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等离子体辅助激光织构化TiAlN涂层刀具膜-基界面强化机理研究

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等离子体辅助激光织构化TiAlN涂层刀具膜-基界面强化机理研究

作者：孟祥峰苏州大学

学位级别：硕士

具有优异摩擦学特性的物理气相沉积（PVD）TiAlN涂层材料是目前应用于难加工材料高速精密加工中最广泛的刀具涂层之一。然而由于膜-基间不同键合类型、热膨胀系数、润湿性能等,TiAlN涂层刀具仍存在膜-基结合强度不足的问题。本文将等离... 详细信息

具有优异摩擦学特性的物理气相沉积（PVD）TiAlN涂层材料是目前应用于难加工材料高速精密加工中最广泛的刀具涂层之一。然而由于膜-基间不同键合类型、热膨胀系数、润湿性能等,TiAlN涂层刀具仍存在膜-基结合强度不足的问题。本文将等离子体辅助激光织构化与PVD涂层技术相结合,提出了基体表面等离子体辅助激光织构化TiAlN涂层刀具的新概念,深入探究影响涂层与基体膜-基结合强度的因素与膜-基界面强化机理。主要实验方法包括:控制变量法、对比法和归纳法;主要研究内容与结论如下:（1）本文从改善膜-基物理结合和化学键合界面出发,提出了等离子体辅助激光织构化基体预处理增强涂层刀具膜-基结合强度的新思路。利用纳秒脉冲激光器在YG6基体表面加工微织构,对比分析各激光加工参数对织构形貌与微观质量的作用规律,进而得到最佳的、且利于涂层涂覆的激光加工参数。紫外纳秒激光织构化工艺参数为:泵浦电流1A,扫描速度50 mm/s,重复频率30 KHz,脉冲宽度5 ns,得到的微织构尺寸为:沟槽深度6 μm,沟槽宽度35μm。为研究基体表面织构间距对涂层结合强度的影响,制备50 μm、100μm、150μm和200 μm四种不同沟槽间距的微织构表面进行对比分析研究。在基体表面微织构制备完成后,使用感应耦合等离子体蚀刻系统对织构化基体表面进行刻蚀,刻蚀参数为:上部RF源功率500 W,下部RF源功率150 W,气压3 Pa,刻蚀温度40℃,刻蚀时间20 min,气流通量20 sccm,蚀刻气体SF6。经刻蚀后的基体表面微织构质量得到明显改善。（2）为分析各预处理对基体表面物理与化学性能的影响,在基体表面做如下四种不同的处理:1.基体表面激光织构化;2.基体表面等离子体刻蚀;3.基体表面等离子体刻蚀辅助激光织构化;4.基体表面仅研磨抛光。系统分析了基体表面残余应力、晶体结构、比表面积、表面能等材料特性和表面状态。结果表明,基体表面等离子体辅助激光织构化预处理可使基体为涂层提供更优的机械锚固作用、增加了涂层与基体的化学匹配性、增加基体表面比表面积和表面能。（3）对上述四种不同预处理硬质合金基体表面沉积TiAlN涂层,涂层后分别命名为:常规涂层刀具（CCT）,激光织构化涂层刀具（LCT）,等离子体刻蚀涂层刀具（CECT）,等离子体辅助激光织构化涂层刀具（LECT）,并进行纳米划痕试验和干切削316L奥氏体不锈钢试验。研究发现,与CCT试样（临界载荷:80.52N）相比,LECT试样（临界载荷:112.64N）的膜-基结合强度得到了显著提升。在切削试验中,与CCT刀具相比,在200 m/min的切削速度下,LECT-100（织构槽间距为100μm）刀具的切削力Fx,FY和Fz降幅最明显,分别降低了 34.82%,36.15%和11.36%,且涂层脱落区域明显减少,前后刀面磨损程度明显降低。根据膜-基界面学理论和涂层附着机理,揭示了考虑物理结合和化学键合的基体表面等离子体辅助激光织构化TiAlN涂层刀具膜-基界面强化机理。

关键词：膜-基结合强度 TiAlN涂层等离子体辅助激光织构化物理/化学结合切削性能

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电动汽车用动力电池综合性能评价方法的研究

高技术通讯 2006年第9期16卷 929-933页

作者：林程孟祥峰王震坡孙逢春北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

用层次分析法对电动汽车用动力电池的综合性能进行评价研究,提出了一种科学的动力电池综合评价体系,解决了长期以来动力电池综合评价和方案选择时的盲目性.以纯电动客车为例,通过各影响因素重要性的两两比较,计算出各因素的权重.最后通... 详细信息

用层次分析法对电动汽车用动力电池的综合性能进行评价研究,提出了一种科学的动力电池综合评价体系,解决了长期以来动力电池综合评价和方案选择时的盲目性.以纯电动客车为例,通过各影响因素重要性的两两比较,计算出各因素的权重.最后通过北京市电动汽车实际示范运行的数据,验证了该评价方法的科学性.

关键词：动力电池性能评价层次分析法示范运行

超载-止裂孔交互作用下金属及焊接接头的疲劳裂纹扩展行为研究

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超载-止裂孔交互作用下金属及焊接接头的疲劳裂纹扩展行为研究

作者：孟祥峰长安大学

学位级别：硕士

金属构件因承受疲劳载荷发生疲劳破坏是工程应用中面临的重要问题之一。当金属构件萌生疲劳裂纹时,超载和打止裂孔是常用的延寿方法,而超载与止裂孔共同作用时的延寿机理及使用标准尚未达成共识。本文以Q345低碳钢为研究对象,探究超载... 详细信息

金属构件因承受疲劳载荷发生疲劳破坏是工程应用中面临的重要问题之一。当金属构件萌生疲劳裂纹时,超载和打止裂孔是常用的延寿方法,而超载与止裂孔共同作用时的延寿机理及使用标准尚未达成共识。本文以Q345低碳钢为研究对象,探究超载和不同直径、不同位置止裂孔组合对金属板材的疲劳裂纹扩展行为的影响,并对其参数优化及其延寿机理展开研究。主要研究内容如下:(1)通过疲劳试验对超载和止裂孔的延寿机理进行研究,在此基础上提出了超载和止裂孔组合的延寿方法,并深入探究该方法对裂纹扩展速率的影响。发现超载和止裂孔组合时将产生耦合效应,使疲劳寿命显著增加,并且超载与止裂孔的处理次序会影响疲劳寿命。探究了止裂孔的直径对该方法延寿效果的影响,发现裂纹扩展的疲劳寿命和止裂孔直径呈正相关,在不影响试样静强度的情况下,止裂孔直径越大,延寿效果越显著。(2)基于对超载和止裂孔组合作用的分析下,进一步研究了超载和双止裂孔组合对裂纹扩展迟滞现象的影响。当止裂孔直径为1.2 mm时,发现超载和双止裂孔组合的延寿效果明显优于超载和单止裂孔组合。探究了双止裂孔的位置对该方法延寿效果的影响,发现裂纹扩展的疲劳寿命和双止裂孔位置呈负相关,即双止裂孔距离超载位置越近,延寿效果越显著。(3)将超载和双止裂孔组合的延寿方法应用在焊接接头中,探究其疲劳裂纹扩展规律。采用Q345焊接接头制作紧凑拉伸试样,当裂纹扩展到a=21 mm时,在试样a=24 mm处预制双止裂孔并且超载。发现焊接接头的疲劳寿命有效延长,验证了超载和止裂孔组合作用的可靠性。该方法在焊接接头上的延寿机理与母材不同,除与该方法本身有关外,还与焊接残余应力和裂纹扩展路径偏折有关。

关键词：止裂孔超载疲劳裂纹扩展速率疲劳寿命焊接接头

尘肺病数据标注规范与质量控制专家共识(2020年版)

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环境与职业医学 2020年第6期37卷 523-529页

作者：无李涛张建芳孟祥峰徐明中国生物医学工程学会医学人工智能分会胸部影像及职业病标准组中国疾病预防控制中心国家卫生健康委职业安全卫生研究中心不详

尘肺病是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘并在肺内潴留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。我国是全球尘肺病病人数最多的国家,也是年报告新发病例最多的国家。因此,加强尘肺病的预防治理工作刻不容缓。将人工智能应用... 详细信息

尘肺病是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘并在肺内潴留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。我国是全球尘肺病病人数最多的国家,也是年报告新发病例最多的国家。因此,加强尘肺病的预防治理工作刻不容缓。将人工智能应用于尘肺病筛检和诊断,可有效提高职业病诊断读片效率,降低人工阅片误差,有效进行质量控制。研制高性能人工智能尘肺病数字化成像技术(DR)阅片系统(国家药品监督管理局第三类医疗器械人工智能辅助诊断分类)的技术关键是建立明确的尘肺病人工智能诊断标准,其中技术基础框架的关键支撑是数据集管理与标注的质量控制。通过研究、定义尘肺病DR胸片及相关信息的数据采集内容、筛选标准、处理流程,形成数据标注的思路、方法,并辅以相应内容和过程的质量控制来为尘肺病人工智能产品(模型)标准打好基础,以期形成严格、合理、符合医学规律、技术上可达、具有行业普遍适用性的产品技术标准规范。为此中国生物医学工程学会医学人工智能分会胸部影像及职业病标准组组织国内公共卫生、职业医学与职业病、呼吸系统疾病以及医学影像等各方面专家,就如何开展尘肺病胸部DR数据标注与质量控制进行了专门的研究和深入的讨论,各方专家就尘肺病DR胸片数据的采集、筛选、质量控制、标注内容、标注方法、标注规则、标注流程以及质量判定达成了共识。

关键词：尘肺病人工智能数据集标注质量控制标准规范专家共识

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基于深度学习的滚动轴承的故障诊断及预测

基于深度学习的滚动轴承的故障诊断及预测

作者：孟祥峰电子科技大学

学位级别：硕士

随着工业的不断发展,机械化水平不断提高。人们为了避免机械设备损坏带来损失,对设备故障诊断的要求也越来越高。滚动轴承作为机械设备的关节,属于易损器件,一旦发生故障,会严重影响设备的运行。因此对滚动轴承的故障诊断研究是非常有... 详细信息

随着工业的不断发展,机械化水平不断提高。人们为了避免机械设备损坏带来损失,对设备故障诊断的要求也越来越高。滚动轴承作为机械设备的关节,属于易损器件,一旦发生故障,会严重影响设备的运行。因此对滚动轴承的故障诊断研究是非常有必要的。对于传统的机械设备诊断方法,一般为采集设备信号,然后采用时域分析、频域分析等方法,这些方法的缺点是严重依赖于经验。基于深度学习的智能故障诊断技术就可以克服传统诊断的不足,本文围绕着滚动轴承的智能故障诊断及预测,完成了以下内容的研究:(1)滚动轴承的故障特征及提取方法。首先分析滚动轴承的故障及特征频率,然后针对卷积神经网络,本文采用了SDP分析法,用于将振动信号转化为二维图像。然后分析了SDP法的优缺点,针对SDP图像转化法的缺点,本文提出了原始数据拼接法,将信号转化为二维图像。通过实验验证,相对于SDP分析法,原始数据拼接法效果更好。(2)本文采用了基于残差神经网络的深度学习模型。通过引入浅层网络的映射,使得神经网络可以有更深的深度以及更好的训练效果。本文以残差神经网络为基础,给出了滚动轴承故障诊断的训练集预测方法。然后针对深度残差神经网络参数过多的缺点,本文利用密集网络结构简化训练参数。实验表明,同等网络深度下,残差神经网络的训练参数是密集连接网络结构训练参数的20倍以上。实验证明,小样本的情况下,密集神经网络有抑制过拟合的优点,基于两种算法的故障诊断模型也都有不错的表现。(3)提出了改进训练过程中容易出现过拟合的问题的两种方法。由于滚动轴承振动特征图像素单一,训练时容易出现过拟合现象。为了提高模型的泛化能力,抑制过拟合,本文对残差神经网络进行了改进。首先采用随机权重下降法,来提高训练速度及训练效果。它是随机梯度下降法的一种改进算法。然后针对容易过拟合的现象,本文使用了dropout抑制过拟合现象。实验表明,采用的两种方法对训练效果及训练速度都有一定的提升。

关键词：轴承故障智能诊断残差神经网络密集神经网络随机权重下降法 dropout

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论防卫过当

论防卫过当

作者：孟祥峰长春理工大学

学位级别：硕士

本文从正当防卫和防卫过当的关系入手,通过列举案例,分析条文,建立数学模型,厘清了正当防卫和防卫过当的关系。在此基础上,通过对现存的“必要限度”学说的批判,结合对相关法条本身的逻辑分析,借鉴国外的理论和学说,提出全新的“必要限... 详细信息

本文从正当防卫和防卫过当的关系入手,通过列举案例,分析条文,建立数学模型,厘清了正当防卫和防卫过当的关系。在此基础上,通过对现存的“必要限度”学说的批判,结合对相关法条本身的逻辑分析,借鉴国外的理论和学说,提出全新的“必要限度”理论。认为:在一般情况下,“必要限度”是防卫时间和防卫目标限度,不过正当防卫人在特定的条件下有提示自己所掌控的大威力工具或武器的义务;当在必要限度内的防卫行为无法达到防卫目的的时候,此必要限度将不复存在,正当防卫人突破这一限度进行正当防卫的,即使造成不法侵害人重伤死亡的,也不够成防卫过当。而对于预设防卫装置的防卫行为,又给出了不同的“必要限度”标准。本文还深化了对“重大损害”的理解,认为造成重大财物损失的,也构成防卫过当。另外,本文认为防卫过当的主观罪过形式是且只能是间接故意。

关键词：防卫过当必要限度间接故意

图像分割技术在遥感影像地物信息自动提取中的应用研究

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图像分割技术在遥感影像地物信息自动提取中的应用研究

作者：孟祥峰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在国土资源调查或土地利用遥感监测的工作中,有时需要从遥感影像中把地物或地类等信息提取出来,以便进行下一步的分析决策使用。如何提取,怎样保证提取效果就成为摆在相关工作人员面前的一个重要问题。目前主要依靠人工判读解译,但遥感... 详细信息

在国土资源调查或土地利用遥感监测的工作中,有时需要从遥感影像中把地物或地类等信息提取出来,以便进行下一步的分析决策使用。如何提取,怎样保证提取效果就成为摆在相关工作人员面前的一个重要问题。目前主要依靠人工判读解译,但遥感影像数据量庞大,单纯依靠人工判读解译就显得费时费力。图像分割技术是一项关键性的技术,它是数字图像处理的基础。它可以把图像中需要的部分提取出来。鉴于上述内容,如何把图像分割技术更好的应用在遥感影像地物信息自动提取中就显得尤为重要和迫切。本文就是针对这方面的研究。遥感影像的地物信息提取在计算机中属于计算机视觉领域的图像识别问题,即图像分割问题,图像分割技术从上世纪中叶发展至今,解决这类问题一般有三种方法:基于阈值的图像分割的方法、基于边缘检测的图像分割的方法和基于区域的图像分割的方法。鉴于遥感影像自身的一些特点,例如属性相类似像素基本集中、地物形状基本呈面状且有一定的轮廓性等特点,结合图像分割算法特点,因为Otsu算法和“分水岭”算法的分割原理比较适合有一定面积的面状地物信息识别,而Canny算法的分割检测原理比较适合有一定轮廓,且轮廓较清晰的地物信息识别。因此选取Otsu算法、Canny算法和“分水岭”算法做为本文的实验算法。通过实验,以达到从遥感影像中尽可能以小的误差提取出地物信息的过程,并对整个过程进行逐步分析。具体过程是:采用Visual C++2008开发工具作为软件开发平台,编制调试成功三个算法程序,选取有代表性的遥感影像为实验图像。首先,用三个算法程序处理实验图像,根据处理后所展现出来的效果进行分析研究。其次,用图像处理软件把实验图像处理为灰度值形式、图像增强形式和图像去噪形式,然后用三个算法程序对处理后的实验图像进行处理,并对处理结果进行分析研究。再次,根据三个算法的特点,对三个算法采取组合或者先后顺序的方法对实验图像进行分割处理,并对实验结果进行综合分析研究。最后,经过对实验内容和实验效果进行总结归纳,得出以下结论:Otsu算法和“分水岭”算法基本解决了遥感影像中地物信息的自动提取,效果较理想,通过实验部分也对这一观点进行了验证。而由于遥感影像本身复杂、噪点多等原因,Canny算法在遥感影像地物信息的自动提取中不太适用。在进行图像分割前,对原图进行预处理,或采用算法组合的方法,可对图像中地物信息的自动提取产生积极影响。通过实验也可看出全自动的提取方法总体来说要优于人工判读解译提取、人机交互式提取和半自动提取。总的来说,本文通过理论分析并加以实验验证,很好的支持了本文的观点,达到了预期的效果。实现了遥感影像地物信息的自动提取,在国土资源调查和土地利用动态遥感监测的工作中,可以大大解放生产力,缩短工作时间,降低工作成本,可极大的提高工作效率。

关键词：图像分割遥感影像 Otsu算法 Canny算法分水岭算法

基于绿色交通理论的中小城市“公交+慢行”系统优化研究 ——以莱芜市中心城区为例

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基于绿色交通理论的中小城市“公交+慢行”系统优化研究 ——以莱...

作者：孟祥峰山东建筑大学

学位级别：硕士

当前,在“绿色交通”和“低碳交通”理论导向下,城市公交和慢行系统的发展应获得更多的关注。但是,目前针对中小城市具体发展特点的城市“公交+慢行”交通系统的分析比较缺乏,国内中小城市绿色低碳交通系统规划和实践远远落后于大城市... 详细信息

当前,在“绿色交通”和“低碳交通”理论导向下,城市公交和慢行系统的发展应获得更多的关注。但是,目前针对中小城市具体发展特点的城市“公交+慢行”交通系统的分析比较缺乏,国内中小城市绿色低碳交通系统规划和实践远远落后于大城市和特大城市的现象普遍存在。论文引用国外先进的“公交+慢行”系统发展的相关理论,分析了国外的部分城市以及国内较为领先的深圳、上海、杭州等城市交通规划发展案例。结合相关理论,剖析国内城市“公交+慢行”交通系统发展存在的问题和形成原因,在城市绿色交通系统规划和建设方面提出自己的若干见解。以莱芜市中心城区为例进行实证研究,通过实地调研和上层规划解读等方式,结合详细的居民出行特征和交通量时间、空间分布,分析城市“公交+慢行”系统建设现状中存在的具体问题,探讨了未来城市交通发展亟需解决的问题,明确未来城市交通规划的重点,并进行了深入的研究。论文对于丰富中小城市“公交+慢行”系统规划的理论研究,完善当地城市交通规划并指导其实施方面有一定的参考价值,也为广大的中小城市交通发展提供一定的借鉴。本文主要研究内容分为五个章节。第一部分是论文研究的背景、研究目的、意义、采用的主要研究方法、研究范围界定、研究内容和框架;第二部分主要介绍与研究相关的相关理论和国内外城市案例,为本文接下来的研究提供理论和实践意义的参考和支撑;第三部分是实例研究,对莱芜市中心城区的交通系统建设现状和居民出行特点进行调研,分析城市交通建设中在公交系统和城市慢行系统中存在的具体问题;第四部分是对上文中提出的具体问题,从总体布局、站点换乘系统和节点优化设计等方面提出相应的解决办法;第五部分是对论文的总结、展望和研究不足。

关键词：中小城市 “公交+慢行”系统交通发展策略绿色交通可持续发展

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电动汽车动力电池动态测试工况研究

北京理工大学学报 2010年第3期30卷 297-301页

作者：孙逢春孟祥峰林程王震坡北京理工大学机械与车辆学院北京100081

提出了基于实车运行数据的动力电池动态测试工况统计方法,应用该方法建立了基于北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况,为测试动力电池的动态性能及评价动力电池在对应工况下的适用性奠定了基础.对工况进行了标准化,并提出该工况... 详细信息

提出了基于实车运行数据的动力电池动态测试工况统计方法,应用该方法建立了基于北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况,为测试动力电池的动态性能及评价动力电池在对应工况下的适用性奠定了基础.对工况进行了标准化,并提出该工况应用于不同车型和不同电池组的等价方法,最后对比了电池在动态工况和恒流工况下的性能.结果表明,动态工况测试包含了电池动态直流内阻等信息,可以反映电池的动态性能.

关键词：电动汽车动力电池动态测试工况