值的另一种选择,我们对两种阈值取法的优劣性进行了比较.最后,本文研究了钠离子和钾离子通道噪声的不同组合对最优路径和拟势的影响.结果表明:钾离子通道噪声在自发性放电过程中起主导作用,且两种噪声强度存在一个最优比例能使总的噪声强度达到最小.

关键词： Morris-Lecar系统自发性动作电位大偏差理论最优路径拟势