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打印方向对增材制造304L不锈钢微观结构及力学性能的影响

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科学技术创新 2024年第9期 42-46页

作者：吴冰洁王留兵朱明冬王庆田胡雪飞吴佳玥中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都

增材制造技术已被广泛应用于航空工业、汽车工业等各个领域。本文利用选择性激光熔融(Selective Laser Melting;SLM)技术加工得到304L不锈钢材料,并对其微观结构和力学性能进行研究。试验中,利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射仪(EBSD... 详细信息

增材制造技术已被广泛应用于航空工业、汽车工业等各个领域。本文利用选择性激光熔融(Selective Laser Melting;SLM)技术加工得到304L不锈钢材料,并对其微观结构和力学性能进行研究。试验中,利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射仪(EBSD)对材料的不同截面进行微观观察;同时对水平打印试样和竖直打印试样进行单轴拉伸试验。试验结果表明,SLM技术加工得到的304L不锈钢的微观结构具有各向异性,垂直于打印方向和平行于打印方向的微观形貌具有显著的差异,同时材料内部存在较大的残余变形。

关键词：增材制造选择性激光熔融 304L不锈钢打印方向

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羽绒制品热传递的有限元仿真

纺织学报 2022年第11期43卷 154-162页

作者：吴佳玥吴巧英浙江理工大学服装学院浙江杭州310018 浙江理工大学国际教育学院浙江杭州310018

针对现有羽绒制品保暖性测试方法的测试时间较长、成本较高等不足,提出一种数值模拟测试方法。采用ANSYS有限元软件建立“羽绒-织物-皮肤”的三维几何模型,模拟分析不同织物、不同填充密度、不同绗缝数量条件下模型内部与外表面的温度... 详细信息

针对现有羽绒制品保暖性测试方法的测试时间较长、成本较高等不足,提出一种数值模拟测试方法。采用ANSYS有限元软件建立“羽绒-织物-皮肤”的三维几何模型,模拟分析不同织物、不同填充密度、不同绗缝数量条件下模型内部与外表面的温度分布特征,探究不同条件对热量沿厚度方向和宽度方向传递的影响,计算其保暖性,并进行实验验证。结果表明:羽绒填充密度增加,热量沿模型厚度方向的传递距离增大,外表面温度及热流密度减小;绗缝数量增加,热量沿模型厚度方向的传递增大,沿模型宽度方向的传递距离减小,外表面温度及热流密度逐渐增大;织物对羽绒制品保暖性的影响较小;模拟结果与实验结果的最大相对误差为4.79%,二者吻合度较好。

关键词：有限元仿真羽绒制品保暖性热传递

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基于有限元法的羽绒保暖性分析与预测

基于有限元法的羽绒保暖性分析与预测

作者：吴佳玥浙江理工大学

学位级别：硕士

保暖性是决定消费者购买羽绒服、羽绒制品的关键因素之一。因此,进一步加深对羽绒保暖性的探究,对于满足消费者热舒适性需求和羽绒服保暖性设计十分必要。传统羽绒制品的保暖性测试方法包括客观实验法以及主观评价法,此类方法稳定性较... 详细信息

保暖性是决定消费者购买羽绒服、羽绒制品的关键因素之一。因此,进一步加深对羽绒保暖性的探究,对于满足消费者热舒适性需求和羽绒服保暖性设计十分必要。传统羽绒制品的保暖性测试方法包括客观实验法以及主观评价法,此类方法稳定性较差、成本较高,而计算机仿真模拟可以一定程度上弥补这一缺陷,因此通过建立数值模型对织物传热性能进行模拟已成为当下重要发展趋势。本课题从影响羽绒保暖性的三个因素——织物、填充密度和绗缝数量入手,探究其对羽绒保暖性的影响。测试不同组合条件下羽绒实验袋试样的克罗值,并利用ANSYS workbench有限元软件建立不同条件下“织物-羽绒-空气-皮肤”组合体的几何模型,通过稳态热分析模拟获得模型表面以及内部的温度分布情况,提取其热流密度及内外表面平均温度,计算其克罗值。最后,将有限元模拟的数据结果作为基础样本,建立BP人工神经网络模型,以预测不同条件下羽绒实验袋外表面平均温度、热流密度、模拟克罗值及实验克罗值等保暖性能指标。课题主要研究内容和结论如下:(1)制作不同织物、不同填充密度、不同绗缝数量的羽绒实验袋试样,测试其克罗值。得到结论:1)织物对羽绒保暖性存在影响,且随着填充密度的增大影响增大。2)填充密度对羽绒保暖性存在显著影响,随着填充密度的增加,试样克罗值呈先上升后下降再上升的趋势。3)绗缝数量对羽绒保暖性存在显著影响,随着绗缝数量的增加,试样克罗值整体呈减小的趋势。(2)利用ANSYS workbench有限元软件建立“织物-羽绒-空气-皮肤”组合体的简化三维模型,模拟不同条件下模型的稳态热传递情况,并计算得到模型的克罗值,结果显示不同织物模型的最大相对误差为5.38%,不同填充密度、不同绗缝数量模型的最大相对误差为3.85%,该模型适用于羽绒保暖性的预测。(3)利用ANSYS workbench有限元软件对“织物-羽绒-空气-皮肤”组合体进行稳态热分析,得到以下结论:1)人体皮肤的热量是沿模型厚度方向以及x方向多维传递的。不同织物对皮肤热量在模型厚度方向的传递存在影响,厚度相同的模型沿厚度方向传递的热量相同,并且填充密度越大影响越大。因此在选择羽绒制品覆盖的织物时,在满足羽绒制品的防钻绒、防风、透气等需求基础上,首先选择导热系数较小的织物,当织物导热系数较大时,尽量选择弹性较大的织物,使得羽绒制品蓬起厚度更大,保暖性更好。2)随着填充密度的增大,外表面平均温度逐渐下降,羽绒保暖性越好,当填充密度为60g/m～120g/m时,外表面温度随填充密度的增大而减小,且温度变化程度较大;当填充密度为140g/m～200g/m时,模型外表面温度逐渐减小,但差距较不明显。因此在选择羽绒服填充密度时,当身处于对保暖性需求较低的环境时,填充密度选择120g/m是最适合的,不仅保暖性好且节约成本;而当身处于对保暖性需求较高的环境时,填充密度选择200g/m及以上,保暖性会更好。3)随着绗缝数量增加,外表面平均温度逐渐增加,羽绒保暖性越差。因此在设计羽绒制品、羽绒服时,在绗缝起到了固定羽绒作用的基础上,尽量选择较少的绗缝数量。4)进一步探究热流密度、外表面平均温度、克罗值与填充密度、绗缝数量之间的关系,结果表明填充密度、绗缝数量与热流密度、外表面平均温度、克罗值呈显著性相关,通过进行多项式回归,可以分别建立热流密度、外表面平均温度、克罗值与填充密度、绗缝数量的三次函数模型,因此填充密度、绗缝数量可以反映羽绒实验袋试样的保暖性能。(4)将织物导热系数、羽绒填充密度、羽绒导热系数、绗缝数量作为BP人工神经网络的输入值,将有限元模拟得到的热流密度、外表面平均温度、模拟克罗值以及实验测试得到的实验克罗值作为输出值,建立BP人工神经网络模型,训练完成后模型的预测误差均在10%以内,说明建立的模型效果较好,可以较准确的预测不同织物、不同填充密度、不同绗缝数量条件下模型的保暖性能。本课题的研究为羽绒-织物组合体的保暖性能的模拟与计算提供了技术支持,可以简化通过测试来评判保暖性的过程,用于羽绒制品设计阶段的保暖性能优化。

关键词：有限元仿真羽绒保暖性克罗值热传递 BP神经网络

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板状碎片对建筑屋面的冲击破坏概率模型

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 717-725页

作者：黄鹏蓝鑫玥同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考... 详细信息

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考虑了在不同风速风向下板状碎片来源、起飞初始条件和建筑相对位置对屋面冲击破坏概率的影响。利用风速15 m·s^(-1)~45 m·s^(-1),风向0°~90°和上游建筑高度8.0 m~12.5 m作为模型的输入,实现了可考虑多因素影响的板状碎片对低矮建筑屋面冲击破坏的概率估计,验证了模型的实用性。该模型计算过程简单,可应用于建筑屋面易损性分析。

关键词：飞掷物冲击破坏概率模型板状碎片建筑屋面强风作用

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基于情境引擎的车载导航交互设计研究

汽车工程 2024年第1期46卷 18-28页

作者：马钧柏玥同济大学汽车学院上海200092 同济大学设计创意学院上海200092

针对车载导航模式单一、无法根据情境差异动态改变交互策略导致用户体验不足的问题,本文提出了一种支持根据不同情境自适应车载导航交互策略的情境引擎模型。结合以用户为中心的设计流程(UCD)与情境感知理论,定义了汽车人机交互情境,并... 详细信息

针对车载导航模式单一、无法根据情境差异动态改变交互策略导致用户体验不足的问题,本文提出了一种支持根据不同情境自适应车载导航交互策略的情境引擎模型。结合以用户为中心的设计流程(UCD)与情境感知理论,定义了汽车人机交互情境,并通过对典型驾驶用户进行跟车调研,提取关键情境要素,阐述了导航情境下情境引擎模型的自适应交互策略及原理,将用户对不同信息的需求程度映射至交互表现层的详细程度。进行了贴合驾驶员不同需求层级的导航HMI信息框架梳理与组件设计,对两个典型导航使用情境进行了交互界面设计与分析。结果表明,情境引擎能对各驾驶情境下的驾驶员需求进行自适应交互,可为智能座舱驾驶交互体验的优化与研发提供借鉴。

关键词：人车交互车载导航情境感知界面设计

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双组元离心喷嘴液膜吸合特性数值模拟

航空动力学报 2024年第3期39卷 224-230页

作者：吴佳蔓刘勇张祥南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为研究双组元离心喷嘴液膜的吸合特性,采用流体体积法(VOF)耦合Level Set方法对不同工况下双组元离心喷嘴进行数值计算,分析了喷嘴的流动特性,揭示了内外喷嘴锥形液膜之间的相互影响规律。研究结果表明:当外喷嘴的进出口压差大于1.6 MP... 详细信息

为研究双组元离心喷嘴液膜的吸合特性,采用流体体积法(VOF)耦合Level Set方法对不同工况下双组元离心喷嘴进行数值计算,分析了喷嘴的流动特性,揭示了内外喷嘴锥形液膜之间的相互影响规律。研究结果表明:当外喷嘴的进出口压差大于1.6 MPa时出现吸合现象,过程表现为内外液膜逐渐重叠、相互吸合;吸合后喷嘴出口下游液雾速度相对减小;推力室室压的增加导致吸合时机缩短,而压差对吸合时机的影响相对较小,随着压差的增加其规律表现为先减小后增加。

关键词：双组元离心喷嘴吸合特性吸合时机 CLSVOF方法两相流

工具变量法在环境流行病学因果推断中的应用与进展

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环境与职业医学 2024年第2期41卷 219-225页

作者：石慧郑古峥玥赵星黄守瑞艾宝卓吴佳隆林华亮中山大学公共卫生学院流行病学系广东广州510080 四川大学华西公共卫生学院四川成都610041

环境流行病学研究中环境暴露广泛而非随机、混杂偏倚较为复杂,对其因果推断带来了巨大的挑战。近年来,随着因果推断方法引入观察性研究中,其为环境流行病学因果推断研究提供了更多统计方法的选择。工具变量法(Ⅳ)作为一种能够很好控制... 详细信息

环境流行病学研究中环境暴露广泛而非随机、混杂偏倚较为复杂,对其因果推断带来了巨大的挑战。近年来,随着因果推断方法引入观察性研究中,其为环境流行病学因果推断研究提供了更多统计方法的选择。工具变量法(Ⅳ)作为一种能够很好控制未测量混杂因素的因果推断方法,逐渐应用在环境流行病学研究领域中。本研究介绍了Ⅳ的基本原理,归纳了目前应用Ⅳ进行环境流行病学因果推断的研究进展与局限性。当前环境流行病领域应用Ⅳ方法进行因果推断研究尚处于初级阶段,合理使用Ⅳ并与其他因果推断方法的有效整合将成为环境流行病学因果推断的发展重点。本研究旨在为我国环境暴露的人群健康效应的因果推断研究提供方法学上的参考和依据。

关键词：工具变量法因果推断环境流行病学环境暴露健康效应应用

可学习动态分组卷积神经网络的大规模点云分割

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计算机工程与应用 2024年第10期60卷 217-226页

作者：康玥杨军兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对现有大规模点云语义分割算法提取特征时冗余干扰信息过多,导致神经网络分割性能较差的问题,提出可学习动态分组卷积神经网络架构,高效准确地实现大规模点云分割。对输入点云以分组的方式进行局部几何特征提取,并通过动态筛选和修剪... 详细信息

针对现有大规模点云语义分割算法提取特征时冗余干扰信息过多,导致神经网络分割性能较差的问题,提出可学习动态分组卷积神经网络架构,高效准确地实现大规模点云分割。对输入点云以分组的方式进行局部几何特征提取,并通过动态筛选和修剪冗余特征通道来减少无用特征信息对神经网络特征识别的干扰,进一步提高网络模型语义分割精度。构建位置编码模块,将点云位置特征映射到高维频域空间,使神经网络充分挖掘点云频域特征信息,增强特征的丰富性。对提取到的局部几何特征和全局单点位置特征进行融合,并构建可学习动态分组卷积神经网络,完成解码得到最终分割结果。实验结果表明,该算法在大规模点云分割数据集S3DIS和SemanticKITTI上的mIoU分别为69.6%和58.3%。与现有点云语义分割方法相比,所提出的网络模型具有更高的分割准确率和较低的参数量。

关键词：大规模点云语义分割可学习动态分组卷积位置编码

304LN不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能

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焊接学报 2022年第8期43卷 48-53,86,I0006页

作者：朱明冬吴冰洁曹立彦李彦儒张润豪吴佳玥中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

为了提高304LN不锈钢的耐磨性,延长控制棒导向筒组件使用寿命,采用激光熔覆技术在304LN不锈钢表面制备了Stellite 6钴基熔覆层.利用光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、腐蚀试验装置等多种试验测试设备,分析了... 详细信息

为了提高304LN不锈钢的耐磨性,延长控制棒导向筒组件使用寿命,采用激光熔覆技术在304LN不锈钢表面制备了Stellite 6钴基熔覆层.利用光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、腐蚀试验装置等多种试验测试设备,分析了熔覆层组织形貌、成分、显微硬度、摩擦磨损性能及腐蚀行为,确定了多道多层钴基熔覆层的工艺参数.结果表明,熔覆层与基体之间形成了冶金结合,显微组织主要由平面晶区、胞状和柱状晶区、树枝晶区和等轴晶区组成.熔覆层硬度为500~550 HV,摩擦磨损系数为0.30~0.35,熔覆层均匀腐蚀速率和缝隙腐蚀速率分别为0.153和0.143 mg/(dm^(2)·d).激光熔覆钴基合金可以有效提高304LN不锈钢表面的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能.

关键词：激光熔覆钴基合金不锈钢微观组织显微硬度