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基于深度学习的泡沫铝屈服面预测

基于深度学习的泡沫铝屈服面预测

作者：李卓儒吉林大学

学位级别：硕士

近年以来我国汽车领域发展飞速,尤其是新能源汽车的产量急剧增多,应用的范围越来越广,对汽车的整体性能要求也越来越高。其中汽车的整体重量以及其碰撞安全性是较为收到重视的性能,确保汽车车身结构在减轻重量的同时保持碰撞安全性是一... 详细信息

近年以来我国汽车领域发展飞速,尤其是新能源汽车的产量急剧增多,应用的范围越来越广,对汽车的整体性能要求也越来越高。其中汽车的整体重量以及其碰撞安全性是较为收到重视的性能,确保汽车车身结构在减轻重量的同时保持碰撞安全性是一个巨大的挑战。为了应对这一挑战,汽车行业越来越多地应用高强度轻质材料来提升车身的抗撞性能,同时实现汽车车身减重。泡沫铝作为其中一员具有良好的轻量化、高能量吸收性能、抗腐蚀性、隔热性能、噪音和振动控制以及可塑性,在车身结构上的应用具有良好潜力。屈服面是泡沫铝结构仿真分析的基础。泡沫铝的塑性屈服行为与传统金属不相同,体积可压缩性导致其并不遵循传统金属的体积不变原则,不同条件下的屈服行为预测困难,传统手段以不足以满足要求,随着大数据时代到来,以深度学习为代表的机器学习算法在序列数据预测上有了长足的发展,可以应用于材料的力学性能预测。本文旨在通过深度学习方法,结合泡沫铝材料力学特征中应力-应变数据曲线的独特性,使用深度学习中循环神经网络的变体LSTM和GRU和BILSTM对其屈服面进行预测。应用改进调整的LSTM预测由不同应变路径屈服点拟合的屈服面,再用相对于LSTM内部构造改变的GRU和BILSTM神经网络对泡沫铝应力-应变曲线进行学习,分别应用GRU和BILSTM神经网络预测出泡沫铝的屈服面,最后通过三种神经网络的预测结果的对比,分析深度学习神经网络内部构造的改变对泡沫铝屈服面预测能力的影响。本文的研究对多孔金属材料的屈服面预测提供了新思路和新方法,为轻质多孔材料在车身结构中应用提供条件。首先,对泡沫铝试件进行泡沫铝压缩试验获取泡沫铝材料具体性能的参数再进行建立起泡沫铝的基本本构仿真。然后对五种不同工况的泡沫铝材料单元进行仿真,最终将提取的应力-应变数据建立成数据库,提供给本文要探究的深度学习预测。其次,使用LSTM来对泡沫铝的力学性能尤其是其屈服行为进行预测。完成确立所需LSTM最优神经网络的结构,用以预测泡沫铝屈服面。再通过LSTM神经网络预测多个维度的应力或应变的数据曲线以验证其预测精度,对比原始数据拟合的屈服面,证明LSTM神经网络能够有效预测泡沫铝的屈服面。最后,通过对其它两种循环神经网络的变体GRU、BILSTM继续预测泡沫铝应力-应变曲线及其屈服面,对比LSTM、GRU、BILSTM对泡沫铝应力-应变曲线及屈服面的预测结果,通过不同神经网络预测过程与结果的差异性和精确度的不同以分析循环神经网络在内部构造改变后对序列数据分析的影响,进一步了解深度学习方法对材料力学性能的预测对传统本构模型的优势。本文通过深度学习神经网络的线性预测表征特性对泡沫铝的力学性能的序列数据进行预测探究,并对神经网络内部构造改变对预测能力的影响进行一定程度的探索。

关键词：泡沫铝深度学习神经网络屈服面

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GNSS卫星导航欺骗干扰监测系统设计

GNSS卫星导航欺骗干扰监测系统设计

作者：刘佩儒中北大学

学位级别：硕士

二维水下声辐射问题的改进径向基点插值法研究

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计算力学学报 2024年第2期41卷 344-351页

作者：桂强孙磊游翔宇柴应彬李威华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 长沙理工大学水利与环境工程学院长沙410114 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室武汉430074 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值... 详细信息

径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值法。该方案采取一个简单而直接的格式,可确保在进行数值积分时同一背景积分单元中的被积函数是连续可微的,从而减小数值积分误差,得到比原始径向基点插值法更精确的数值解。同时,为了处理外声场问题,本文采用DtN映射技术将无限域截断为有界计算域,满足索默菲尔德辐射条件。数值试验表明,相比于传统有限元法和原始径向基点插值法,本文改进方法具有更高的计算精度和计算效率,在研究水下声辐射问题时具有良好的应用前景。

关键词：径向基点插值法水下声辐射 DtN映射无界域无网格技术

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QS五金公司员工招聘管理优化研究

QS五金公司员工招聘管理优化研究

作者：黄俊儒广西大学

学位级别：硕士

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错[牙合]畸形矫治效率的评估方法

中华口腔正畸学杂志 2024年第2期31卷 96-100页

作者：李威陈贵许天民北京大学口腔医学院·口腔医院正畸科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心口腔数字医学北京市重点实验室国家卫生健康委口腔数字医学重点实验室北京100081

矫治效率是评价矫治技术或矫治器的重要指标,也是正畸医师和患者会重点关注和考虑的因素。随着正畸新理念和新技术的不断涌现,面对种类繁多的矫治策略、矫治技术和矫治器,准确评估和比较其矫治效率也变得越发重要。目前存在多种评估错[... 详细信息

矫治效率是评价矫治技术或矫治器的重要指标,也是正畸医师和患者会重点关注和考虑的因素。随着正畸新理念和新技术的不断涌现,面对种类繁多的矫治策略、矫治技术和矫治器,准确评估和比较其矫治效率也变得越发重要。目前存在多种评估错[牙合]畸形矫治效率的方法,包括矫治时间或矫治结果的比较,单位时间内矫治效果的比较,如对比移动速率或效率指数,当涉及实际位移和预期位移时表达效率的比较。这些方法均有其各自的适用范围和局限性。本文回顾了近年来涉及错[牙合]畸形矫治效率评估的相关研究,梳理和分析了已有的评估方法,分别阐述了各种方法的具体内涵、使用前提、适用范围及其局限性,并结合数字化技术在正畸领域的运用,对未来如何改进现有方法以达到准确评估错[牙合]畸形矫治效率的目的提出了展望。

关键词：错[牙合]畸形矫治效率评估方法数字化技术

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一种全面的少标签样本情形下的知识蒸馏方法

数据分析与知识发现 2024年第1期8卷 104-113页

作者：刘彤任欣儒尹金辉倪维健山东科技大学计算机科学与工程学院青岛266590

【目的】针对在自然语言处理中有标签样本稀缺和高性能的大规模参数量模型训练成本高的问题,本文在有标签样本不足情况下,通过知识蒸馏方法,提升在高性能大参数量模型指导下的小参数量模型性能。【方法】通过噪声提纯方法,从无标签数据... 详细信息

【目的】针对在自然语言处理中有标签样本稀缺和高性能的大规模参数量模型训练成本高的问题,本文在有标签样本不足情况下,通过知识蒸馏方法,提升在高性能大参数量模型指导下的小参数量模型性能。【方法】通过噪声提纯方法,从无标签数据中获取有价值的数据并赋予其伪标签,增加有标签样本数量;并在传统蒸馏模型基础上增加知识回顾机制和助教模型,实现从大参数量模型到小参数量模型的全面的知识迁移。【结果】在IMDB、AG_NEWS、Yahoo!Answers数据集的文本分类和情感分析任务上,使用原数据集规模的5%作为有标签数据,准确率表现与使用全部数据训练的传统蒸馏模型分别仅相差1.45%、2.75%、7.28%。【局限】仅针对自然语言处理中的文本分类以及情感分析任务进行实验研究,后续可进一步扩大任务覆盖面。【结论】本文所提方法在少量有标签样本的情形下,实现了较好的蒸馏效果,使得小参数量模型的性能得到显著提升。

关键词：知识蒸馏半监督学习少标签样本文本分类

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SFCB-FRP珊瑚混凝土柱抗震试验性能与骨架曲线模型

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建筑材料学报 2024年

作者：陈爽韦丽兰李虎林关纪文李威广西科技大学土木建筑工程学院广西路桥工程集团有限公司广西建筑新能源与节能重点实验室南宁学院

为研究钢-连续纤维筋(SFCB)增强珊瑚混凝土柱抗震性能、SFCB二次刚度，对5根SFCB珊瑚混凝土柱及1根钢筋珊瑚混凝土柱进行低周反复荷载试验. 结果表明：相比于钢筋珊瑚混凝土柱，SFCB增强珊瑚混凝土柱滞回曲线的捏拢效应更明显，但其刚... 详细信息

为研究钢-连续纤维筋(SFCB)增强珊瑚混凝土柱抗震性能、SFCB二次刚度，对5根SFCB珊瑚混凝土柱及1根钢筋珊瑚混凝土柱进行低周反复荷载试验. 结果表明：相比于钢筋珊瑚混凝土柱，SFCB增强珊瑚混凝土柱滞回曲线的捏拢效应更明显，但其刚度退化、等效粘滞阻尼系数较小. 增加配筋率，试件的位移延性、峰值荷载分别提高约13.41%、4.51%；提高轴压比，试件的位移延性、峰值荷载分别提高11.80%、18.39%. 基于复合材料法则及受力平衡理论，提出SFCB珊瑚混凝土柱的骨架曲线模型，并将该模型的计算结果与试验结果进行对比，二者吻合度较高，进一步验证了该模型的适用性与准确性.

关键词：抗震试验性能钢-连续纤维筋二次刚度珊瑚混凝土骨架曲线模型

NiMn基复合催化剂的制备及其在甲醇电解制氢中的应用

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NiMn基复合催化剂的制备及其在甲醇电解制氢中的应用

作者：刘春儒扬州大学

学位级别：硕士

考虑热障涂层的叶片-机匣碰摩摩擦热数值模拟

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考虑热障涂层的叶片-机匣碰摩摩擦热数值模拟

作者：崔慧儒西安理工大学

学位级别：硕士

叶片与机匣间的碰摩摩擦热问题严重影响航空发动机长期服役过程中的可靠性及安全性。针对航空发动机叶片-机匣碰摩这一关键问题,量化评估了考虑热障涂层时碰摩产生的剧烈摩擦热效应及其对钛合金材料的隔热防护效果。本文基于Hertz接触理... 详细信息

叶片与机匣间的碰摩摩擦热问题严重影响航空发动机长期服役过程中的可靠性及安全性。针对航空发动机叶片-机匣碰摩这一关键问题,量化评估了考虑热障涂层时碰摩产生的剧烈摩擦热效应及其对钛合金材料的隔热防护效果。本文基于Hertz接触理论,结合接触力模型,建立了考虑涂层作用的球轴承-多叶片转子系统碰摩动力学模型,运用四阶Runge-Kutta法求解转子系统动力学方程,获得了系统的动力学响应。采用有限元方法建立了机匣-多叶片转子系统碰摩摩擦热有限元模型,对系统碰摩过程中叶片叶尖表面温度进行求解,并结合热障涂层的应用,深入研究了不同转速及有无涂层作用下叶片叶尖的温升情况。论文主要研究内容如下:(1)基于分形理论,构建了钛合金及热障涂层表面三维形貌,解释了二者摩擦系数差异的原因。通过对微凸体接触模型的推导,提出了微观接触刚度与阻尼的计算方法,并建立了一种适用于叶片-机匣碰撞的等效连续接触力模型,其中包含了含迟滞阻尼的碰摩力模型。通过对多种经典模型(Hertz、Hunt-Crossley、Lankarani-Nikravesh及Flores)的对比分析,确定了Lankarani-Nikravesh模型作为研究的基础模型,并通过对比理论与实验数据验证了其有效性。(2)以球轴承-多叶片转子系统为例,研究了转盘不平衡力与叶片-机匣碰摩力耦合作用下的动力学特性,重点关注涂层对系统性能的提升作用。论文构建了有无涂层情况下碰摩力的理论模型,并结合Coulomb摩擦模型推导出考虑涂层及接触阻尼的碰摩力表达式。通过建立转子系统的动力学模型,证明了涂层在不同转速下对叶片碰摩力的调控作用及其动态变化规律,证明涂层能够有效地减轻碰摩效应,提高转子系统的动力学稳定性,为后续深入研究提供一定的理论参考。(3)系统研究了转子系统叶片与机匣间接触面的温升情况,依据摩擦生热原理与传热学理论框架,构建了多叶片-机匣转子系统碰摩热有限元模型,并通过数值模拟对比分析了有无涂层及不同转子转速(500 r/min、1000 r/min及1500 r/min)下叶片与机匣接触面的温升变化。结果显示,在转子转速为500 r/min时,无涂层情况下,叶尖最高温度为3170.11 K;有涂层情况下,叶尖最高温度为938.34 K。对于转子转速分别为500 r/min、1000 r/min及1500 r/min时,叶尖最高温度分别为938.34 K、1571.28 K、1906.75 K。可见,热障涂层能显著降低叶片温升速率,确保叶片在安全温度下工作,进而提升航空发动机的整体性能与安全性。(4)探讨了热障涂层氧化物层(Thermally Grown Oxide,TGO)形貌对其残余应力的影响。运用有限元方法模拟不同TGO波形(波长、幅值及TGO厚度)的热应力分布,揭示了不同TGO形貌对涂层性能维持与寿命预测的重要性。

关键词：叶片-机匣钛合金碰摩热障涂层热防护 TGO形貌