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脉冲激光辅助激光增材制造研究进展

表面技术 2024年

作者：郑敏黄婷肖荣诗北京工业大学智能光子制造研究中心

在激光增材制造过程中，利用辅助脉冲激光可有效调控构件组织、抑制成形缺陷、改善应力分布，具有加工柔性好、工艺可控性高等诸多优势，是激光增材制造领域的重要发展方向之一。对于脉冲激光辅助激光增材制造技术，辅助脉冲激光作用区... 详细信息

在激光增材制造过程中，利用辅助脉冲激光可有效调控构件组织、抑制成形缺陷、改善应力分布，具有加工柔性好、工艺可控性高等诸多优势，是激光增材制造领域的重要发展方向之一。对于脉冲激光辅助激光增材制造技术，辅助脉冲激光作用区域可分为固相区和熔池区两种情况。本文针对辅助脉冲激光作用在固相区的情况，分别论述了非同步式表面、非同步式层间以及同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺特点，分析了增材制造构件组织、成形缺陷以及应力分布的调控机理，并系统对比非同步式和同步式脉冲激光辅助激光增材制造的调控效果，总结了同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺优势。针对辅助脉冲激光作用在熔池区的情况，研究了脉冲激光功率密度、频率对熔池热动力学行为的作用机理（Marangoni对流、超声波搅拌空化、冲击波效应等），进而明晰了辅助脉冲激光冲击熔池对增材制造构件组织、成形缺陷的影响机理。最后，对脉冲激光辅助激光增材制造技术的研究进展进行了总结，并对下一阶段的发展方向进行了展望。

关键词：激光增材制造脉冲激光冲击微观组织成形缺陷残余应力

基于R-Vine Copula的财险公司经济资本度量与分散化效益研究

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保险研究 2024年第6期 55-69页

作者：郑敏郑苏晋刘皖中央财经大学保险学院中央财经大学中国精算研究院中国财产再保险有限责任公司

经济资本在保险公司内部风险管理和资本配置等方面发挥着至关重要的作用，它能够准确地反映保险公司所面临的风险状况，并为风险的有效管理与资本的合理配置提供重要依据。本文以财险公司的经济资本为研究对象，在传统资产负债模型的框... 详细信息

经济资本在保险公司内部风险管理和资本配置等方面发挥着至关重要的作用，它能够准确地反映保险公司所面临的风险状况，并为风险的有效管理与资本的合理配置提供重要依据。本文以财险公司的经济资本为研究对象，在传统资产负债模型的框架下，通过R-Vine Copula风险聚合方法对资产和负债进行联合建模，进而计算经济资本并分析相应的分散化效益，并与监管方法进行比较。研究结果表明财险公司的资产和负债存在复杂的依赖关系，利用Vine结构可以更加全面、精确地描述这两者之间的非对称和非线性相关性，同时拟合数据的尾部特征，进而获得更为稳健的净资本估计量，以及更为真实的经济资本需求和相应的分散效益。相较于偿付能力规则下的线性聚合方法，R-Vine Copula风险聚合方法能充分利用资产变量和负债变量之间的相关性信息，适宜用作计算经济资本的内部模型。该模型以风险为导向，为研究资产和负债的联动关系提供一个新的方法，可以帮助财险公司更好地管理风险，并提升整体业务的稳定性和可持续发展能力。

关键词：经济资本 R-Vine Copula 分散化效益破产概率

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金属材料激光微焊接研究进展(特邀)

中国激光 2024年第4期51卷 60-76页

作者：杜伟哲黄旭霆郑敏肖荣诗黄婷北京工业大学材料与制造学部智能光子制造研究中心北京100124

设备器件精密化、微型化是工业发展的重要趋势。在航空航天、动力电池、消费电子、生物医疗等应用领域中,零部件的日益微型化对微加工工艺提出了更高的要求。金属材料微焊接是微加工领域的重要需求之一,而激光具有能量密度高、热输入精... 详细信息

设备器件精密化、微型化是工业发展的重要趋势。在航空航天、动力电池、消费电子、生物医疗等应用领域中,零部件的日益微型化对微加工工艺提出了更高的要求。金属材料微焊接是微加工领域的重要需求之一,而激光具有能量密度高、热输入精确可控、焊接变形小等特点,是金属材料微焊接的重要技术手段。对金属材料激光微焊接技术展开了探讨,明确了其内涵,阐明了微尺度效应的影响,并总结了激光微焊接常见的缺陷及其质量控制方法,介绍了同种金属材料和异种金属材料激光微焊接的重要应用前景。最后,指出了金属材料激光微焊接技术存在的问题,并展望了未来的发展方向。

关键词：激光技术金属箔材激光微焊接尺度效应工艺参数应用

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绝缘子用光热超疏水涂层制备及其性能研究

绝缘子用光热超疏水涂层制备及其性能研究

作者：郑敏超成都大学

学位级别：硕士

输电线路结冰可能造成输电线路过载、跳线、线路大面积结冰倒塔和绝缘子串结冰闪络等事故,进而导致输电设备损坏、电网结构损坏、大面积停电,给国民经济带来巨大损失。现有成熟的除冰方法通常成本高、耗时长,在绝缘子防冰除冰中的应用... 详细信息

输电线路结冰可能造成输电线路过载、跳线、线路大面积结冰倒塔和绝缘子串结冰闪络等事故,进而导致输电设备损坏、电网结构损坏、大面积停电,给国民经济带来巨大损失。现有成熟的除冰方法通常成本高、耗时长,在绝缘子防冰除冰中的应用受到限制。近年来,科研界提出了一种颇具前瞻性的策略,将超疏水材料与光热转换材料进行结合,这一创新思路展现出了巨大的应用潜力,能够同时实现被动防冰和主动光热除冰功能。此类超疏水光热涂层因其无需外部能源输入且使用便捷的特点而备受瞩目。超疏水光热涂层不仅不需要额外的能源消耗,而且易于使用。因此,本文通过简易、经济且高效的制备工艺,制备出性能优异且稳定的超疏水涂层,该涂层兼具出色的防结冰性能和光热除冰能力。研究深入剖析了涂层表面润湿行为的内在机理以及冰粘附作用的相关原理,旨在为解决输电线路覆冰问题提供科学依据和技术支撑。（1）通过喷涂正硅酸乙酯（TEOS）和全氟癸基三乙氧基硅烷（PFDTES）改性的二氧化硅（SiO）纳米颗粒悬浮液,制备了具有稳定的防结冰全氟癸基聚硅氧烷改性的SiO纳米粒子的疏水涂层（PF-POS@SiO）。考察了SiO浓度对涂层润湿性的影响,同时考察了涂层的自清洁性能,并探究了涂层在防结冰方面的应用。其中,当SiO含量为2 g/L时候,涂层的超疏水性能最佳,涂层的接触角达到161.4°,滚动角为1°左右。同时,涂层表面也表现出良好的防冰效果,水滴结冰时间从175 s延长至260 s,冰黏附强度由176.13 kPa降低至57.19 kPa。（2）在此基础上,引入具有光热效应的多壁碳纳米管（MWCNTs）纳米粒子设计并制备了一种应用于玻璃绝缘子表面的PF-POS@SiO/MWCNTs光热超疏水涂层,实现了光热除冰与被动防冰的双重功效。研究表明,在一个太阳光照强度下（1 sun）,该涂层表面温度可迅速升至64.6℃左右,经过10 min照射后,涂层表面冰层完全融化,并借助其超疏水特性使融冰迅速滚落。（3）为了兼顾实际应用的成本控制以及耐磨性需求,采用简单的喷涂方法,选择炭黑（CB）作为光热转换的纳米颗粒,分别在玻璃和陶瓷两种绝缘子材料表面制备了具有光热除冰与被动防冰功能的PF-POS@SiO/CB超疏水涂层。研究了不同SiO/CB添加量对涂层润湿性、光热性能以及抗冰/除冰性能的影响,并进行了结合力测试和机械性能测试。结果表明,利用炭黑的光热效应,涂层在1 sun下的平衡温度可达71.1℃;当炭黑添加量超过30 wt.%时,阳光照射10 min内涂层表面冰层能完全融化并自动脱落,展现了卓越的光热除冰性能。同时,无论是玻璃还是陶瓷绝缘子基材与超疏水涂层之间的结合力均表现优良,根据油漆和清漆截面测试分类,其结合力等级被归为1类。此外,经受50次落砂冲击循环后,该超疏水涂层仍保持出色的超疏水性能。总结来说,本研究分步骤地从开发基础超疏水涂层出发,经过引入多壁碳纳米管增强主动光热除冰功能,最终优化为采用炭黑材料实现经济实用且高效的光热除冰方案,这一系列工作为提高电力系统冬季运行的安全可靠性和应对极端气候条件下的结冰挑战提供了重要的科学依据和技术支撑。

关键词：超疏水涂层光热材料防结冰光热除冰喷涂法多壁碳纳米管炭黑

含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学建模与分析

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1810-1822页

作者：王林军徐博郑敏朱宗孝张东兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部能源与环境研究中心甘肃兰州730050

为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法。首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析。... 详细信息

为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法。首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析。利用数理统计原理和符号函数建立含间隙的转动副与球面副运动学模型,进而计算杆件虚长度和各个运动副处的碰撞接触力。然后,将相关参数结合到弹性动力学模型中,建立含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学模型。最后,分析不同状态下支链弹性变形和运动副间隙各自产生误差的原因以及两者综合产生误差的原因。结果表明:改进后的动力学建模方法充分考虑了支链弹性变形和运动副间隙的耦合性与瞬时性,较其他动力学建模方法更加精确。

关键词：并联机器人运动副间隙广义碰撞力弹性动力学杆件虚长度

电制氢协同的含高比例光伏配电网两阶段电压随机优化控制

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中国电力 2024年

作者：张亚健陈茨薛飞马丽郑敏上海大学机电工程与自动化学院国网宁夏电力有限公司电力科学研究院国网天津市电力公司东丽供电分公司

传统高比例光伏渗透率下的配电网电压控制方法存在调节资源有限、调控成本较高、响应速度较慢等问题，严重制约了配电网对光伏的消纳能力。因此，提出一种利用电制氢（power to hydrogen，P2H）辅助的多时间尺度电压随机优化控制策略。... 详细信息

传统高比例光伏渗透率下的配电网电压控制方法存在调节资源有限、调控成本较高、响应速度较慢等问题，严重制约了配电网对光伏的消纳能力。因此，提出一种利用电制氢（power to hydrogen，P2H）辅助的多时间尺度电压随机优化控制策略。首先，在建模调压设备运行约束以及配电网线路约束基础上，将电压控制问题描述为日前-日内两阶段线性规划模型。其中，目标函数的设计充分考虑了售氢与售氧收益对调控策略的影响。其次，针对分布式能源出力和负荷需求短时扰动引发的电压波动甚至越限问题，基于拉丁超立方抽样与Kantorovich距离削减技术构建了配电网典型运行场景，并以各场景下日内阶段目标函数期望最小为目标求解电压调控策略。算例结果验证表明，所提方法相比于不考虑电制氢辅助的常规电压控制方案相比，有效避免了电压越限问题，并且总控制成本降低了26.43%，显著提高了配电网对于分布式能源的消纳能力。

关键词：电制氢配电网协调电压控制随机优化不确定性

基于BBO优化K-means算法的WSN分簇路由算法

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中国科学院大学学报（中英文） 2024年第3期41卷 357-364页

作者：彭程谭冲刘洪郑敏中国科学院大学北京100049 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

针对无线传感器网络中传感器节点能量有限、网络生存期短的问题,提出一种基于生物地理学算法优化K-means的无线传感器网络分簇路由算法BBOK-GA。成簇阶段,通过生物地理学优化算法改进K-means算法,避免求解时陷入局部最优。根据能量因子... 详细信息

针对无线传感器网络中传感器节点能量有限、网络生存期短的问题,提出一种基于生物地理学算法优化K-means的无线传感器网络分簇路由算法BBOK-GA。成簇阶段,通过生物地理学优化算法改进K-means算法,避免求解时陷入局部最优。根据能量因子和距离因子设计了新的适应度函数选举最优簇首,完成分簇任务。数据传输阶段,则利用遗传算法为簇首节点搜寻到基站的最佳数据传输路径。仿真结果表明,相较于LEACH、LEACH-C、K-GA等算法,BBOK-GA降低了网络能耗,提高了网络吞吐量,延长了网络生存周期。

关键词：无线传感器网络生物地理学优化算法遗传算法 K-means算法分簇路由

企业数字化转型、绿色创新与碳绩效——碳排放权交易政策与公众环境关注度的调节作用

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研究与发展管理 2024年第2期36卷 63-73页

作者：马苓刘硕郑敏娜河北工业大学经济管理学院天津300130

随着数字经济的迅猛发展,利用数字化优势助力企业绿色转型已成为“双碳”背景下的必然趋势。从利益相关者理论和信号理论出发,以2014—2020年中国沪深A股上市工业企业为样本,实证检验了企业数字化转型能否提升碳绩效,并探讨了绿色创新... 详细信息

随着数字经济的迅猛发展,利用数字化优势助力企业绿色转型已成为“双碳”背景下的必然趋势。从利益相关者理论和信号理论出发,以2014—2020年中国沪深A股上市工业企业为样本,实证检验了企业数字化转型能否提升碳绩效,并探讨了绿色创新在其中的中介作用以及碳排放权交易政策和公众环境关注度的调节作用。研究发现,企业数字化转型显著提升了碳绩效,并通过绿色创新正向影响企业碳绩效水平。同时,碳排放权交易政策与公众环境关注度均能发挥显著的正向调节效应。异质性分析显示,企业数字化转型对碳绩效的促进作用在非高新技术企业和高市场竞争程度的情境下更为明显,但产权性质的影响并不显著。研究结论厘清了企业通过数字化转型促进绿色创新进而提升碳绩效的驱动机制,为推进企业数字化转型以实现绿色发展具有重要参考意义。

关键词：企业数字化转型碳绩效绿色创新碳排放权交易政策公众环境关注度

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金属材料激光微焊接研究进展

中国激光 2024年

作者：杜伟哲黄旭霆郑敏肖荣诗黄婷北京工业大学材料与制造学部智能光子制造研究中心

设备器件精密化、微型化是工业发展的重要趋势。在航空航天、动力电池、消费电子、生物医疗等应用领域零部件的日益微型化对微加工工艺提出了更高的要求。金属材料微焊接是微加工领域的重要需求之一，而激光具有能量密度高、热输入精确... 详细信息

设备器件精密化、微型化是工业发展的重要趋势。在航空航天、动力电池、消费电子、生物医疗等应用领域零部件的日益微型化对微加工工艺提出了更高的要求。金属材料微焊接是微加工领域的重要需求之一，而激光具有能量密度高、热输入精确可控、焊接变形小等特点，成为金属材料微焊接的重要技术手段。本文对金属材料激光微焊接技术展开探讨，明确了其内涵，阐明了微尺度效应的影响，并介绍了激光微焊接常见缺陷及其质量控制方法、同种金属材料以及异种金属材料激光微焊接的重要应用前景。最后，总结展望了金属材料激光微焊接技术存在的问题以及未来的发展方向。

关键词：金属箔材激光微焊接尺度效应工艺参数应用