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AtomGAN:unsupervised deep learning for fast and accurate defect detection of 2D materials at the atomic scale

Science China(Information Sciences) 2023年第6期66卷 102-114页

作者： Danpeng CHENG Wuxin SHA Zuo XU Shide LI Zhigao YIN yuling lang Shun TANG Yuan-Cheng CAO State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology School of Electrical and Electronic EngineeringHuazhong University of Science and Technology School of Computer Science and Technology Huazhong University of Science and Technology CITIC Dicastal Co. Ltd.

The extraction of atomic-level material features from electron microscope images is crucial for studying structure-property relationships and discovering new materials. However, traditional electron microscope analyses rely on time-consuming and complex human operations; thus, they are only applicable to images with a small number of atoms. In addition, the analysis results vary due to observers’ individual deviations. Although efforts to introduce automated methods have been performed previously, many of these methods lack sufficient labeled data or require various conditions in the detection process that can only be applied to the target material. Thus, in this study, we developed AtomGAN, which is a robust, unsupervised learning method, that segments defects in classical 2D material systems and the heterostructures of MoS2/WS2automatically. To solve the data scarcity problem, the proposed model is trained on unpaired simulated data that contain point and line defects for MoS2/WS2. The proposed AtomGAN was evaluated on both simulated and real electron microscope images. The results demonstrate that the segmented point defects and line defects are presented perfectly in the resulting figures, with a measurement precision of 96.9%. In addition, the cycled structure of AtomGAN can quickly generate a large number of simulated electron microscope images.

关键词： deep learning generative adversarial network defect detection atomic resolution 2D materials

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Material-SAM:Adapting SAM for Material XCT

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Computers, Materials & Continua 2024年第3期78卷 3703-3720页

作者： Xuelong Wu Junsheng Wang Zhongyao Li Yisheng Miao Chengpeng Xue yuling lang Decai Kong Xiaoying Ma Haibao Qiao School of Materials Science and Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing100081China Senior Engineer at the Simulation Center Citic Dicastal Co.Ltd.Qinhuangdao066010China

X-ray Computed Tomography(XCT)enables non-destructive acquisition of the internal structure of materials,and image segmentation plays a crucial role in analyzing material XCT *** paper proposes an image segmentation method based on the Segment Anything model(SAM).We constructed a dataset of carbide in nickel-based single crystal superalloys XCT images and preprocessed the images using median filtering,histogram equalization,and gamma ***,SAM was fine-tuned to adapt to the task of material XCT image segmentation,resulting in *** compared the performance of threshold segmentation,SAM,U-Net model,and *** method achieved 88.45%Class Pixel Accuracy(CPA)and 88.77%Dice Similarity Coefficient(DSC)on the test set,outperforming SAM by 5.25%and 8.81%,respectively,and achieving the highest ***-SAM demonstrated lower input requirements compared to SAM,as it only required three reference points for completing the segmentation task,which is one-fifth of the requirement of ***-SAM exhibited promising results,highlighting its potential as a novel method for material XCT image segmentation.

关键词： Segment Anything model X-ray computed tomography U-Net Ni-based superalloys foundation models

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车辆悬架零部件载荷谱提取方法研究

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振动与冲击 2021年第2期40卷 103-110页

作者：董国疆颜峰韩杰郎玉玲燕山大学河北省特种运载装备重点实验室河北秦皇岛066004 中信戴卡股份有限公司工程仿真中心河北秦皇岛066004

优选载荷谱提取方法是提高汽车悬架零部件疲劳性能分析精度的关键。基于此,以某紧凑型SUV和某中级轿车为测试车型,通过实车试验场强化路面和室内振动台架试验采集得到轮心六分力和悬架多个监测部位的加速度、位移响应信号;实测整车参数... 详细信息

优选载荷谱提取方法是提高汽车悬架零部件疲劳性能分析精度的关键。基于此,以某紧凑型SUV和某中级轿车为测试车型,通过实车试验场强化路面和室内振动台架试验采集得到轮心六分力和悬架多个监测部位的加速度、位移响应信号;实测整车参数并在ADAMS软件中建立整车刚柔耦合动力学模型;采用虚拟迭代法和约束加载法对多种振动台工况进行仿真,获取整车模型中监测点响应数据;在时域和均方根值两方面对比分析车身和悬架监测点的仿真与实测曲线。研究表明:约束加载法更适用于高频率、低幅值振动工况;虚拟迭代法相比约束加载法适用范围更广、仿真精度更高,但更耗时;同时,通过试验场搓板路和长波路工况验证了上述结论,分别使用虚拟迭代和约束加载两种方法提取了转向节载荷谱,基于伪损伤值分析了结果差异,并且发现约束加载法提取的载荷谱分析转向节疲劳寿命较虚拟迭代法保守。

关键词：载荷谱多体动力学仿真虚拟迭代约束加载伪损伤值

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汽车零部件疲劳分析载荷谱加速编辑法研究

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中国机械工程 2020年第5期31卷 543-552页

作者：董国疆韩杰颜峰郎玉玲河北省特种运载装备重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004 中信戴卡股份有限公司工程仿真中心秦皇岛066004

以某试验场实车采集的轮心六分力信号和关键点监测信号为基础数据,分别采用伪损伤保留法、损伤保留法和峰谷值抽取法对实测信号加速编辑;从时间压缩比例、功率谱密度、统计参数、穿级计数和雨流计数等5个方面对加速谱进行了讨论分析;从... 详细信息

以某试验场实车采集的轮心六分力信号和关键点监测信号为基础数据,分别采用伪损伤保留法、损伤保留法和峰谷值抽取法对实测信号加速编辑;从时间压缩比例、功率谱密度、统计参数、穿级计数和雨流计数等5个方面对加速谱进行了讨论分析;从疲劳仿真角度进一步探讨了不同加速编辑法分析零部件疲劳问题求解结果精度的差别,并对加速谱效率进行了评估。研究结果表明,3种加速编辑法分析得出的转向节疲劳寿命的相对误差差距较小,均在3.72%以内,但疲劳仿真效率较原始载荷谱有大幅提高。综合考虑多方面分析角度,损伤保留法可准确删除原始信号中的无损伤段,获取时间最短加速谱的同时功率谱密度吻合程度最好,分析零部件疲劳问题效率及分析结果的精度最高,损伤保留法相对伪损伤保留法和峰谷值抽取法更具优势。

关键词：载荷谱加速编辑损伤保留法伪损伤保留法峰谷值抽取法疲劳寿命仿真

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考虑低载荷强化效应的汽车转向节疲劳分析

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汽车工程 2020年第3期42卷 406-415页

作者：董国疆杜飞王威郎玉玲燕山大学河北省特种运载装备重点实验室秦皇岛066004 中信戴卡股份有限公司工程仿真中心秦皇岛066004

本文中基于试验场强化道路实车测试,结合零部件有限元动力学仿真和疲劳耐久性能仿真,探求考虑小载荷强化效应与Miner准则两种疲劳分析方法对汽车零部件疲劳寿命预测的差异性。通过室内实车振动测试与有限元仿真联合分析,确定前转向节疲... 详细信息

本文中基于试验场强化道路实车测试,结合零部件有限元动力学仿真和疲劳耐久性能仿真,探求考虑小载荷强化效应与Miner准则两种疲劳分析方法对汽车零部件疲劳寿命预测的差异性。通过室内实车振动测试与有限元仿真联合分析,确定前转向节疲劳损伤危险点(即路试应变监测点);提取试验场强化道路实测应变监测点应变时间历程,经过预处理、时域加速、雨流矩阵外推和载荷谱分级得到10级等效应力谱。结合低载荷强化理论和线性累积损伤理论对10级等效应力谱的疲劳效应和损伤效应进行分析,相对于传统Miner准则而言,考虑了小载荷强化效应使构件在加载过程中疲劳极限呈现上升规律,进而需要修正构件S-N曲线(简化),较初始S-N曲线向上偏移,基于修正后构件S-N曲线并应用线性疲劳损伤累积理论预估的转向节疲劳寿命较Miner准则提高了40.6%。此种方法考虑了材料强化行为的影响,一定程度上弥补了Miner理论未考虑各级载荷间相互影响和材料硬化瞬态行为影响的缺陷,对实际零部件疲劳寿命估计与轻量化设计提供新的参考。

关键词：疲劳损伤低载荷强化 Miner准则转向节载荷谱

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教练型领导感知评价量表的汉化和信度效度检验

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中国护理管理 2018年第2期18卷 213-217页

作者：敖博郎玉玲林英牡丹江医学院护理学院黑龙江省157011 牡丹江红旗医院胸外科

目的 :对教练型领导感知评价量表(Coaching Leadership Perception Assessment Scale,CLPAS)进行翻译和信度、效度检测,构建适合测评我国临床护士长教练型领导行为的有效工具。方法 :经准备、翻译、文化调试、性能评价后最终形成中文版... 详细信息

目的 :对教练型领导感知评价量表(Coaching Leadership Perception Assessment Scale,CLPAS)进行翻译和信度、效度检测,构建适合测评我国临床护士长教练型领导行为的有效工具。方法 :经准备、翻译、文化调试、性能评价后最终形成中文版的CLPAS。以124名临床护士长为研究对象,采用中文版CLPAS对其进行调查,以检验问卷的信度和效度。结果 :中文版CLPAS总体Cronbach’sα系数为0.940,各维度的Cronbach’sα系数为0.867~0.874。经过探索性因子分析最后形成"沟通""给予并接受反馈""授权并施加影响力""支持团队实现组织目标"4个维度,共20个条目,累计方差贡献率为68.471%。中文版CLPAS的内容效度(CVI)为0.98,各维度间的相关系数为0.514~0.711,各维度与量表总分之间的相关系数为0.826~0.870,且均有统计学意义(P<0.01)。结论:中文版CLPAS有较好的信度和效度,可作为测量临床护士长教练型领导行为的评估工具。

关键词：教练型领导感知评价量表信度效度

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铝轮毂瞬态冲击试验及其有限元分析方法

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铸造工程 2015年第5期39卷 1-4页

作者：郎玉玲中信戴卡股份有限公司河北秦皇岛066011

在铝轮毂瞬态冲击试验中，采用动态显式的非线性有限元分析方法对车轮进行数值分析，得出有限元分析结果中车轮的失效位置与实际试验中车轮的失效位置完全一致。通过大量分析数据与试验验证，不同结构形式的车轮冲击失效判据不同，相同... 详细信息

在铝轮毂瞬态冲击试验中，采用动态显式的非线性有限元分析方法对车轮进行数值分析，得出有限元分析结果中车轮的失效位置与实际试验中车轮的失效位置完全一致。通过大量分析数据与试验验证，不同结构形式的车轮冲击失效判据不同，相同结构形式的车轮背面和正面的冲击失效判据不同，其中车轮背面的冲击失效判据要小于车轮正面的失效判据。

关键词：铝轮毂瞬态冲击有限元分析

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虚拟迭代法转向节载荷谱提取与验证

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机械强度 2020年第6期42卷 1323-1331页

作者：董国疆王威杜飞郎玉玲燕山大学河北省特种运载装备重点实验室秦皇岛066004 中信戴卡股份有限公司工程仿真中心秦皇岛066004

汽车底盘零部件载荷谱是分析构件疲劳、可靠性和耐久性的关键要素,但是在实车强化道路载荷谱提取流程,关键环节处理以及误差评估等方面仍需进一步实践和直接验证。基于此,以某型汽车转向节为研究对象,建立整车刚柔耦合多体动力学仿真模... 详细信息

汽车底盘零部件载荷谱是分析构件疲劳、可靠性和耐久性的关键要素,但是在实车强化道路载荷谱提取流程,关键环节处理以及误差评估等方面仍需进一步实践和直接验证。基于此,以某型汽车转向节为研究对象,建立整车刚柔耦合多体动力学仿真模型,通过试验场强化道路试验校准,对标实测关键点监测信号与迭代仿真的误差小于30%,验证了整车多体模型的响应精度;实车采集试验场耐久性测试强化路面载荷谱,运用虚拟迭代法进行仿真分解获取转向节连接点载荷谱;以石块路丙和搓板路典型工况为例,采用惯性释放法将连接点载荷谱作为输入激励,求解转向节时域应变场,获取监测点应变时域曲线,对比实测信号分析相对误差小于20%,满足载荷谱后续使用的精度要求。研究表明,应变标定法是对虚拟迭代载荷谱提取效果的直接验证,证明了载荷谱提取技术路线的可行性和精确度,为汽车底盘零部件的开发和疲劳耐久性分析验证提供参考依据。

关键词：载荷谱刚柔耦合多体模型虚拟迭代转向节

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Predicting the effect of cooling rates and initial hydrogen concentrations on porosity formation in Al-Si castings

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Materials Genome Engineering Advances 2024年第3期2卷 117-129页

作者： Qinghuai Hou Junsheng Wang Yisheng Miao Xingxing Li Xuelong Wu Zhongyao Li Guangyuan Tian Decai Kong Xiaoying Ma Haibo Qiao Wenbo Wang yuling lang School of Materials Science and Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijingChina Advanced Research Institute of Multidisciplinary Science Beijing Institute of TechnologyBeijingChina School of Mechanical Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijingChina CITIC Dicastal Co. Ltd.QinhuangdaoHebei ProvinceChina

Al-Si alloys are widely used in automotive casting components while microporosity has always been a detrimental defect that leads to property *** this study,a coupled three-dimensional cellular automata(CA)model has been used to predict the hydrogen porosity as functions of cooling rate and initial hydrogen *** quantifying the pore characteristics,it has been found that the average equivalent pore diameter decreases from 40.43 to 23.98μm and the pore number density increases from 10.3 to 26.6 mm^(−3)as the cooling rate changes from 2.6 to 19.4℃/s at the initial hydrogen concentration of 0.25 mL/100 *** is also notable that the pore size increases as the initial hydrogen concentration changes from 0.15 to 0.25 mL/100 g while the pore number remains *** addition,the linear regression between secondary dendrite arm spacing and the equivalent pore diameter has been studied for the first time,matching well with *** work exhibits the application of CA model in future process optimization and robust condition design for advanced automotive parts made of Al-Si alloys.

关键词： Al-Si alloy cellular automata cooling rate microporosity secondary dendrite arm spacing solidification

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护理缺失的研究进展

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中国护理管理 2017年第6期17卷 832-835页

作者：敖博郎玉玲张天虹林英李珊珊牡丹江医学院护理学院黑龙江省157011 牡丹江红旗医院脑外科牡丹江红旗医院胸外科

护理缺失是指护理行为过程中的缺失,未必造成不良结果。但护理缺失的存在,必会导致护理质量降低,影响患者安全。目前,护理缺失的测评工具是MISSCARE问卷,本文以总结护理缺失的影响因素和干预措施为主要目的,并对MISSCARE问卷今后的发展... 详细信息

护理缺失是指护理行为过程中的缺失,未必造成不良结果。但护理缺失的存在,必会导致护理质量降低,影响患者安全。目前,护理缺失的测评工具是MISSCARE问卷,本文以总结护理缺失的影响因素和干预措施为主要目的,并对MISSCARE问卷今后的发展和护理缺失的干预提出建议与展望。

关键词：护理缺失 MISSCARE问卷干预措施

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