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超低损耗激光薄膜的散射与机械损耗

光学精密工程 2022年第21期30卷 2655-2677页

作者：张锦龙王富美方圣欢焦宏飞程鑫彬王占山同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所先进微结构材料教育部重点实验室上海市数字光学前沿科学研究基地上海市全光谱高性能光学薄膜器件与应用专业技术服务平台上海200092

超低损耗激光薄膜在引力波探测、光原子钟、光腔衰荡光谱等精密测量领域具有重要应用。激光谐振腔的腔长稳定性和总光学损耗决定了测量系统的灵敏度和信噪比。在薄膜材料、制备工艺和检测技术的发展下,薄膜光学损耗控制和热噪声研究方... 详细信息

超低损耗激光薄膜在引力波探测、光原子钟、光腔衰荡光谱等精密测量领域具有重要应用。激光谐振腔的腔长稳定性和总光学损耗决定了测量系统的灵敏度和信噪比。在薄膜材料、制备工艺和检测技术的发展下,薄膜光学损耗控制和热噪声研究方面取得了显著的进展。在光学损耗方面,薄膜吸收已能控制在亚10-6量级,薄膜散射成为光学损耗的主要因素。本文重点从缺陷诱导散射和界面散射两方面梳理了薄膜散射控制的研究思路和成果,通过光学因子设计和界面功率谱密度调控降低薄膜界面散射,建立了节瘤缺陷诱导散射的理论分析模型,阐明其物理机制,提出了缺陷诱导散射的控制技术。在热噪声研究方面,主要介绍薄膜机械损耗的物理机制,通过薄膜材料体系优化降低反射薄膜的机械损耗,持续改进薄膜机械损耗的表征方法。

关键词：激光薄膜界面散射节瘤缺陷机械损耗

稀土掺杂FeCrNiCuTix高熵合金组织结构和力学性能研究

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稀土掺杂FeCrNiCuTix高熵合金组织结构和力学性能研究

作者：方圣南昌大学

学位级别：硕士

高熵合金在工程材料应用潜力巨大,本文致力于开发新型高强耐磨材料,以热力学原理和尺寸效应为理论基础,通过设计和构建Fe-Cr-Ni-Cu-Ti系列高熵合金,形成简单且稳定的固溶体结构,系统探索合金的组织结构和力学性能及之间的影响规律。通... 详细信息

高熵合金在工程材料应用潜力巨大,本文致力于开发新型高强耐磨材料,以热力学原理和尺寸效应为理论基础,通过设计和构建Fe-Cr-Ni-Cu-Ti系列高熵合金,形成简单且稳定的固溶体结构,系统探索合金的组织结构和力学性能及之间的影响规律。通过掺杂稀土元素调控合金的物相组成、微观结构、力学性能和强化作用机理,探索成分-组织-力学性能之间的关系,为稀土掺杂高熵合金的设计和研发提供理论依据。论文研究包括以下部分:（1）随着Ti元素含量的增加,FeCrNiCuTix（x=0、0.2、0.4、0.6、0.8和1）合金的结构由FCC转变为FCC+BCC,最后变FCC+BCC+Fe2Ti。在细晶强化、固溶强化和第二相强化三种效应共同的作用下,合金表现出优异的力学性能。FeCrNiCuTi0.4合金具有最佳的力学性能,硬度、抗压强度、屈服强度、塑性应变、平均摩擦系数和磨损率分别为HV 495.84、1947.09 MPa、1646.89 MPa、13.98%、0.47和3.83×10-5mm3·N-1·m-1。随着x值增大,FeCrNiCuTix合金的断裂机制从塑性断裂转变为韧性断裂最后转变为脆性断裂,磨损机制为磨粒磨损。（2）不同稀土元素掺杂RE0.02FeCrNiCuTi0.4（RE为Sc、Y、La、Pr和Gd）合金均为FCC+BCC双相结构,掺杂稀土元素后,FCC相含量下降,BCC相含量上升。固溶强化和细晶强化效应共同提高合金的力学性能,Gd0.02FeCrNiCuTi0.4合金具有最佳的力学性能,硬度、抗压强度、屈服强度、塑性应变、平均摩擦系数和磨损率分别为HV 578.64、1857.88 MPa、1425.68 MPa、13.61%、0.43和3.03×10-5 mm3·N-1·m-1,断裂机制为解理断裂。RE0.02FeCrNiCuTi0.4合金的磨损机制为磨粒磨损。（3）系统研究不同含量的稀土元素Gd对GdyFeCrNiCuTi0.4（y=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.1、0.12和0.15）合金的组织结构和力学性能的影响及强化机制,结果表明:在y≤0.04时,合金由FCC和BCC双相组成,当y>0.04时,析出Cu5Gd相,并且该相的含量随着Gd元素含量增加而升高。固溶强化、细晶强化和第二相强化效应共同作用使合金的硬度、强度和耐磨性提高。Gd0.15FeCrNiCuTi0.4合金的硬度为HV 699.38;Gd0.01FeCrNiCuTi0.4合金的强度性能最佳,抗压强度和塑性应变分别为1952.16 MPa和16.41%;Gd0.08FeCrNiCuTi0.4合金的耐磨性最优,平均摩擦系数和磨损率分别为0.39和2.64×10-5 mm3·N-1·m-1。随着Gd元素含量增加,合金的断裂机制从塑性断裂转变为韧性断裂,最后变为以解离断裂为主韧性断裂为辅的复合机制,GdyFeCrNiCuTi0.4合金的磨损机制为以磨粒磨损为主氧化磨损为辅的复合机制。

关键词： FeCrNiCuTix高熵合金组织结构力学性能稀土元素强化机制

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结合传递比与栈式自编码器的结构损伤识别

振动工程学报 2024年第09期37卷 1460-1467页

作者：方圣恩刘洋张笑华福州大学土木工程学院福州大学土木工程防震减灾信息化国家地方联合工程研究中心

如何从土木结构响应数据中挖掘损伤特征并有效分类，是实现损伤模式识别的关键。为此，以框架结构为分析对象，搭建设有自编码器隐藏层和Softmax分类层的栈式自编码器网络，采用无监督联合有监督的混合学习机制；基于有限元分析获取框... 详细信息

如何从土木结构响应数据中挖掘损伤特征并有效分类，是实现损伤模式识别的关键。为此，以框架结构为分析对象，搭建设有自编码器隐藏层和Softmax分类层的栈式自编码器网络，采用无监督联合有监督的混合学习机制；基于有限元分析获取框架不同工况下的传递比函数值，构建训练集、验证集和测试集样本；通过预训练确定自编码器隐藏层的参数值如权重和偏置值，避免网络出现过拟合；采用微调方式进一步调整预训练后的网络参数值，再结合验证集实现对网络超参数的调整；将实测传递比数据输入网络，实现对框架节点损伤的评估。结果表明：所提方法能有效进行损伤特征的提取和分类，准确识别框架节点的单、双损伤工况，相较于传统浅层神经网络具有更高的识别准确度和更好的抗噪性。

关键词：损伤识别栈式自编码器混合学习机制传递比函数框架结构

长江经济带低碳物流与区域经济耦合协调发展研究

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长江经济带低碳物流与区域经济耦合协调发展研究

作者：方圣楠中北大学

学位级别：硕士

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周期驱动拉曼晶格系统中的动力学拓扑现象

物理学报 2024年第14期73卷 24-33页

作者：蔡德欢屈苏平合肥国家实验室合肥230088 中国科学院量子信息与量子科技创新研究院合肥230026 蚌埠学院蚌埠233030

基于目前超冷原子系统中模拟能带拓扑和动力学量子相变的有关实验进展,设计出一个时间周期驱动的一维拉曼晶格系统来模拟动力学拓扑现象.利用振幅周期调制的拉曼光束耦合类碱土^(171)Yb原子的{^(1)S_(0),^(3)P_(1)}能级可以实现所需要... 详细信息

基于目前超冷原子系统中模拟能带拓扑和动力学量子相变的有关实验进展,设计出一个时间周期驱动的一维拉曼晶格系统来模拟动力学拓扑现象.利用振幅周期调制的拉曼光束耦合类碱土^(171)Yb原子的{^(1)S_(0),^(3)P_(1)}能级可以实现所需要的周期驱动拉曼晶格系统.时间周期系统的单带紧束缚近似哈密顿量通过特定变换可以解析求得有效Floquet哈密顿量和微动算符(micromotion operator),从而可以在一维晶格系统中研究任意驱动频率下Floquet动力学量子相变和动力学斯格明子结构出现的条件.结果表明,拓扑非平庸的有效Floquet哈密顿量是系统出现Floquet动力学量子相变的充分不必要条件,并且可以保护Floquet微动过程中的动力学斯格明子结构.

关键词：拓扑相动力学量子相变超冷原子拉曼晶格

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浅析低空地理学的特征及其对地理学的拓展

地理学报 2024年第3期79卷 551-564页

作者：廖小罕张捷黄耀欢中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国民航局民航低空地理信息与航路重点实验室北京100101 南京大学地理与海洋科学学院南京210008

地理学是一个由众多分支组成的学科体系,学科交叉是其学科特性。无人机应用的快速发展使得低空开发和低空经济进入地理学的研究视野,并在地理学研究实践中与其他学科产生了大量的交叉融合。近年来,社会经济发展需求推动了地理学将低空... 详细信息

地理学是一个由众多分支组成的学科体系,学科交叉是其学科特性。无人机应用的快速发展使得低空开发和低空经济进入地理学的研究视野,并在地理学研究实践中与其他学科产生了大量的交叉融合。近年来,社会经济发展需求推动了地理学将低空纳入其研究对象体系中,拓展了地理学的研究内容。这是一项需求牵引、充满挑战、艰巨而又全新的工作。本文认为低空是一个复杂巨系统,作为地理学的研究对象从理论上具有综合性和区域性两大地理学特征,具备采用地理学理论和方法进行低空研究的科学基础和依据。应用地理学进行低空研究的发展趋势是与航空学、信息地理学、自然地理学和人文地理学等学科的深度交叉、渗透、融合。在分析低空研究与上述学科关系的基础上,本文尝试性地提出未来地理学视角下低空研究体系的初步布局。本文抛砖引玉,期望在一定程度上推动地理学界同仁进一步关注低空开发和低空经济发展,促进地理学在新时期发展,满足实践需求,形成新的学术增长点。

关键词：地理科学低空无人机学科交叉低空地理学

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欧氏空间中的一类逆平均曲率流

数学学报（中文版） 2024年第4期67卷 641-651页

作者：龚阿欢武汉大学数学与统计学院武汉430072

本文研究了欧氏空间中的一类逆平均曲率流.当初始超曲面为闭的、平均凸的星形超曲面时,经过伸缩变换后,沿着该曲率流最终收敛到欧氏空间中的圆球面.

关键词：逆曲率流收敛性一致抛物

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钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

土木与环境工程学报（中英文） 2024年第2期46卷 146-153页

作者：方圣恩秦劲东张玮江星福州大学土木工程学院福州350108 福州大学土木工程防震减灾信息化国家地方联合工程研究中心福州350108 福建省建筑科学研究院有限公司福州350100 福建省榕圣市政工程股份有限公司福州350011

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应... 详细信息

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明:主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。

关键词：桥梁工程温度耦合效应长短期记忆神经网络钢拱塔斜拉桥索力预测

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机械剩余使用寿命预测模型的增量学习方法

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1397-1407页

作者：董家欢邱清盈管成浙江大学机械设计研究所浙江杭州310027

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出... 详细信息

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出了3种增量学习方法:第一种方法使用新模式样本与原模式样本的标签值构建损失函数;第二种方法在第一种方法基础上增加了模型参数初始化步骤;第三种方法在第一种方法的损失函数中增加了表示当前模型与原模型参数分布差异的正则化项。在涡扇发动机数据集上进行了不同学习方法的对比实验,结果表明所提方法实现了增量学习的目标,其中第三种方法在模型预测准确度和模型训练时长两方面取得了最优的综合表现。

关键词：剩余使用寿命涡扇发动机深度学习增量学习