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基于多尺度形态滤波和递归求差的冲击特征自适应分离方法

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振动与冲击 2024年第5期43卷 149-158页

作者：和丹权伟汤明军刘晖西安工程大学机电工程学院西安710048 西安市现代智能纺织装备重点实验室西安710600 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对故障诊断中的耦合冲击特征提取和分离难题,提出了一种基于多尺度形态滤波(multiscale morphological filtering, MMF)和递归求差的冲击特征自适应提取与分离方法。首先,利用能量幅值(energy amplitude, EA)指标和频响特性分析,从典... 详细信息

针对故障诊断中的耦合冲击特征提取和分离难题,提出了一种基于多尺度形态滤波(multiscale morphological filtering, MMF)和递归求差的冲击特征自适应提取与分离方法。首先,利用能量幅值(energy amplitude, EA)指标和频响特性分析,从典型组合算子中筛选出适合冲击特征分离的组合形态滤波-帽变换(combination morphological filter-hat transform, CMFH)算子;其次,利用CMFH形态学算子和加权谐噪比(weighted harmonic to noise ratio, WHNR)指标实现周期性冲击特征提取;然后,利用求差增强技术(strengthen operate subtract operate, SOSO)抑制谐波干扰和白噪声,进一步增强周期性冲击特征;最后,通过迭代求差思想构造循环滤波器,对周期性冲击特征进行多尺度提取与分离。仿真数据和牵引电机轴承故障数据分析结果表明,该方法在随机冲击、谐波干扰下的周期性冲击提取能力优于最大二阶循环平稳盲解卷积(maximum second order cyclostationary blind deconvolution, CYCBD)方法和经典谱峭度方法。

关键词：多尺度形态滤波(MMF) 冲击特征加权谐噪比(WHNR) 复合故障

基于曲率特征的文物点云分类降采样与配准方法

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中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 572-579页

作者：朱婧怡杨鹏程孟杰张津京崔嘉宝代阳西安工程大学机电工程学院陕西西安710048 中国社会科学院考古研究所北京100101

三维重构是文物数字化的关键技术,其中三维点云配准精度是评估重构质量优劣的重要指标之一。实际采样中,文物点云细节信息繁多,传统降采样后易出现细节缺失从而影响配准精度。为了解决这一问题,本文提出了一种基于曲率特征的文物点云分... 详细信息

三维重构是文物数字化的关键技术,其中三维点云配准精度是评估重构质量优劣的重要指标之一。实际采样中,文物点云细节信息繁多,传统降采样后易出现细节缺失从而影响配准精度。为了解决这一问题,本文提出了一种基于曲率特征的文物点云分类降采样与配准方法。首先,通过线性矩阵激光测量获取文物的三维点云数据。其次,计算所有点的曲率值,并设置曲率阈值进行点云分类,不同点集按照其特征属性进行不同权重的降采样,从而最大限度地保留点云的形态特征和细节信息。最后,通过求解刚性变换模型实现点云配准。点云配准前的降采样处理后点云数据降至原始点云的1/3,与传统的整体降采样ICP方法相比,平均距离从0.89 mm约降至0.59 mm,标准偏差从0.29 mm约降至0.18 mm。在降低点云数据的同时也保证了配准的精度,适用于不同类型的文物点云数据。

关键词：曲率特征曲率阈值分类降采样点云配准文物数字化

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基于Ti3C2Tx-PVA被动调Q的低噪声556 nm腔内倍频黄绿光激光器

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光子学报 2024年第3期53卷 38-48页

作者：徐知微闫佳乐王国珍李奔陆宝乐白杨西北大学光子学与光子技术研究所西安710127 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室西安710127 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心西安710127

采用液相剥离法获得厚度约为3.2 nm、层数约为3至4层的碳化钛纳米片(Ti_(3)C_(2)T_(x)),结合旋涂法制备出Ti_(3)C_(2)T_(x)-聚乙烯醇(Ti_(3)C_(2)T_(x)-PVA)薄膜,并借助拉曼光谱、原子力显微镜和平衡双探测系统对Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米... 详细信息

采用液相剥离法获得厚度约为3.2 nm、层数约为3至4层的碳化钛纳米片(Ti_(3)C_(2)T_(x)),结合旋涂法制备出Ti_(3)C_(2)T_(x)-聚乙烯醇(Ti_(3)C_(2)T_(x)-PVA)薄膜,并借助拉曼光谱、原子力显微镜和平衡双探测系统对Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米片的物相组成、厚度及可饱和吸收性能进行了表征。将Ti_(3)C_(2)T_(x)-PVA薄膜作为可饱和吸收体应用于一种808 nm半导体激光二极管端面泵浦Nd∶YAG陶瓷/LBO腔内倍频的556 nm黄绿激光器中实现被动调Q。在分析布儒斯特偏振器和双折射晶体协同选频滤波机理的基础上,通过两者的协同使用,抑制了1116 nm和1123 nm处光谱腔内振荡并进一步压缩了1112 nm处p-偏振光的纵模个数。在5.1 W最高激光二极管泵浦功率下,获得了平均输出功率为86.2 mW、重复频率为745.8 kHz、脉冲宽度为46 ns的556 nm被动调Q脉冲黄绿激光输出。4 h内测得功率不稳定度和激光噪声仅为±0.39%和0.37%,光束质量评价因子为M2x=1.837和M^(2)^(y)=1.975。Ti_(3)C_(2)T_(x)-PVA薄膜被动调Q结合“布儒斯特偏振器+双折射晶体”协同选频滤波技术方案为开发高稳定性、低噪声脉冲黄绿激光提供有价值的参考。

关键词：被动调Q Ti3C2Tx-PVA 低噪声 556 nm黄绿激光选频滤波

阴极电流密度对6061铝合金在含Na_(2)WO_(4)电解液中微弧氧化膜结构和耐磨性能的影响

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表面技术 2024年第1期53卷 87-95页

作者：邵明增武宏杨洪波杨蕾王强西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 陕西省耐磨材料工程技术研究中心西安710055

目的研究恒流模式下阴极电流密度对6061铝合金在含Na2WO4的电解液中制备的微弧氧化膜厚度、形貌、相组成及耐磨性能的影响。方法固定阳极电流密度为5.0 A/dm^(2),阴极电流密度分别为0、1.25、2.5、3.75、5.0 A/dm2,对6061铝合金进行... 详细信息

目的研究恒流模式下阴极电流密度对6061铝合金在含Na2WO4的电解液中制备的微弧氧化膜厚度、形貌、相组成及耐磨性能的影响。方法固定阳极电流密度为5.0 A/dm^(2),阴极电流密度分别为0、1.25、2.5、3.75、5.0 A/dm2,对6061铝合金进行微弧氧化40 min。用涡流测厚仪测量了氧化膜的厚度,用扫描电镜观察了微弧氧化膜的表面形貌和截面形貌,用能谱分析仪分析了氧化膜的表面成分,用X射线衍射分析仪分析了微弧氧化膜的相组成,用往复式摩擦磨损试验机测试了氧化膜的耐磨性能。结果随着阴极电流密度的增加,氧化膜内的W含量逐渐减少,氧化膜颜色逐渐变浅,氧化膜厚度逐渐增加。微弧氧化膜的主要组成相为α-Al2O3和γ-Al2O3。当阴极电流密度从0 A/dm2增加到3.75 A/dm2时,氧化膜内孔洞的数量和尺寸逐渐减少,孔洞到氧化膜/基体界面的距离逐渐增加,氧化膜的耐磨性能逐渐提升。当阴极电流密度为3.75 A/dm2时,氧化膜的磨损率最低,仅为1.07×10-4mm3/(N·m)。但阴极电流密度增加到5.0 A/dm2时,氧化膜表层出现孔洞和剥落,耐磨性能下降。结论阴极电流的加入有助于增加6061铝合金微弧氧化膜的厚度,提高氧化膜的致密性和耐磨性能,但过高的阴极电流会导致氧化膜表层出现孔洞,降低耐磨性能。

关键词：铝合金微弧氧化阴极电流钨酸钠耐磨性能

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含Gd环境友好型射线柔性综合屏蔽体研究

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 537-545页

作者：王博宇郭晓林原林李天来仇天祎方青龙王晓娟王琦刘洋西安工程大学陕西西安710048 射线柔性防护技术陕西省高校工程研究中心陕西西安710048 西安市核防护纺织装备技术重点实验室陕西西安710048 陕西省疾病预防控制中心陕西西安710054 中国原子能科学研究院北京102413

针对核辐射n-γ混合场,研制了一种以Gd为核心屏蔽元素,聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体的环境友好型射线柔性综合屏蔽体。结果表明Gd2O3粉末呈颗粒状均匀分布,在基体中有良好的分散性;X射线衍射和红外光谱结果表明Gd2O3和基体... 详细信息

针对核辐射n-γ混合场,研制了一种以Gd为核心屏蔽元素,聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体的环境友好型射线柔性综合屏蔽体。结果表明Gd2O3粉末呈颗粒状均匀分布,在基体中有良好的分散性;X射线衍射和红外光谱结果表明Gd2O3和基体本质上属于物理机械混合,不涉及化学键变化;γ射线和热中子屏蔽性能验证表明,随着Gd面密度的提高,γ射线和热中子透射率遵从指数衰减规律;当Gd面密度为0.0184~0.2913 g/cm^(2)时,39、59和122 keVγ射线透射率为83.73%~11.48%,75.43%~2.73%和93.03%~51.64%;当Gd面密度为0.0189~0.0709 g/cm^(2)时,0.2 cm厚材料中子透射率为45.74%~35.78%。该射线柔性综合屏蔽体具有绿色环保、生产节能、综合防护、柔性可塑、可回收使用等特点,有效弥补了传统防护材料的弊端,在未来舰船生物屏蔽、核医学诊疗、安全检测等领域具有潜在应用价值。

关键词： Gd 中子 γ射线柔性材料辐射防护

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不同初始状态下黄土的平面应变卸载力学特性

岩土工程学报 2024年第1期46卷 162-173页

作者：张玉赵阳刘科继叶晟刘瑾丁潇张猛屈永龙西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021 西安工业大学西安市军民两用土木工程测试技术与毁损分析重点实验室陕西西安710021

针对于黄土工程中的平面应变卸载问题,利用平面应变改造后的真三轴仪,开展了不同初始状态(原状、重塑和饱和)黄土在不同固结围压和含水率条件下的平面应变卸载试验,揭示了不同初始状态黄土的应力-应变演化关系、中主应力特性和强度特性... 详细信息

针对于黄土工程中的平面应变卸载问题,利用平面应变改造后的真三轴仪,开展了不同初始状态(原状、重塑和饱和)黄土在不同固结围压和含水率条件下的平面应变卸载试验,揭示了不同初始状态黄土的应力-应变演化关系、中主应力特性和强度特性。研究结果表明,不同初始状态黄土的应力-应变曲线在低含水率和低围压条件下呈现理想塑性,随着固结围压和含水率增大,从弱硬化型向强硬化型转变;黄土的不同初始状态对应力-应变关系演化特性影响较大,原状黄土曲线最高,重塑黄土次之,饱和黄土最低;固结围压越大、含水率越低,初始切线斜率越大,应力应变曲线越高,土的强度发挥越快。原状和饱和黄土的中主应力和中主应力参数均先减小后增大,衰减幅度大,增长幅度小,中主应力参数的增长幅度要大于中主应力;重塑黄土的中主应力和中主应力参数则先减小后基本保持稳定。平面应变卸载条件下不同初始状态黄土的黏聚力和内摩擦角均随含水率增大近似呈现线性减小;不同初始状态对土黏聚力的影响要明显大于内摩擦角。原状黄土在低围压和低含水率条件下沿着剪切带形成明显的侧向滑移破坏,其余条件下均发生测胀破坏。

关键词：原状黄土重塑黄土饱和黄土平面应变试验侧向卸载

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涂镀铝+微弧氧化工艺制备复合涂层研究进展

材料导报 2024年第14期38卷 204-212页

作者：武宏邵明增杨洪波西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 陕西省耐磨材料工程技术研究中心西安710055

采用涂镀铝+微弧氧化的复合工艺可在钢材、镁合金、钛合金、陶瓷甚至高分子等多种材料表面制备以氧化铝为主的复合涂层,从而提高材料的绝缘、耐磨、耐腐蚀等性能。本文概述了热浸镀、喷涂、物理气相沉积、熔盐电镀以及包埋渗等涂镀铝工... 详细信息

采用涂镀铝+微弧氧化的复合工艺可在钢材、镁合金、钛合金、陶瓷甚至高分子等多种材料表面制备以氧化铝为主的复合涂层,从而提高材料的绝缘、耐磨、耐腐蚀等性能。本文概述了热浸镀、喷涂、物理气相沉积、熔盐电镀以及包埋渗等涂镀铝工艺与微弧氧化工艺相结合制备复合涂层的国内外研究进展,重点分析了各种涂镀铝+微弧氧化工艺制备复合涂层的结构特点、影响因素及工艺的优缺点,最后对涂镀铝+微弧氧化复合工艺进行展望,并提出该领域亟待解决的问题。

关键词：涂镀铝微弧氧化氧化铝复合涂层热浸镀

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考虑局部损伤区变化的能量平衡尺寸效应模型

力学学报 2024年第1期56卷 157-172页

作者：刘小宇张慧梅杨政西安科技大学理学院西安710600 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049

尽管研究者已经提出各种各样的尺寸效应模型,但是建立能描述不同类型尺寸效应规律的模型依旧是力学和材料学中最具挑战性的问题之一.首先通过系统深入分析局部损伤区(localized damage zone,LDZ)随试件尺寸的变化规律,提出能够准确地描... 详细信息

尽管研究者已经提出各种各样的尺寸效应模型,但是建立能描述不同类型尺寸效应规律的模型依旧是力学和材料学中最具挑战性的问题之一.首先通过系统深入分析局部损伤区(localized damage zone,LDZ)随试件尺寸的变化规律,提出能够准确地描述LDZ非线性尺寸效应的理论模型并验证.在此基础上,建立考虑LDZ随尺寸变化的能量平衡尺寸效应模型.考虑LDZ变化的能量平衡尺寸效应模型能体现5种不同类型的尺寸效应规律.随着尺寸增大,类型1:名义抗压强度逐渐减小,最终趋于单轴压缩弹性极限;类型2:名义抗压强度先在一定尺寸范围内为真实抗压强度,然后逐渐减小,最终趋于单轴压缩弹性极限;类型3:名义抗压强度先增加,然后逐渐减小,最终趋于单轴压缩弹性极限;类型4:名义抗压强度先逐渐增加到真实抗压强度,然后在一定尺寸范围恒为真实抗压强度,再逐渐减小,最终趋于单轴压缩弹性极限;类型5:名义抗压强度不随尺寸变化.文章模型首次理论预测类型4尺寸效应存在,并证实微纳尺度钛合金尺寸效应试验中存在这一规律.对考虑LDZ变化的能量平衡尺寸效应模型分析表明:LDZ尺寸与试件尺寸相对变化率之间的竞争是本文尺寸效应模型能体现5种类型的尺寸效应的原因.由于笔者先前已经证明能量平衡尺寸效应模型能很好预测类型1,2和5尺寸效应,但其不能体现类型3和4尺寸效应.因此,文章应用考虑LDZ变化的能量平衡尺寸效应模型和IUSEL(improved unified size-effect law)预测类型3和4尺寸效应试验数据,结果表明:考虑LDZ变化的能量平衡尺寸效应模型能很好预测各种材料类型3和4尺寸效应试验数据变化规律,而IUSEL不能描述类型4尺寸效应数据变化规律.考虑LDZ变化的能量平衡尺寸效应模型和IUSEL预测所有尺寸效应数据的总平均确定系数接近.

关键词：局部损伤区抗压强度能量平衡不同类型尺寸效应

一维耦合腔晶格中磁子-光子拓扑相变和拓扑量子态的调制

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物理学报 2024年第4期73卷 170-177页

作者：李锦芳何东山王一平咸阳师范学院物理与电子工程学院咸阳712000 西北农林科技大学理学院杨凌712100

本文提出了基于耦合腔的一维晶格理论方案,其中每个晶胞包含微波腔光子和磁子,通过调控磁子与微波光子的耦合来研究系统中的拓扑相变和拓扑量子通道.首先,分析了在奇偶晶格数情况下,系统能谱和边缘态的特征,并发现边缘态分布可以展示反... 详细信息

本文提出了基于耦合腔的一维晶格理论方案,其中每个晶胞包含微波腔光子和磁子,通过调控磁子与微波光子的耦合来研究系统中的拓扑相变和拓扑量子通道.首先,分析了在奇偶晶格数情况下,系统能谱和边缘态的特征,并发现边缘态分布可以展示反转过程,可以实现多通道拓扑量子态传输;其次,考虑存在缺陷和无序的扰动,发现它们在较小值范围内,可以使能带产生波动和翻转现象,但边缘状态对其是鲁棒的,这表明边缘态受到系统的拓扑保护.该研究结果为研究拓扑磁子-光子提供了一条新途径,将在量子信息处理中有着广阔的应用前景.

关键词：量子光学腔量子电动力学拓扑绝缘体量子态

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