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孪晶取向对Au纳米线变形机制影响的模拟

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 196-206页

作者：邹鹏飞侯兆阳肖启鑫李克凡高全华王真高磊长安大学理学院西安710064

本文采用分子动力学方法,阐明了Au纳米线各力学特性参数随孪晶取向角度的变化规律,以及不同变形机制发生的孪晶取向角度范围。结果表明:在较小孪晶取向角度下(0°<θ<90°),纳米线具有较高的强度,不全位错与孪晶面相互作用引起的应变局... 详细信息

本文采用分子动力学方法,阐明了Au纳米线各力学特性参数随孪晶取向角度的变化规律,以及不同变形机制发生的孪晶取向角度范围。结果表明:在较小孪晶取向角度下(0°<θ<90°),纳米线具有较高的强度,不全位错与孪晶面相互作用引起的应变局域化主导了其塑性变形;在中等孪晶取向角度下(18°≤θ≤75°),退孪生主导了Au纳米线塑性变形,尤其是30°≤θ≤60°时,完全退孪生引发的应变硬化,使得纳米线具有较高塑性;在较大孪晶取向角度下(75°<θ≤90°),纳米线具有较高的强度,但塑性较差,不全位错连续穿越孪晶界引起的位错链主导了Au纳米线塑性变形。

关键词： Au纳米线分子动力学模拟孪晶取向变形机制

稳定化退火温度对5059铝合金冷轧板材组织及性能的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 323-330页

作者：朱庆丰黄建航高扬张恩阁东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学材料先进制备技术教育部工程研究中心辽宁沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819

对5059铝合金冷轧板材进行了不同温度(125~275℃)保温1 h的稳定化退火处理,研究了稳定退火温度对板材组织性能的影响.研究结果表明:变形量为62.8%冷轧板材的变形组织内形成了穿过多个纤维状晶粒的剪切带;板材经不同温度(150~225℃)保温... 详细信息

对5059铝合金冷轧板材进行了不同温度(125~275℃)保温1 h的稳定化退火处理,研究了稳定退火温度对板材组织性能的影响.研究结果表明:变形量为62.8%冷轧板材的变形组织内形成了穿过多个纤维状晶粒的剪切带;板材经不同温度(150~225℃)保温1 h退火后,沿剪切带析出连续的β相,这些板材在晶间腐蚀过程中沿着剪切带形成了腐蚀沟壑.随着退火温度由125°C升高至275℃,5059铝合金冷轧板材的屈服强度和抗拉强度分别由386,474 MPa降低至301,407 MPa;延伸率则由10.4%升高到18.1%.5059铝合金冷轧板材单位面积内腐蚀量则先由125℃×1 h退火板材的13.7 mg/cm^(2),升至200℃×1 h退火板材的53.8 mg/cm^(2),再逐渐降至275℃×1 h退火板材的4.9 mg/cm^(2).

关键词： 5059铝合金轧制稳定化退火晶间腐蚀拉伸性能

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基于深度学习图像特征的动态环境视觉SLAM方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 156-163页

作者：刘冬于涛丛明杜宇大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028

针对传统的视觉同时定位与地图构建(SLAM)算法依赖的特征提取方法多为人为设计的图像特征,存在动态物体、光照条件改变等动态情形不够稳定,容易产生丢失跟踪的问题,提出了一种基于深度学习的、稳定的、实时的图像特征提取与匹配方法.对... 详细信息

针对传统的视觉同时定位与地图构建(SLAM)算法依赖的特征提取方法多为人为设计的图像特征,存在动态物体、光照条件改变等动态情形不够稳定,容易产生丢失跟踪的问题,提出了一种基于深度学习的、稳定的、实时的图像特征提取与匹配方法.对带有注意力机制的神经网络模型通过多任务蒸馏训练的方式进行训练,实现面向光线条件剧烈改变的场景特征提取与匹配,并且基于全局特征与局部特征,提出基于分级特征的重定位方法,提高系统整体的精度与稳定性,同时具有实时性.在同一场景不同光照角度的图像对上与Superpoint特征进行特征提取匹配对比测试,并且在TUM数据集上与ORB SLAM2及GCN SLAM进行定位精度对比测试,结果表明:所提出的方法能够在光照条件剧烈改变情况下提取足够稳定的特征,并且在fr3/sitting_static与fr3/walking_static上表现优于其他两种方法,轨迹均方根误差为6.131 mm和124.493 mm.最后在真实室内环境下进行了稀疏建图,并且验证了改进的重定位方法的有效性.

关键词：视觉同时定位与地图构建(SLAM) 深度学习注意力多任务蒸馏特征提取

RTP-PVA混杂纤维的工程水泥基复合材料干缩性能试验研究

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 407-414页

作者：陈猛洪宇东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为研究回收轮胎聚合物(recycled tyre polymer,RTP)和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)混杂纤维对工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)干缩性能的影响,对RTP-PVA混杂纤维总体积分数为2.0%的ECC进行流动性、直接拉伸和干缩试验,并分析混杂纤维作用机理和干缩计算模型.结果表明:RTP纤维替代率为12.5%~50%对ECC流动性影响不大,比单掺PVA纤维的ECC流动性降低1.09%~3.69%.ECC的抗拉强度随RTP纤维替代率的增加而降低,不同比例的混杂纤维比单掺PVA纤维的ECC抗拉强度降低了23.6%~56.6%.不同比例混杂纤维ECC干缩率曲线趋势相近,7 d时干缩率为28 d时的80.92%~82.77%.ECC的干缩率随RTP纤维替代率的增加而降低,28 d时不同RTP纤维替代率的混杂纤维比单掺PVA纤维的ECC干缩率降低了0.80%~2.09%.RTP-PVA混杂纤维可在ECC中协同发挥作用抑制基体干缩,结合试验结果得到适合RTP-PVA混杂纤维ECC的指数型干缩预测模型.

关键词：回收轮胎聚合物纤维聚乙烯醇纤维工程水泥基复合材料干缩预测模型

结构性土中圆柱孔扩张不排水解答及结构退化影响分析

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1097-1107页

作者：翟张辉张亚国肖书雄李同录长安大学地质工程与测绘学院西安710054 长安大学建筑工程学院西安710054 黄土高原水循环与地质环境教育部野外科学观测研究站甘肃正宁745399

圆孔扩张理论为桩基挤土位移预测和旁压试验结果分析等提供了理论依据,而现有解答中缺乏对土体结构影响的系统分析.基于考虑胶结作用的模型Cemented-CASM,推导了反映土体应力-应变关系的弹塑性刚度矩阵,在此基础上联立硬化法则和大应变... 详细信息

圆孔扩张理论为桩基挤土位移预测和旁压试验结果分析等提供了理论依据,而现有解答中缺乏对土体结构影响的系统分析.基于考虑胶结作用的模型Cemented-CASM,推导了反映土体应力-应变关系的弹塑性刚度矩阵,在此基础上联立硬化法则和大应变理论,得到了不排水条件下结构性土中圆柱孔扩张问题的弹塑性解答.在不考虑土体结构性时,将退化解答与已有修正剑桥模型解答进行比较;在考虑结构性影响时,与旁压试验数值模拟结果比较,验证了解答的可靠性.通过参数分析说明了结构性及其退化对圆柱孔扩张过程的影响,结果表明:与重塑土相比,结构性土中扩孔引起的有效应力和孔隙水压力更大,而孔周塑性范围更小;随着结构的破坏,孔周土体表现出应变软化特征,径向应力随到孔壁距离的减小呈先增后减的变化趋势;土体结构完全破坏时,其有效应力与重塑土中趋于一致;土体结构性越强,相同扩孔压力或孔径变化下结构退化越快,软化特征越明显.

关键词：岩土工程圆柱孔扩张弹塑性解答结构性土胶结作用应变软化

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无监督学习型凿岩钻臂逆运动学求解方法

工程科学学报 2024年第8期46卷 1479-1488页

作者：吴江许皓渊闫昊琪熊锋曹星宇高路路段京良马飞北京科技大学机械工程学院北京100083

凿岩台车钻臂智能寻孔控制对提升凿岩钻孔作业精度和效率具有重要意义,逆运动学求解是实现钻臂精确快速寻孔控制的核心.现有解析法或数值法无法满足复杂钻臂逆运动学求解精度或时间效率要求,而传统神经网络方法依赖于标签数据,求解结果... 详细信息

凿岩台车钻臂智能寻孔控制对提升凿岩钻孔作业精度和效率具有重要意义,逆运动学求解是实现钻臂精确快速寻孔控制的核心.现有解析法或数值法无法满足复杂钻臂逆运动学求解精度或时间效率要求,而传统神经网络方法依赖于标签数据,求解结果的可靠性较低.针对上述问题,本文提出一种考虑安全约束的无监督学习型神经网络逆运动学求解方法.区别于传统解法,该方法不依赖标签数据,直接将期望钻臂末端位姿作为网络输入,以实际末端位姿与期望末端位姿的差异作为优化目标,通过梯度下降驱动网络更新.同时,为确保关节位置的安全性,本文构造了安全碰撞惩罚,将罚项引入到求解目标函数中,促使网络输出的关节量满足特定环境的约束条件.上述的研究方法不仅提高了逆运动学求解的精度,而且显著降低了逆运动学解的碰撞率.实验结果表明,使用无监督学习型神经网络逆运动学求解方法所求得的寻孔误差均值在5~7 mm之间,相较于监督学习型方法,逆运动学求解精度提升约70.72%;引入约束后,该方法在不损失求解精度的前提下,逆运动学解的碰撞率降低了90.28%.

关键词：凿岩钻臂逆运动学求解无监督学习神经网络碰撞惩罚

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二甲醚和甲醇双直喷喷雾燃烧特性的光学研究

西安交通大学学报 2024年第6期58卷 153-161页

作者：南天天肖红亮张海涛黄吕萌陈占明陈昊何海斌吴杰长安大学陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能重点实验室西安710018 宁波中策动力机电集团有限公司浙江宁波315020

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,... 详细信息

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,环境温度分别为500、800 K。背压为0.2 MPa时,二甲醚的气相和液相贯穿距以及喷雾投影面积小于甲醇;背压为4 MPa时情况相反。但是,二甲醚液相喷雾贯穿距和喷雾面积所占的比例在同工况下均小于甲醇,即两种背压条件下二甲醚的雾化效果均比甲醇的好。随着喷射压力的增加,双直喷喷雾的火焰浮起长度增加,喷射压力为100 MPa时的火焰浮起长度较60 MPa时增加约26.42%,着火延迟期变长,KL因子的总和减少了44.05%;随着二甲醚喷射延时的增加,两种喷雾碰撞后形成的双直喷喷雾发展变快,喷雾面积先变小后变大,燃烧火焰的着火延迟期变长。相比于同步喷射,二甲醚延迟1 ms喷射时火焰浮起长度增加8.34%,KL因子的总和下降26.12%。研究表明,增加喷射压力和二甲醚喷射延时对于优化二甲醚、甲醇双燃料发动机的喷雾与燃烧特性具有重要的促进作用。

关键词：二甲醚甲醇闪急沸腾喷雾特性燃烧特性

市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度合理限值

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 128-135页

作者：刘万里蔡小培方涛涛杨憬帆北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁四局集团有限公司第八工程分公司安徽合肥230009

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型,研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响,给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值.结果表明:增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁-轨... 详细信息

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型,研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响,给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值.结果表明:增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁-轨相对位移,不同于有砟轨道简支梁桥,市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度限值由钢轨强度控制;建议24,32,48 m简支梁桥上铺设U71Mn钢轨和常阻力扣件,温暖区域桥墩刚度限值分别取5,6和15 MN/m,寒冷区域取5,12和54 MN/m;64 m和80 m简支梁上铺设U75V钢轨和常阻力扣件,温暖区域刚度限值分别取22 MN/m和70 MN/m,寒冷区域取84 MN/m和240 MN/m;当寒冷区域80 m简支梁桥两侧梁端铺设小阻力扣件时,桥墩刚度限值可减小至84 MN/m.

关键词：市域铁路简支梁桥墩纵向刚度钢轨附加应力梁-轨相对位移

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基于无人机视频影像的油菜苗检测与计数

农业工程学报 2024年第10期40卷 147-156页

作者：黄小毛张维邱天朱耀宗徐世兴李文成华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对油菜生长早期传统人工苗情调查方法效率低、主观意识强,不能满足大面积或经常性高精度苗期调查作业需求的问题,该研究基于无人机影像及机器学习技术,提出一种油菜苗视频流检测模型及计数方法。通过对YOLO系列基础模型添加多头自注意... 详细信息

针对油菜生长早期传统人工苗情调查方法效率低、主观意识强,不能满足大面积或经常性高精度苗期调查作业需求的问题,该研究基于无人机影像及机器学习技术,提出一种油菜苗视频流检测模型及计数方法。通过对YOLO系列基础模型添加多头自注意力,用BasicRFB(basic receptive field block)模块替换原有的空间池化结构(spatial pyramid pooling-fast,SPPF)模块,并对Neck部分添加一维卷积及更换下采样方式等,进一步结合DeepSORT(deep simple online and real-time tracking)算法和越线计数技术实现对油菜苗的数量统计。算例测试结果表明,改进后YOLOv5s的交并比阈值0.50的平均精度均值达到93.1%,交并比阈值0.50~0.95的平均精度均值达到了67.5%,明显优于Faster RCNN、SSD和YOLOX等其他经典目标检测算法,交并比阈值0.50的平均精度均值分别高出14.82、26.37和3.3个百分点,交并比阈值0.50~0.95的平均精度均值分别高出25.7、33.9和6.7个百分点。油菜苗计数试验结果表明,离线视频计数时,在合理的种植密度区间内,所提算法的油菜苗计数精度平均达到93.75%,平均计数效率为人工计数的9.54倍;在线实时计数时,在不同天气情况下,计数平台的油菜苗计数精度最大相差1.87个百分点,具有良好的泛化性,满足油菜苗计数实时性要求。

关键词：无人机深度学习油菜苗离线视频计数在线实时计数 YOLO DeepSORT