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一种基于机器学习的零刚度隔振超材料设计及性能验证

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2599-2608页

作者：赵哲杨来侠吴玲玲田小永代鑫西安科技大学机械工程学院西安710054 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

准零刚度隔振器作为国内外主流的非线性隔振器,凭借其高静态刚度和低动态刚度力学特性,在机械工程领域应用较多,但近零刚度范围窄、后期组装繁琐等问题限制了其隔振的应用范围,通过结构设计使近零刚度范围增大,且能通过一体化成型技术... 详细信息

准零刚度隔振器作为国内外主流的非线性隔振器,凭借其高静态刚度和低动态刚度力学特性,在机械工程领域应用较多,但近零刚度范围窄、后期组装繁琐等问题限制了其隔振的应用范围,通过结构设计使近零刚度范围增大,且能通过一体化成型技术快速制备方面的研究仍较稀缺。本文基于能量屏蔽理论设计了一种新型零刚度单元结构,通过将外界输入能量循环于超材料内部,从而屏蔽外界对隔振对象的能量输入,达到隔振效果。该研究首先设计出具有优化潜力的初始结构,然后使用机器学习与有限元分析结合的方法对初始结构进行优化,自动搜索出最优的超材料结构参数,且最优结构满足零刚度性能设计要求,之后使用3D打印对最优结构单元及2×2阵列结构进行一体化制造。并对样件进行静态实验验证,实验结果表明:在静态压缩过程中,该结构的等效刚度在大范围内近似于0。又对阵列结构进行动态振动实验,结果得出,阵列结构在23 mm振幅下0.1~100 Hz范围内,9.2 kg载荷隔振性能最优,最小传递率可达-61 dB,载荷越接近9.2 kg隔振性能越好。该结构具有结构简单、一体化成型等优势,可应用于列车座椅、康复医疗设备、精密仪器保护及微重力环境等领域下的隔振。

关键词：超材料机器学习零刚度隔振结构 3D打印

2024-O铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹扩展行为及寿命预测

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吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1563-1569页

作者：王磊李东侠周松回丽沈振鑫苏州科技大学机械工程学院江苏苏州215009 沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳110136

通过试验和基于FRANC 3D与ABAQUS联合仿真的方法对2024-O高配铝合金搅拌摩擦焊预制裂纹于焊核区、热影响区和垂直于焊缝方向的裂纹扩展行为进行了分析及寿命预测。结果表明,预制裂纹于3个区域裂纹扩展路径和裂纹扩展速率的仿真结果与试... 详细信息

通过试验和基于FRANC 3D与ABAQUS联合仿真的方法对2024-O高配铝合金搅拌摩擦焊预制裂纹于焊核区、热影响区和垂直于焊缝方向的裂纹扩展行为进行了分析及寿命预测。结果表明,预制裂纹于3个区域裂纹扩展路径和裂纹扩展速率的仿真结果与试验结果基本吻合;预制裂纹于3个区域的裂纹扩展寿命由短到长依次为:焊核区、热影响区、垂直于焊缝方向;通过FRANC 3D对3种试样进行寿命预测结果与试验结果的相对误差在5%左右,验证了通过联合仿真的方法对焊接接头分区域模拟高配铝合金搅拌摩擦焊裂纹扩展行为和寿命预测的准确可行性。

关键词：机械设计 2024-O铝合金搅拌摩擦焊 FRANC 3D 裂纹扩展寿命预测

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某航改燃机氢燃料燃烧室污染排放特性研究

推进技术 2024年第3期45卷 194-206页

作者：巨翃宇梁红侠索建秦孙付军西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

为了对氢燃料燃烧室的低污染燃烧组织方案提供技术支撑,根据某航改燃机燃烧室的工况及结构参数,设计了三种氢燃料喷射单元(贫油直接喷射(LDI)单元以及两种贫油预混喷射(LPIA和LPIB)单元),通过数值计算方法研究了其流场特性,燃料-空气混... 详细信息

为了对氢燃料燃烧室的低污染燃烧组织方案提供技术支撑,根据某航改燃机燃烧室的工况及结构参数,设计了三种氢燃料喷射单元(贫油直接喷射(LDI)单元以及两种贫油预混喷射(LPIA和LPIB)单元),通过数值计算方法研究了其流场特性,燃料-空气混合特性及污染排放特性,然后采用粒子群优化算法(PSO)建立了三种单元的NO_(x)排放回归模型。研究表明:氢气喷射方式对流场结构影响较大。LDI单元的中心回流区(CRZ)脱离喷嘴一段距离,LPIA单元的CRZ径向尺寸最大,LPIB单元的下游流场轴向速度最快;LPIA单元燃烧室内燃料-空气混合相对于其它两个单元更加均匀;在设计工况下,LDI单元的NOx排放量不能满足目前新建燃机的排放标准(@15%O_(2),≤30 mg/m^(3)),而LPI单元的NOx排放能够达标,且LPIA相对于LDI单元可降低81.6%;所建立三个单元NO_(x)排放回归模型考虑了燃烧室进口压力、温度、当量比及气流速度的影响,其决定系数R2分别为0.972,0.969和0.953。本文所采用的单元及其性能数据和建模方法可以为氢燃料燃烧室设计提供有效参考。

关键词：燃气轮机氢燃料低污染燃烧室喷射单元排放特性

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学生数学语言互译能力提升策略研究

教学与管理 2024年第26期 49-51页

作者：李红侠江苏省新沂市城关小学

数学阅读是经过学生的认知加工、思维消化,通过学生自身的再创造活动转换为文字、图形、符号三种数学语言,从而纳入其认知结构中。从数学文字、数学图表、数学符号三个语言维度分析,发现学生的关键信息提取低效,图表阅读能力缺失,符号... 详细信息

数学阅读是经过学生的认知加工、思维消化,通过学生自身的再创造活动转换为文字、图形、符号三种数学语言,从而纳入其认知结构中。从数学文字、数学图表、数学符号三个语言维度分析,发现学生的关键信息提取低效,图表阅读能力缺失,符号意义探究“泡沫化”,因此,须强化阅读指导,扩大阅读视角,渗透符号意识,助力学生在阅读中提升数学语言互译能力。

关键词：小学数学阅读数学语言互译能力

一种基于分数阶微积分的CCM Boost变换器准在线无源参数的数字孪生辨识方法

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2340-2349,I0022页

作者：马铭遥韩添侠陈强王鼎奕徐君可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 阳光电源股份有限公司安徽省合肥市230088

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路... 详细信息

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路的预估-校正数字孪生模型,应用基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的孪生参数辨识方法对不同分数阶阶次下的电感值(L)和电容值(C)进行辨识,并计算出等效串联电阻。通过与现有方法对比,该方法不仅提高了实际电感和实际电容的辨识精度,还能辨识出不同阶次下与不同C下的分数阶参数。最后,搭建不同L和C及分数阶阶次的连续导通模式Boost变换器物理样机,并考虑不同工况条件与不同辨识次数等因素来进行实验验证。实验结果验证了所提模型与方法的有效性。

关键词：数字孪生分数阶 Boost变换器参数辨识粒子群优化

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儿童消化道出血急危重症多学科诊疗策略

中国实用儿科杂志 2024年第7期39卷 502-506页

作者：任晓侠方莹西安市儿童医院消化内科陕西西安710003

消化道出血是儿童常见疾病,病因复杂,不同年龄病因不同,可能为全身性疾病的消化道表现,也可能为消化道局部病变。多数消化道出血内科治疗可以缓解或治愈,但临床上急性消化道大出血危及生命,常需急诊科、消化内科、介入血管科、重症监护... 详细信息

消化道出血是儿童常见疾病,病因复杂,不同年龄病因不同,可能为全身性疾病的消化道表现,也可能为消化道局部病变。多数消化道出血内科治疗可以缓解或治愈,但临床上急性消化道大出血危及生命,常需急诊科、消化内科、介入血管科、重症监护室、普外科等多学科协助诊治,需要更加快捷和有效的诊断技术和治疗手段,才能挽救患儿生命。

关键词：消化道出血儿童内镜治疗多学科诊疗

金属/聚氨酯波形发生器复合弹体冲击载荷特性及调控机制

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兵工学报 2024年第5期45卷 1648-1662页

作者：杨冠侠武海军田泽董恒黄风雷北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京100081

采用撞击方式模拟爆炸/冲击加载是一种有效的实验室规模的加载手段。为探究金属/聚氨酯波形发生器(Polyurethane Waveform Gnerator,PWG)复合弹体的冲击载荷特性及PWG对载荷的调控作用,进行不同尺寸PWG的准静态压缩加载-卸载实验,分析PW... 详细信息

采用撞击方式模拟爆炸/冲击加载是一种有效的实验室规模的加载手段。为探究金属/聚氨酯波形发生器(Polyurethane Waveform Gnerator,PWG)复合弹体的冲击载荷特性及PWG对载荷的调控作用,进行不同尺寸PWG的准静态压缩加载-卸载实验,分析PWG的基本力学特性及PWG的刚度、能量耗散比与PWG尺寸的定性关系。开展不同配置的金属/PWG复合弹体的直接撞击实验,对复合弹体撞击过程进行系统分析,探究冲击速度及PWG尺寸等因素对冲击载荷的影响,并分别建立冲击载荷特征参数与冲击速度、PWG尺寸因子的定量关系。通过金属/PWG复合弹体直接撞击实验的单自由度系统运动方程及PWG动力学模型,探究PWG刚度对冲击载荷的调控作用。研究结果表明:PWG的静刚度系数随直径的增加而增大,随厚度的增加而减小;与PWG直径相比,厚度对能量耗散比的影响更加显著;冲击载荷特征参数与PWG直径D、厚度H的乘积D×H具有显著相关性,且随D×H的增加,峰值压力呈指数下降,持续时间及峰值比冲量分别呈2阶、3阶非线性增长;随着冲击速度的增加,峰值压力和峰值比冲量分别呈现3阶非线性快速增长和线性增长趋势,载荷持续时间则呈现2阶非线性下降趋势;PWG直径对冲击载荷的影响主要通过调控线性静刚度系数α实现,直径越大,α越大,冲击载荷峰值越小,冲量越大,载荷越趋近于半正弦曲线;PWG厚度的影响主要通过调控非线性静刚度系数γ实现,厚度越小,γ越大,冲击载荷峰值越大,冲量越小,载荷的尖峰细腰形状越明显。

关键词：聚氨酯波形发生器金属/聚氨酯波形发生器复合弹体模拟爆炸/冲击加载冲击载荷调控

富含黏蛋白性结缔组织的皮肤血管肌脂肪瘤1例

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中国皮肤性病学杂志 2024年

作者：贾红侠冉立伟首都医科大学附属北京朝阳医院皮肤科

患者男，27岁，右臀部肿物缓慢增大不伴痛痒5年余。皮肤科情况：右臀部可见一约3 cm×3 cm大暗红色结节，表面光滑，境界清楚，质地较硬，轻度压痛。皮损组织病理示：肿瘤团块位于真皮下部，为边界清晰的圆形结节，周围有纤维性假包膜... 详细信息

患者男，27岁，右臀部肿物缓慢增大不伴痛痒5年余。皮肤科情况：右臀部可见一约3 cm×3 cm大暗红色结节，表面光滑，境界清楚，质地较硬，轻度压痛。皮损组织病理示：肿瘤团块位于真皮下部，为边界清晰的圆形结节，周围有纤维性假包膜，肿瘤主要由丰富的厚壁血管、成熟脂肪组织及梭形平滑肌细胞组成，平滑肌细胞排列可呈束状并可相互交织，并可见结缔组织，包括丰富的黏蛋白、胶原、血管、星状细胞及成纤维细胞，未见异型性及核分裂象。阿辛蓝染色阳性。免疫组织化学染色示：肿瘤团块内血管CD31（+）、CD34（+）；梭形平滑肌细胞SMA（+）、Desmin（+）、S100（-）、HMB45（-）；结缔组织成分中Fcator XIIIa（+）；脂肪细胞S100（+）。诊断：富含黏蛋白性结缔组织的皮肤血管肌脂肪瘤。

关键词：皮肤血管肌脂肪瘤黏蛋白结缔组织

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微小型航天密封圈表面缺陷检测

光子学报 2024年第3期53卷 144-152页

作者：侯春佳何博侠胡金松俞杰陈旭洋南京理工大学机械工程学院南京210094

微小型航天密封圈表面缺陷面积占比小,目前的检测方法检测效率低、结果不稳定,检测速度和检测精度仍有提升空间。针对上述问题,提出两种基于深度学习的密封圈表面缺陷检测算法。在MobileNetv2的反向残差模块中加入多头注意力机制,构建... 详细信息

微小型航天密封圈表面缺陷面积占比小,目前的检测方法检测效率低、结果不稳定,检测速度和检测精度仍有提升空间。针对上述问题,提出两种基于深度学习的密封圈表面缺陷检测算法。在MobileNetv2的反向残差模块中加入多头注意力机制,构建出轻量级主干网络Efficient Model;使用Next Hybrid策略,融合工业级Transformer网络中的多个注意力机制模块,构建出Next Generation Vision Transformer主干网络。在上述两种主干网络中分别加入特征提取网络,设计出Efficient-FPN Model和Transformer-FPN Model检测算法。实验结果表明,Efficient-FPN Model和Transformer-FPN Model检测算法的平均准确率均高于YOLOv5s、YOLOv5x以及YOLOv5z,其中,Transformer-FPN Model模型的平均准确率最高,达到91.4%。Efficient-FPN Model的检测速度在五种模型中最快,达到110.8 frame/s,其平均准确率达到86.1%,也高于其他YOLOv5算法,是综合性能最优的检测模型。将这两种算法部署于自主研制的航天密封圈智能测量与测检设备,实现了快速、准确检测全向曲面柔性零件的目的。

关键词：航天密封圈小目标检测深度学习缺陷检测轻量级模型