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运载火箭静力试验加载装置结构拓扑优化设计

宇航学报 2024年第5期45卷 692-699页

作者：张琪刘健晨龙政冀凯歌北华航天工业学院航空宇航学院廊坊065000

针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓... 详细信息

针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓朴。根据优化结果确定主承力结构及可减重部分,采用最小二乘法对结构不规则边界进行曲面拟合以提高其工艺性。最终承载1 500 t轴压的加载装置单个减重19.7%,结构应力和变形减小且分布更为均匀。本研究对于飞行器结构力学试验高承载部件的设计具有参考意义和实用价值。

关键词：运载火箭静力试验结构拓扑优化变密度法加载装置轻量化设计

基于YOLOv5和图像处理的按摩机器人穴位贴定位方法

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机械设计与制造 2024年

作者：唐瑞尹彭岸辉李巍张泽北华航天工业学院电子与控制工程学院

人体穴位识别和定位是按摩机器人的关键问题，是保证机器人安全工作的先决条件。本文结合人工标志点和深度学习目标检测技术，提出了一种按摩机器人穴位贴识别和定位方法。首先在人体背部预按摩穴位点处布置圆形人工标志点，采用基于YOL... 详细信息

人体穴位识别和定位是按摩机器人的关键问题，是保证机器人安全工作的先决条件。本文结合人工标志点和深度学习目标检测技术，提出了一种按摩机器人穴位贴识别和定位方法。首先在人体背部预按摩穴位点处布置圆形人工标志点，采用基于YOLOv5深度学习网络模型检测圆形标志点在图像中大致区域，并用高斯滤波法滤除该区域中的孤立点和噪声点，然后根据圆形目标的粗定位信息、图像的边缘灰度分布特征获取圆形标志点的边缘信息并检出其中最大连通区域的边缘，最后通过基于椭圆方程的最小二乘算法精确定位出人工标志点的圆心坐标，并利用机器人手眼标定技术转换为机器人按摩穴位坐标，实现人体穴位的自动识别和定位。实验结果表明，在仿真环境下圆心定位误差小于0.7 像素（pixel）；在实测环境下圆心定位相对误差小于1.8%，可以有效减少目标边缘模糊、相似物干扰、圆形畸变等情况对穴位贴圆心定位精度的影响。

关键词：按摩机器人人工标记点目标检测 YOLOv5 圆心定位

Ge对Sn⁃58Bi焊料合金微观组织和性能的影响

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现代电子技术 2024年第2期47卷 21-25页

作者：王同举刘亚浩冷启顺张文倩北华航天工业学院电子与控制工程学院河北廊坊065000

Sn‐Bi焊料是一种低温无铅焊料,在低温焊接领域应用较为广泛,但其存在脆性大和延展性差的缺点。为此,制备不同Ge含量的Sn‐58Bi焊料合金,研究不同Ge添加量对Sn‐58Bi焊料合金的显微组织、熔化特性、润湿性和力学性能的影响。结果表明:添... 详细信息

Sn‐Bi焊料是一种低温无铅焊料,在低温焊接领域应用较为广泛,但其存在脆性大和延展性差的缺点。为此,制备不同Ge含量的Sn‐58Bi焊料合金,研究不同Ge添加量对Sn‐58Bi焊料合金的显微组织、熔化特性、润湿性和力学性能的影响。结果表明:添加Ge元素可以显著细化Sn‐58Bi焊料合金的共晶组织。当添加的Ge元素质量分数为0.005%~0.01%时,焊料合金的湿润性有明显提升;Ge的添加量从0增大到0.01%时,Sn‐58Bi合金的拉伸强度和断后伸长率均提升显著,但继续增加Ge的含量,合金拉伸强度和断后伸长率提升缓慢。Ge元素的添加对Sn‐58Bi焊料合金的熔点基本没有影响。

关键词： Sn‐58Bi焊料合金 Ge元素微观组织润湿性力学性能 DSC曲线

等离子原位制备VC增强AlCoCrFeNi高熵合金熔覆层的组织与力学性能

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表面技术 2024年

作者：王虎秦晓婷王智慧贺定勇北华航天工业学院材料工程学院河北省热防护材料重点实验室北京工业大学材料与制造学部

目的制备不同含量的碳化物增强BCC结构的高熵合金熔覆层，研究碳化物设计含量对其微观组织与力学性能的影响规律。方法在Q235钢表面采用等离子原位合成技术制备Al1.5CoCrFeNi（VC）x（x=0， 0.1， 0.2， 0.3）高熵合金熔覆层，研究VC... 详细信息

目的制备不同含量的碳化物增强BCC结构的高熵合金熔覆层，研究碳化物设计含量对其微观组织与力学性能的影响规律。方法在Q235钢表面采用等离子原位合成技术制备Al1.5CoCrFeNi（VC）x（x=0， 0.1， 0.2， 0.3）高熵合金熔覆层，研究VC设计含量对其物相组成、微观组织以及力学性能的影响。结果 x=0时，熔覆层为简单体心立方（BCC）固溶体结构，微观组织呈典型的树枝晶，枝晶内为富Al、Ni的BCC固溶体，枝晶间为富Cr、Fe的BCC固溶体。加入V和C之后（x=0.1， 0.2， 0.3），物相组成转变为BCC相、原位合成的VC增强相以及少量的σ相。VC呈现颗粒状、长条状以及十字状，主要偏聚于基体的树枝晶间，少数从枝晶内析出，并且随着V和C含量的提高，VC的析出量也随之上升。TEM结果显示，原位合成的VC增强相与基体之间的界面整洁，无反应物产生。随着VC的设计含量由x=0提高至x=0.3，熔覆层的硬度由529.3HV增加至829.8HV，磨损率由14.55 mg/min降低至2.45 mg/min。x=0时，熔覆层的磨损形式以微观切削为主，多次塑性变形为辅；原位合成VC增强相之后（x=0.1， 0.3），熔覆层的磨损形式以微观切削为主。结论原位合成VC对高熵合金起到了明显的强化作用，随着VC设计含量的增加（x=0～0.3），熔覆层的显微硬度和耐磨性逐渐增加。

关键词：等离子熔覆原位合成高熵合金 VC 微观组织力学性能

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《材料腐蚀与防护》的课程思政设计与实践

北华航天工业学院学报 2024年第3期 32-34页

作者：田文明李艳霞王倩李冲冲北华航天工业学院材料工程学院

根据“材料腐蚀与防护”的知识特点，通过优化课程大纲、挖掘专业理论中的工程实例及思政元素、改革教学及考核方式等，实现专业知识教育与思想政治育人的相互促进、有机融合，以期提升学生的学习主动性和获得感，培养学生高超的职业素... 详细信息

根据“材料腐蚀与防护”的知识特点，通过优化课程大纲、挖掘专业理论中的工程实例及思政元素、改革教学及考核方式等，实现专业知识教育与思想政治育人的相互促进、有机融合，以期提升学生的学习主动性和获得感，培养学生高超的职业素养，形成正确的科学伦理观，助力学生成为具有高尚情操和工匠精神的应用型人才。

关键词：材料腐蚀与防护教学改革课程思政

产教融合背景下当代大学双创人才培养的有效方法解析

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北华航天工业学院学报 2024年第3期 35-37页

作者：林松许立男北华航天工业学院材料工程学院

构建产教融合的双创人才驱动培养机制，是高校进行双创人才培养的结构性改革需要。为了实现“政产学研”多主体相结合、产业链与双创教育链的协同育人目标，本文首先阐述了产教融合背景下的大学生双创人才培养内涵。重点探究和分析双创... 详细信息

构建产教融合的双创人才驱动培养机制，是高校进行双创人才培养的结构性改革需要。为了实现“政产学研”多主体相结合、产业链与双创教育链的协同育人目标，本文首先阐述了产教融合背景下的大学生双创人才培养内涵。重点探究和分析双创人才的有效培养路径，以促进社会所需的双创复合型人才培养。深化双创教育改革，为提升双创型人才的培养质量提供相关借鉴。

关键词：产教融合双创人才培养

塑性变形加工对纯锌在天津土壤浸出液中腐蚀行为的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 497-504页

作者：李文杰车晓钰唐永存刘光明田文明何华林刘晨辉国网天津市电力公司天津300010 南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 北华航天工业学院材料工程学院廊坊065000 成都诺嘉伟业科技有限公司成都611330

由热挤压获得了不同变形加工量的工业纯锌棒材,通过电化学测试、浸泡加速腐蚀实验及金相表征研究了变形加工量对纯锌微观组织及腐蚀特性的影响。结果表明:铸造纯锌金相组织较为粗大,粗晶粒内部存在大量细小亚晶粒及铸造孪晶。随塑性变... 详细信息

由热挤压获得了不同变形加工量的工业纯锌棒材,通过电化学测试、浸泡加速腐蚀实验及金相表征研究了变形加工量对纯锌微观组织及腐蚀特性的影响。结果表明:铸造纯锌金相组织较为粗大,粗晶粒内部存在大量细小亚晶粒及铸造孪晶。随塑性变形加工量的增加,纯锌的初级晶粒会显著细化,亚晶粒会融合长大,孪晶显著减少直至消失。在土壤浸出液中纯锌的点蚀电位及钝化区间随变形量的增加而增大,腐蚀电流密度及维钝电流密度则呈减小趋势,塑性变形处理提升了纯锌的钝化膜电阻及腐蚀反应中的电荷转移电阻。纯锌的金相组织均匀性随塑性变形量的增加持续改善,进而显著提升了纯锌在土壤浸出液中的耐蚀能力。

关键词：纯锌塑性加工金相组织电化学土壤腐蚀

不同尺度的土壤含水量主被动微波联合反演方法研究

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地学前缘 2024年第2期31卷 42-53页

作者：刘奇鑫顾行发王春梅杨健占玉林中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 北华航天工业学院遥感信息工程学院河北廊坊065000

土壤含水量是水文、农业和气象等领域的关键参数,而微波遥感是目前监测土壤含水量最有效的手段之一。本文利用主动微波与被动微波数据,结合其他多源遥感数据,运用随机森林算法分别在主动微波数据分辨率尺度和被动微波数据分辨率尺度下... 详细信息

土壤含水量是水文、农业和气象等领域的关键参数,而微波遥感是目前监测土壤含水量最有效的手段之一。本文利用主动微波与被动微波数据,结合其他多源遥感数据,运用随机森林算法分别在主动微波数据分辨率尺度和被动微波数据分辨率尺度下完成主被动微波数据的土壤含水量联合反演。首先对被动微波尺度的地表覆盖类型与归一化植被指数(NDVI)参数进行空间分辨率优化,再利用回归ReliefF方法对两种尺度所用的输入变量的重要性进行评估,并对输入变量进行优选,最后对比主被动微波数据土壤含水量联合反演和单独利用主动/被动微波数据进行反演的精度,分析主被动微波联合反演方法的有效性。结果表明:在主动微波尺度,主被动微波联合反演的精度相比单独利用主动微波数据反演的精度有所提升,相关系数r由0.691升至0.744,RMSE由0.0848 cm^(3)/cm^(3)降至0.0796 cm^(3)/cm^(3);在被动微波尺度,主被动微波联合反演的精度反而比单独利用被动微波数据反演的精度更低,相关系数r由0.944变为0.939,RMSE由0.0435 cm^(3)/cm^(3)变为0.0451 cm^(3)/cm^(3)。因此在主动微波尺度更适合进行主被动微波的联合反演。

关键词：土壤含水量微波遥感联合反演随机森林空间优化重要性评估

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停冷温度对含Nb高强耐候钢组织性能的影响

钢铁 2024年

作者：史根豪王恩睿张志强孙毅王青云于强王倩邯郸钢铁集团有限责任公司技术中心北华航天工业学院材料工程学院沧州师范学院化学与化工学院

高强耐候钢凭借其高强、耐候、轻量化的优势在结构钢中发挥着重要的作用，现阶段高强耐候钢通常采用高Ti的成分设计，但Ti含量过高不可避免地产生含Ti夹杂物从而恶化性能，因此这种高Ti含量的高强钢需要通过适当降Ti增Nb、优化控冷来弥... 详细信息

高强耐候钢凭借其高强、耐候、轻量化的优势在结构钢中发挥着重要的作用，现阶段高强耐候钢通常采用高Ti的成分设计，但Ti含量过高不可避免地产生含Ti夹杂物从而恶化性能，因此这种高Ti含量的高强钢需要通过适当降Ti增Nb、优化控冷来弥补性能的缺失。针对不同停冷工艺下含Nb高强耐候钢，利用金相显微镜、扫描电镜及背散射电子衍射进行了微观组织表征，并测定了拉伸、冲击性能，分析了停冷温度对含Nb高强耐候钢微观组织和力学性能的影响。结果表明，在575～650 ℃的停冷温度范围内，各试验钢组织均为铁素体和粒状贝氏体。随着停冷温度的降低，铁素体的形貌由块状逐渐转变为针状，M/A组元的含量逐渐减少，平均晶粒尺寸细化。同时，屈服强度、抗拉强度、屈强比和冲击功均逐渐提高，伸长率逐渐降低。随着停冷温度的降低，晶粒细化效果显著，晶界强化占比逐渐增大，屈服强度逐渐升高；大角度晶界的数量增多，冲击裂纹扩展所需的能量增多，冲击功得以改善。同时，停冷温度的降低，一方面使得M/A组元含量减少，应变硬化能力减弱，导致屈强比的升高；另一方面，过冷度的增大，使得位错密度增加和晶粒尺寸减小，位错滑移过程中的阻力增大，导致断后伸长率的降低。对于本试验钢来说，停冷温度控制的最佳范围为625～600 ℃。

关键词： Nb微合金化高强耐候钢停冷温度微观组织力学性能