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血管支架预制件的六角形三维虚拟编织

纺织学报 2024年第3期45卷 65-73页

作者：丁彩红顾馨卢晨雨东华大学机械工程学院上海201620

为解决六角形三维编织血管支架的编织工艺复杂、开发周期长的问题,提出了基于MatLab编程的支架三维虚拟编织方法,以快速完成编织工艺开发。首先,基于六角形编织机底盘的结构特点,对底盘单元进行坐标数值化,从而可将支架编织的工艺和工... 详细信息

为解决六角形三维编织血管支架的编织工艺复杂、开发周期长的问题,提出了基于MatLab编程的支架三维虚拟编织方法,以快速完成编织工艺开发。首先,基于六角形编织机底盘的结构特点,对底盘单元进行坐标数值化,从而可将支架编织的工艺和工序转换为不同时刻下携纱器在底盘上的XY平面坐标和运动信息以及纱线在芯棒上的高度坐标z值,并应用数值计算方法进行连接和拟合,建立纱线空间轨迹的数学模型,得到虚拟支架的三维基本形态。然后,将编织支架的三维形态展开为二维形态,分析二维平铺形态下单向支架沿螺旋方向缠绕的特点,应用线性方程组求解纱线的交织点坐标,并通过层内和层间的纱线交织关系判断得到各交织点的交织类型。最后,通过方程修正得到具有六角形编织特征的纱线波动方程,进一步建立了具有纱线立体交织特征的虚拟支架实体化数学模型。经不同编织工艺的支架虚拟仿真实验,将虚拟支架与其实物进行比较发现,虚拟支架均能准确直观地表达实物的几何特征和交织特征。由此验证了虚拟仿真建模的正确性,有利于六角形三维编织工艺的快速开发。

关键词：六角形三维编织血管支架虚拟编织单向管状织物交织判断

基于U-Net卷积神经网络的织物压力传感阵列串扰解决方法

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纺织学报 2024年第7期45卷 86-93页

作者：王小东陈俊鹏裴泽光东华大学机械工程学院上海201620

为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获... 详细信息

为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获取的压力分布云图中的异常值进行处理;针对串扰现象,构建了U-Net卷积神经网络模型,采用机器学习方法对织物压力传感阵列系统生成的压力云图进行修正,设计了模型输入、输出数据集的采集方法。结果表明,经中值滤波算法处理后的压力云图的峰值信噪比处于30~40 dB之间,反映出中值滤波算法对异常值处理的效果较为理想;U-Net卷积神经网络模型训练过程中的均方根误差最终达到7.1,表明模型获得了较好的训练效果,通过与无串扰效应的柔性压力传感阵列采集的压力云图进行对比,表明U-Net模型能够有效消除串扰现象对织物压力传感阵列压力云图显示结果的影响。

关键词：织物压力传感阵列中值滤波 U-Net卷积神经网络足底压力监测串扰

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相变微胶囊材料导热增强研究进展

精细化工 2024年第6期41卷 1195-1210页

作者：王程遥张魏张涛朱群志上海电力大学能源与机械工程学院上海200090

相变微胶囊是将相变材料包封在壳材中,有效解决了相变材料的泄漏等问题,是一种性能良好的相变储能材料,在热能储存领域具有广泛的应用。但壳材的存在削弱了内部相变材料与外部环境间的热传导,降低了相变微胶囊的热导率,制约了其实际应... 详细信息

相变微胶囊是将相变材料包封在壳材中,有效解决了相变材料的泄漏等问题,是一种性能良好的相变储能材料,在热能储存领域具有广泛的应用。但壳材的存在削弱了内部相变材料与外部环境间的热传导,降低了相变微胶囊的热导率,制约了其实际应用范围。因此,对相变微胶囊进行改性是增强导热的有效途径。该文介绍了相变微胶囊的组成与结构,并从声子-声子与电子-声子相互作用的角度概述微观尺度下的导热机理;从芯材和壳材两方面对相变微胶囊导热增强改性进行了阐述,通过定量数据和导热机理对改性相变微胶囊的导热增强效果进行了分析;概括了改性相变微胶囊在纺织调温、浆料和建筑领域中的应用;最后,对相变微胶囊导热性能增强的研究前景和挑战以及实际应用方向进行了展望。

关键词：相变微胶囊相变储能材料改性热传导导热机理复合材料

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相变微胶囊光热转换机制及性能增强研究进展

复合材料学报 2024年第2期41卷 592-608页

作者：王程遥李昭君张涛朱群志上海电力大学能源与机械工程学院上海201306

微胶囊相变材料解决了相变材料易泄露、易腐蚀的问题,被广泛应用在太阳能利用、调温纤维与织物、节能建筑和传热流体等领域。但常规相变微胶囊由于芯壳结构,削弱了光热转换性能,存在光热转换性能差的问题,通过添加光热材料对相变微胶囊... 详细信息

微胶囊相变材料解决了相变材料易泄露、易腐蚀的问题,被广泛应用在太阳能利用、调温纤维与织物、节能建筑和传热流体等领域。但常规相变微胶囊由于芯壳结构,削弱了光热转换性能,存在光热转换性能差的问题,通过添加光热材料对相变微胶囊改性可以有效提高光热转换性能。本文首先总结了相变微胶囊芯材、壳材的选择及各类材料的特点。重点阐述了有机光热材料、碳基材料、半导体材料、金属基材料等光热材料的特点及其光热转换机制。同时,引入光热转换效率,概述了不同改性材料对相变微胶囊光热性能的提升。最后展望了光热转换改性相变微胶囊未来的发展方向。

关键词：相变微胶囊太阳能光热转换复合材料光热转换效率改性研究进展

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基于无监督学习的金属表面高光去除算法研究

西北工业大学学报 2024年第4期42卷 744-752页

作者：成懋李炳燃陈炜铧洪海波薛静西北工业大学软件学院陕西西安710072 清华大学机械工程系北京100084 上海航天精密机械研究所上海201699

金属材料表面的高光会严重破坏图像的连续性,产生一定的伪边缘,导致高光区域的纹理细节减弱甚至消失,干扰后续表面的区域分割和缺陷检测等操作。针对现有高光去除方法效率低、损失大、易失真、金属高光数据难标定等问题,提出了一种基于... 详细信息

金属材料表面的高光会严重破坏图像的连续性,产生一定的伪边缘,导致高光区域的纹理细节减弱甚至消失,干扰后续表面的区域分割和缺陷检测等操作。针对现有高光去除方法效率低、损失大、易失真、金属高光数据难标定等问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的无监督感知增强网络模型。使用生成对抗的方法生成大量拥有高光特征信息的金属图像,用于增加训练集中高光金属图像数据集的数量;在上下文聚合网络中引入细节增强模块(detail enhance model,DEM)和色彩增强模块(color enhance model,CEM)提高低分辨率权重图中的特征细节保留率;评估函数采用多尺度结构相似性函数代替原有结构相似性函数,解决在图像尺寸过大时细节不敏感的问题。实验表明,所提模型相比其他多曝光图像融合模型,在融合速度领先情况下,融合图像的互信息和平均梯度等评估指数提升10%左右,能够保留更多的纹理特征信息。

关键词：高光去除无监督学习 MEF 图像融合感知增强

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基于球杆仪的五轴数控机床误差快速检测方法

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 138-148页

作者：焦安铃陈光胜上海理工大学机械工程学院上海200093

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同... 详细信息

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同一平面不同位置进行两次圆轨迹,辨识出4项平动轴关键线性误差;针对五轴机床的转台和摆动轴,设计基于球杆仪的多条空间测试轨迹,完整求解出旋转轴12项几何误差。实验结果显示,所提方法获得转角定位误差与激光干涉仪法最大误差为0.001 8°,利用检测结果进行机床空间误差补偿,测试轨迹偏差由16μm降至4μm,为补偿前的25%,验证了方法的有效性。提出的五轴机床几何误差检测方法方便、便捷,适用于工业现场。

关键词：五轴数控机床几何误差快速检测球杆仪

大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管形微流道设计

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光学精密工程 2024年第11期32卷 1736-1745页

作者：陈飞昊姜晨郝宇许世炜上海理工大学机械工程学院上海200093

针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道。分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成... 详细信息

针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道。分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成型方法的数字光处理3D打印设备制备工件,实验分析大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的液体单向铺展性,计算极差表征各结构参数对单向铺展性的影响。结果表明:大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道在椭圆半长轴570μm,空腔楔角30°,微流道宽度320μm,结构体长360μm,拉伸长度200μm,曲率2时具有较强的单向铺展性;各因素对铺展系数的影响程度由大到小分别为拉伸长度、结构体长、空腔楔角、椭圆半长轴、微流道宽度和曲率。研究结果为大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的参数设计提供基础指导,也验证了采用常规3D打印技术制备具有单向铺展性的微流道的可行性。

关键词：微流道 3D打印猪笼草口缘区单向铺展性开放式半圆管型

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航空煤油多组分表征燃料碳烟生成分析

航空动力学报 2024年第2期39卷 1-8页

作者：秦文瑾孙智成邵宇景瑞雄严俊上海理工大学机械工程学院上海200093

选取航空煤油的多组分表征燃料Jet-A world average(JW),运用大涡模拟和详细化学反应机理相结合的方法对该表征燃料的碳烟生成过程进行了数值模拟,从碳烟前驱物的生成、碳烟颗粒的生成及氧化等过程进行了详细预测。结果表明:Dalian碳烟... 详细信息

选取航空煤油的多组分表征燃料Jet-A world average(JW),运用大涡模拟和详细化学反应机理相结合的方法对该表征燃料的碳烟生成过程进行了数值模拟,从碳烟前驱物的生成、碳烟颗粒的生成及氧化等过程进行了详细预测。结果表明:Dalian碳烟模型可以较好地预测定容弹内多组分航空煤油表征燃料射流燃烧的碳烟的生长特性;对于描述碳烟生成的特征量,碳烟质量的增长略微滞后于颗粒数密度的增长;碳烟空间分布主要与当量比和温度的分布相关。当量比越小且温度越高的区域,碳烟生成量则越小。

关键词：航空煤油多组分表征燃料大涡模拟定容弹碳烟

时空自适应图卷积与Transformer结合的动作识别网络

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2587-2595页

作者：韩宗旺杨涵吴世青陈龙上海理工大学机械工程学院上海200093

在一个以人为中心的智能工厂中,感知和理解工人的行为是至关重要的,不同工种类别往往与工作时间和工作内容相关。该文通过结合自适应图和Transformer两种方式使模型更关注骨架的时空信息来提高模型识别的准确率。首先,采用一个自适应的... 详细信息

在一个以人为中心的智能工厂中,感知和理解工人的行为是至关重要的,不同工种类别往往与工作时间和工作内容相关。该文通过结合自适应图和Transformer两种方式使模型更关注骨架的时空信息来提高模型识别的准确率。首先,采用一个自适应的图方法去关注除人体骨架之外的连接关系。进一步,采用Transformer框架去捕捉工人骨架在时间维度上的动态变化信息。为了评估模型性能,制作了智能生产线装配任务中6种典型的工人动作数据集,并进行验证,结果表明所提模型在Top-1精度上与主流动作识别模型相当。最后,在公开的NTURGBD和Skeleton-Kinetics数据集上,将该文模型与一些主流方法进行对比,实验结果表明,所提模型具有良好鲁棒性。

关键词：智能工厂工人动作识别深度学习自适应图 Transformer