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Machine learning enabling prediction in mechanical performance of Ti6Al4V fabricated by large-scale laser powder bed fusion via a stacking model

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Frontiers of Mechanical Engineering 2024年第4期19卷 29-43页

作者： changjun han Fubao YAN Daolin YUAN Kai LI Yongqiang YANG Jiong ZhanG Di WANG School of Mechanical and Automotive Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510641China Department of Mechanical Engineering College of EngineeringCity University of Hong KongHong Kong 999077China

Determining appropriate process parameters in large-scale laser powder bed fusion(LPBF)additive manufacturing pose formidable challenges that necessitate advanced approaches to minimize trial-and-error during *** work proposed a data-driven approach based on stacking ensemble learning to predict the mechanical properties of Ti6Al4V alloy fabricated by large-scale LPBF for the first *** method can adapt to the complexity of large-scale LPBF data distribution and exhibits a more generalized predictive capability compared to base ***,the stacking model utilized artificial neural network(ANN),gradient boosting regressor,kernel ridge regression,and elastic net as base models,with the Lasso model serving as the *** optimization and cross-validation were utilized for model optimization and training based on a limited data set,resulting in higher predictive accuracy compared to traditional artificial neural network *** statistical analysis of the ANN and stacking models indicates that the stacking model exhibits superior performance on the test set,with a coefficient of determination value of 0.944,mean absolute percentage error of 2.51%,and root mean squared error of 27.64,surpassing that of the ANN *** statistical metrics demonstrate superiority over those obtained from the ANN *** results confirm that by integrating the base models,the stacking model exhibits superior predictive stability compared to individual base models alone,thereby providing a reliable assessment approach for predicting the mechanical properties of metal parts fabricated by the LPBF process.

关键词： machine learning laser powder bed fusion ensemble learning stacking algorithm additive manufacturing

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激光增材成形纯锌的微观组织及力学性能各向异性研究(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 130-140页

作者：赵彦喆董志王迪宋长辉杨永强韩昌骏华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

重点研究了激光选区熔化成形纯锌(Zn)的微观组织和力学性能的各向异性及产生机理。分别对垂直和平行两个构建方向的纯锌试样进行了试验研究,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)对晶粒尺寸、形貌、取向和... 详细信息

重点研究了激光选区熔化成形纯锌(Zn)的微观组织和力学性能的各向异性及产生机理。分别对垂直和平行两个构建方向的纯锌试样进行了试验研究,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)对晶粒尺寸、形貌、取向和分布进行了表征。结果表明:纯Zn试样在垂直平面上存在粗柱状晶,平均晶粒尺寸约为17.24μm,晶粒取向优先沿方向生长;在水平平面上则表现为等轴晶粒,表现出较弱的■与■纤维织构,等轴晶的平均晶粒尺寸为10.21μm,相比垂直平面减小了约40.8%。沿水平平面成形的试样的极限抗拉强度和延伸率分别为123.5 MPa和11.7%,而沿垂直平面成形的试样的极限抗拉强度和延伸率分别为108.0 MPa和14.1%。SLM成形纯锌在微观结构与力学性能上均存在明显的各向异性:沿水平平面成形的试样的强度高,归因于更细小的晶粒尺寸和更大的初始位错密度;沿垂直平面成形的试样的延展性更好,则是因为更多的高角度晶界有效阻碍了裂纹偏转。研究结果揭示了激光选区熔化增材制造纯Zn的微宏观各向异性机理,为Zn在医用植入物中的应用提供了理论参考。

关键词：激光技术激光选区熔化纯锌各向异性力学性能微观组织

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粉煤灰对高强混凝土力学性能及孔隙结构影响

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排灌机械工程学报 2024年第4期42卷 410-417页

作者：韩长君周海龙陈岩张雪鹏内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018

为探究粉煤灰替代水泥比例对机制砂高强混凝土(MSC)和天然砂高强混凝土(NSC)的强度影响以及内部孔隙结构变化,设计粉煤灰替代水泥比例分别为0,10%,15%,20%和25%配制C80高强混凝土,借助核磁共振技术(NMR)分析混凝土孔隙演变规律,利用X射... 详细信息

为探究粉煤灰替代水泥比例对机制砂高强混凝土(MSC)和天然砂高强混凝土(NSC)的强度影响以及内部孔隙结构变化,设计粉煤灰替代水泥比例分别为0,10%,15%,20%和25%配制C80高强混凝土,借助核磁共振技术(NMR)分析混凝土孔隙演变规律,利用X射线衍射(XRD)、差热-热重综合仪、场发射扫描电镜(SEM)技术分析胶凝材料水化产物形态和微观形貌.结果表明:MSC工作性能略低于NSC,各龄期下MSC强度均高于NSC,前期强度随粉煤灰掺量的增加而降低,后期10%粉煤灰混凝土强度最高;10%粉煤灰促进水泥水化进程,填充凝胶孔隙,降低裂隙生成,从而优化混凝土内部结构孔隙,提升混凝土整体密实度;考虑细骨料形貌参数及粉煤灰掺量对混凝土强度的影响,基于可压缩堆积理论建立了粉煤灰混凝土28 d抗压强度预测模型,模型精度良好.研究可为粉煤灰高强混凝土高质量应用提供一定参考.

关键词：粉煤灰机制砂高强混凝土核磁共振可压缩堆积理论

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冲击荷载下高强混凝土动力特性及破碎特征研究

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振动与冲击 2024年第11期43卷 320-326页

作者：韩长君周海龙王海龙内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018

为探究粉煤灰替代率和细集料类型对高强混凝土冲击压缩性能的影响,以粉煤灰替代水泥比例为0、10%、15%、20%、25%为胶凝材料,玄武岩机制砂和天然砂为细集料配制C80高强混凝土,利用分离式霍普金森杆对其开展冲击压缩试验,计算破碎体分形... 详细信息

为探究粉煤灰替代率和细集料类型对高强混凝土冲击压缩性能的影响,以粉煤灰替代水泥比例为0、10%、15%、20%、25%为胶凝材料,玄武岩机制砂和天然砂为细集料配制C80高强混凝土,利用分离式霍普金森杆对其开展冲击压缩试验,计算破碎体分形维数量化混凝土破碎特征,并借助扫描电镜(SEM)分析混凝土微观形貌。结果表明:机制砂混凝土(MSC)的峰值应力和韧性均高于天然砂混凝土(NSC);随着粉煤灰替代率增加,混凝土峰值应变逐渐降低;当粉煤灰替代率10%时,混凝土的峰值应力和韧性均达到最高值,且破碎体分形维数最小、平均块径最大、综合表现的破碎特征最简单;与未掺粉煤灰组混凝土相比,粉煤灰替代率10%时混凝土的微观形貌致密,孔隙数量减少,整体密实度提升。

关键词：粉煤灰玄武岩机制砂高强混凝土分离式霍普金森压杆(SHPB) 冲击压缩分形维数

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Research on CGI in Embedded System

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International Journal of Technology Management 2013年第2期 34-36页

作者： changjun han Eastern Liaoning University DandongLiaoning 118003 China

This paper mainly studies the method of dynamic embedded Web server technology and its realization. Taking S3C2440 processor as the core hardware platform, constructed the software system of based on Linux operating system on the hardware platform; Analysis the key technology of web server, select Boa as the embedded web server, Boa server and CGIC database successfully transplanted and run the static Webpage： The paper detailed analysis of the CGI technology and using C language to compile the CGI program to realize dynamic Web server, realize the use of the Web browser to the remote Web server access control function.

关键词： embedded system: callback fimction dynamic Web serx, er, CGI. ARM9, Linux

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Differences in microstructure and properties between selective laser melting and traditional manufacturing for fabrication of metal parts： A review

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Frontiers of Mechanical Engineering 2015年第2期10卷 111-125页

作者： Bo SONG Xiao ZHAO Shuai LI changjun han Qingsong WEI Shifeng WEN Jie LIU Yusheng SHI State Key Laboratory of Materials Processing and Die & MouldTechnology Huazhong University of Science and Technology Wuhan430074 China

Selective laser melting （SLM）, as one of the additive manufacturing technologies, is widely investigated to fabricate metal parts. In SLM, parts are manufactured directly from powders in a layer-by-layer fashion; SLM also provides several advantages, such as production of complex parts with high three-dimensional accuracy, compared with other additive manufacturing technologies. Therefore, SLM can be applied in aeronautics, astronautics, medicine, and die and mould industry. However, this technique differs from traditional methods, such as casting and forging; for instance, the former greatly differs in terms of microstructure and properties of products. This paper summarizes relevant studies on metal material fabrication through SLM. Based on a work completed in Huazhong Univ. Sci Tech., Rapid Manuf. Center （HUST-RMC） and compared with characteristics described in other reported studies, microstructure, properties, dimensional accuracy, and application of SLM are presented.

关键词： selective laser melting microstructure performance application

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激光选区熔化高导电CuCrZr感应线圈及工艺调控

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 82-90页

作者：王迪欧远辉陶振青韩昌骏华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641 广汽丰田发动机有限公司广东广州511455

采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术成形高导电率CuCrZr感应加热线圈.对感应加热线圈进行逆向建模与优化设计后,使用自主研发的SLM设备DiMetal-280进行成形.结果表明:CuCrZr合金成形致密度与导电率分别达到99.34%与26%IACS(国际退火铜标... 详细信息

采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术成形高导电率CuCrZr感应加热线圈.对感应加热线圈进行逆向建模与优化设计后,使用自主研发的SLM设备DiMetal-280进行成形.结果表明:CuCrZr合金成形致密度与导电率分别达到99.34%与26%IACS(国际退火铜标准)值,提高致密度有利于改善导电性能;SLM成形CuCrZr合金的工艺窗口为高激光功率、低扫描速度;经过800℃固溶2 h后,CuCrZr合金的导电率从20%IACS值提升到88.96%IACS值;热处理后,其导电性能与力学性能得到提升,在500~600℃进行热处理时获得优异的综合性能,抗拉强度与导电率分别达到475 MPa及80%IACS值以上;最后,通过SLM一体化成形复杂结构的感应加热线圈,经过600℃时效5 h处理后平均导电率为82.80%IACS值,冷却水流量达到19.5 L/min,满足应用要求.

关键词：激光选区熔化 CuCrZr合金感应加热线圈热处理导电率

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区域发展理论在丽水经济发展中的实证研究

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吉林广播电视大学学报 2010年第10期 1-3页

作者：韩长军丽水学院浙江丽水323000

丽水是浙西南欠发达地区,在发展区域经济的过程中,应立足区域现状,并充分考虑各种可能的区域发展理论和思路。本文结合丽水经济的实际发展现状,分析了传统的区域发展理论、产业集群理论等相关区域发展理论,并根据丽水经济发展实际提出... 详细信息

丽水是浙西南欠发达地区,在发展区域经济的过程中,应立足区域现状,并充分考虑各种可能的区域发展理论和思路。本文结合丽水经济的实际发展现状,分析了传统的区域发展理论、产业集群理论等相关区域发展理论,并根据丽水经济发展实际提出了相应的发展对策。

关键词：区域发展产业集群对策

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基于互易原理磁感应成像中灵敏度矩阵的计算

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仪器仪表学报 2012年第3期33卷 616-624页

作者：吕轶王旭金晶晶陈玉艳杨丹韩长军东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 辽东学院信息技术学院丹东118002

磁感应成像(MIT)是一种利用线圈传感器重建所测物体内部电导率分布的成像方法。MIT中的灵敏度矩阵为所测感应电压对物体电导率变化的函数,是反演成像的关键。基于有限元方法和互易原理,提出一种有效计算MIT灵敏度矩阵的方法,在所建立测... 详细信息

磁感应成像(MIT)是一种利用线圈传感器重建所测物体内部电导率分布的成像方法。MIT中的灵敏度矩阵为所测感应电压对物体电导率变化的函数,是反演成像的关键。基于有限元方法和互易原理,提出一种有效计算MIT灵敏度矩阵的方法,在所建立测量模型基础上,运用该方法进行了实验与分析。实验结果表明,该方法可以快速求解MIT中的灵敏度矩阵,应用在高斯一步牛顿算法中可以实现图像重建,为MIT逆问题提供了更有效的解决方案。

关键词：磁感应成像线圈传感器电导率灵敏度矩阵图像重建

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基于系统聚类分析的浙西南边缘经济现象分析及对策研究

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改革与战略 2013年第6期29卷 74-76,124页

作者：韩长军丽水学院浙江丽水323000

边缘经济现象普遍存在于区域经济发展过程中。文章通过对浙江省区域经济发展状况进行系统聚类分析,研究浙西南地区的边缘经济现象,提出统筹规划、特色经济和城市化等措施,以促进浙西南区域经济发展。

关键词：边缘经济聚类分析经济发展

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