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打造新能源汽车科技创新平台——访华南理工大学机械与汽车工程学院副院长李巍华教授

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广东科技 2019年第11期28卷 27-28页

作者：潘慧尚学峰李巍华不详华南理工大学机械与汽车工程学院

《广东科技》:请您介绍,华南理工大学在推动广东省新能源汽车创新发展的过程中扮演了怎样的角色?李巍华:华南理工大学一直以支持地方经济建设为自己的重要使命。汽车工业是广东省支柱产业,新能源汽车产业是广东省战略性新兴产业。华南... 详细信息

《广东科技》:请您介绍,华南理工大学在推动广东省新能源汽车创新发展的过程中扮演了怎样的角色?李巍华:华南理工大学一直以支持地方经济建设为自己的重要使命。汽车工业是广东省支柱产业,新能源汽车产业是广东省战略性新兴产业。华南理工大学是国内最早涉足新能源汽车人才培养和新能源汽车科学技术研究的几所院校之一,早在1997年就获批建设电动汽车广东省重点实验室,特别是经过“985工程”和“双一流”的建设,华南理工大学已成为华南地区新能源汽车领域高层次人才培养和科学研究的重要基地。

关键词：战略性新兴产业科技创新平台新能源汽车产业支柱产业高层次人才培养华南理工大学李巍双一流

振动耦合场作用下低温原位合成Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料的组织与力学性能

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材料工程 2023年第6期51卷 168-176页

作者：范滔林波林驰皓肖华强张卫文贵州大学机械工程学院贵阳550025 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

通过超声和机械振动耦合场辅助,采用原位反应法制备了Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料,研究了反应温度和耦合场作用时间对其组织演变和室温力学性能的影响。结果表明:超声和机械振动耦合场可以促进原位反应的进行,分散细化Al_(3)Ti颗粒。经76... 详细信息

通过超声和机械振动耦合场辅助,采用原位反应法制备了Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料,研究了反应温度和耦合场作用时间对其组织演变和室温力学性能的影响。结果表明:超声和机械振动耦合场可以促进原位反应的进行,分散细化Al_(3)Ti颗粒。经760℃耦合场处理10 min后,Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为222,119 MPa和8.1%,相比于Al-Mg-Mn基体,室温抗拉强度和屈服强度分别提高了17.5%和25.2%,伸长率由8.7%降低至8.1%。室温力学性能的提升,主要归因于Al_(3)Ti增强相引起的细晶强化、载荷传递强化和热错配强化,其中热错配强化对于复合材料强度的提升贡献最大。

关键词：原位反应铝基复合材料耦合场 Al_(3)Ti增强相显微组织力学性能

粉末粒径对AlSi10Mg合金选区激光熔化成形的影响

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金属学报 2023年第1期59卷 147-156页

作者：王孟杨永强 Vyacheslav Trofimov 宋长辉周瀚翔王迪华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

通过模拟仿真与实验结合研究粉末粒径对选区激光熔化(SLM)可加工性的影响。以3种粒径AlSi10Mg粉末为对象,基于离散元和流体力学数值模拟方法研究SLM铺粉和粉末熔化/凝固介观行为,并对成形样品进行宏观成形质量检测。结果表明,铺粉过程中... 详细信息

通过模拟仿真与实验结合研究粉末粒径对选区激光熔化(SLM)可加工性的影响。以3种粒径AlSi10Mg粉末为对象,基于离散元和流体力学数值模拟方法研究SLM铺粉和粉末熔化/凝固介观行为,并对成形样品进行宏观成形质量检测。结果表明,铺粉过程中,粒径小于20μm的粉末剧烈团聚形成大量空隙,粒径大于53μm粉末易形成少量大的空隙,中等粒径粉末床相对密度比细粒径和大粒径分别高7.69%和3.17%。单层粉末床熔融时,铺粉质量不均匀,细粒径与粗粒径熔道不规则。但经历多层熔化后,细粒径熔道缺陷部分缓解。随着粒径的增加,熔道表面平整度下降,细粒径粉末样品存在较多孔隙,粗粒径粉末存在少量未熔合缺陷。中等粒径粉末SLM可加工性最好,样品相对密度达到99.8%,比细粒径和粗粒径分别高1.4%和0.4%。

关键词：选区激光熔化粉末粒径铺粉模拟介观模拟可加工性

基于实例分割的番茄串视觉定位与采摘姿态估算方法

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农业机械学报 2023年第10期54卷 205-215页

作者：张勤庞月生李彬华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 华南理工大学自动化科学与工程学院广州510641

准确识别定位采摘点,根据果梗方向,确定合适的采摘姿态,是机器人实现高效、无损采摘的关键。由于番茄串的采摘背景复杂,果实颜色、形状各异,果梗姿态多样,叶子藤枝干扰等因素,降低了采摘点识别准确率和采摘成功率。针对这个问题,考虑番... 详细信息

准确识别定位采摘点,根据果梗方向,确定合适的采摘姿态,是机器人实现高效、无损采摘的关键。由于番茄串的采摘背景复杂,果实颜色、形状各异,果梗姿态多样,叶子藤枝干扰等因素,降低了采摘点识别准确率和采摘成功率。针对这个问题,考虑番茄串生长特性,提出基于实例分割的番茄串视觉定位与采摘姿态估算方法。首先基于YOLACT实例分割算法的实例特征标准化和掩膜评分机制,保证番茄串和果梗感兴趣区域(Region of interest,ROI)、掩膜质量和可靠性,实现果梗粗分割;通过果梗掩膜信息和ROI位置关系匹配可采摘果梗,基于细化算法、膨胀操作和果梗形态特征实现果梗精细分割;再通过果梗深度信息填补法与深度信息融合,精确定位采摘点坐标。然后利用果梗几何特征、八邻域端点检测算法识别果梗关键点预测果梗姿态,并根据果梗姿态确定适合采摘的末端执行器姿态,引导机械臂完成采摘。研究和大量现场试验结果表明,提出的方法在复杂采摘环境中具有较高的定位精度和稳定性,对4个品种的番茄串采摘点平均识别成功率为98.07%,图像分辨率为1280像素×720像素时算法处理速率达到21 f/s,采摘点图像坐标最大定位误差为3像素,深度误差±4 mm,成功定位采摘点后采摘成功率为98.15%。与现有的同类方法相比,采摘点图像坐标定位精度提高76.80个百分点,采摘成功率提高15.17个百分点,采摘效率提高31.18个百分点,满足非结构化种植环境中番茄串采摘需求。

关键词：番茄串机器人实例分割视觉定位采摘姿态预测

纯铜/铜合金高反射材料粉末床激光熔融技术进展

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材料工程 2022年第6期50卷 1-11页

作者：朱勇强杨永强王迪陈峰邓澄陈晓君华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

纯铜/铜合金具有优异的导热、导电性能,是重要的工业材料。以粉末床激光熔融为代表的激光增材制造技术具有优良的设计自由度及成形精度,是增材制造的主流发展方向。纯铜/铜合金的粉末床激光熔融与传统加工制造技术相比,前者能够更好地... 详细信息

纯铜/铜合金具有优异的导热、导电性能,是重要的工业材料。以粉末床激光熔融为代表的激光增材制造技术具有优良的设计自由度及成形精度,是增材制造的主流发展方向。纯铜/铜合金的粉末床激光熔融与传统加工制造技术相比,前者能够更好地发挥铜优异的性能,在电子电气、汽车、航空航天等导热/导电高需求领域具有广阔的应用前景。本文综述了以纯铜/铜合金为代表的激光高反射材料的粉末床激光熔融的研究现状、面临的重要问题以及相应的解决对策分析。在此基础上,结合本课题组在纯铜/铜合金粉末床激光熔融过程的经验,指出运用蓝光、绿光等短波长激光器进行纯铜/铜合金等高反射材料的粉末床激光熔融是未来的研究热点与发展方向。

关键词：粉末床激光熔融高反射材料激光吸收率纯铜/铜合金

基于对称式对比学习的齿轮箱无监督故障诊断方法

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仪器仪表学报 2022年第3期43卷 121-131页

作者：李巍华何琛陈祝云黄如意晋刚华南理工大学吴贤铭智能工程学院广州511442 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

针对跨工况下无监故障诊断特征提取难、模型泛化性弱的问题,提出一种基于对称式对比学习策略的齿轮箱无监督故障诊断方法。首先,利用原始信号构建正负样本集,通过加噪声、序列倒转等数据增强后,分别输入两个结构相同的卷积神经网络提取... 详细信息

针对跨工况下无监故障诊断特征提取难、模型泛化性弱的问题,提出一种基于对称式对比学习策略的齿轮箱无监督故障诊断方法。首先,利用原始信号构建正负样本集,通过加噪声、序列倒转等数据增强后,分别输入两个结构相同的卷积神经网络提取高维特征;其次,度量正负样本的相似程度进行编码学习数据的隐藏表示,通过对称式自监督对比学习优化正负样本的对比估计损失函数,从而有效利用样本自身标签信息,提升网络从无标签样本中学习判别特征的能力;最后,在齿轮箱数据集上对所提方法开展试验验证,通过聚类准确率、分类系数和划分熵进行综合评估。结果表明,所提方法聚类精度可达98%以上,相比其他方法,呈现了更强的聚类能力和泛化性能。

关键词：故障诊断无监督学习齿轮箱自监督学习对比学习

相分离结构作用下细通道散热器流动沸腾强化传热特性

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农业工程学报 2023年第9期39卷 64-75页

作者：罗小平张嘉宇杨书斌华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

为探究相分离结构作用下细通道流动沸腾传热特性,该研究加工制作了带有不同相分离结构的平行逆流细通道试验段,通过相邻两通道间的高低压切换实现气相分离作用。相分离结构通道加工有:少排气孔的1型相分离结构通道(SPS1通道)(structure ... 详细信息

为探究相分离结构作用下细通道流动沸腾传热特性,该研究加工制作了带有不同相分离结构的平行逆流细通道试验段,通过相邻两通道间的高低压切换实现气相分离作用。相分离结构通道加工有:少排气孔的1型相分离结构通道(SPS1通道)(structure of phase separation,SPS)和多排气孔的2型相分离结构通道(SPS2通道),并与无相分离结构的通道(SPS3通道)进行对照试验。以质量分数为30%的甘油水溶液为试验工质,在有效热流密度为103.54~151.43 kW/m2,质量流率为121.25 kg/(m2·s),入口温度为70℃的工况下,在截面为2 mm×2 mm的矩形细通道内开展流动沸腾试验,研究不同相分离结构对细通道内流动沸腾传热特性和均温性的影响规律,并采用高速摄像机对受限气泡长径比变化进行可视化分析。研究结果表明,与SPS3通道相比,SPS2通道的局部饱和沸腾传热系数最大提高了26.65%。在两相区内,SPS2通道的均温性最好,SPS1次之,SPS3最差,SPS2通道的沿程壁面温度标准差最大降低了18.91%。可视化分析结果表明,相分离结构能减小受限气泡的长径比,并影响通道内的流型转变,进而强化传热。

关键词：可视化细通道流动沸腾均温性相分离结构

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金属拉深旋压成形时损伤破裂预测研究

机械工程学报 2023年第10期59卷 66-75页

作者：夏琴香张义龙肖刚锋晏畅华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

破裂是金属拉深旋压成形最主要缺陷之一,通过分析拉深旋压时的破裂形式、受力特征及裂纹形成过程,提出构建适用于金属拉深旋压的韧性断裂准则,以实现对拉深旋压破裂缺陷的准确预测与控制。以Haynes230镍基高温合金为研究对象,通过分析... 详细信息

破裂是金属拉深旋压成形最主要缺陷之一,通过分析拉深旋压时的破裂形式、受力特征及裂纹形成过程,提出构建适用于金属拉深旋压的韧性断裂准则,以实现对拉深旋压破裂缺陷的准确预测与控制。以Haynes230镍基高温合金为研究对象,通过分析拉深旋压应力特征,指出最大主应力是导致筒壁中部轴向破裂、最大切应力是导致口部切向破裂的主要原因,并构建出考虑拉深旋压两种破裂形式的修正Lou准则。设计不同应力三轴度的单向拉伸试验,标定韧性断裂准则损伤参数;基于拉深旋压试验,验证适用于拉深旋压的韧性断裂准则,预测镍基高温合金拉深旋压时的损伤破裂。结果表明,由于Lou准则仅考虑了最大切应力的影响,导致工件提前形成轴向破裂。修正的Lou准则同时考虑最大主/切应力的影响,能准确预测拉深旋压破裂的形成位置与形成时刻,其破裂时刻预测的相对误差仅为7%。拉深旋压时当出现口部鼓包缺陷后,损伤在沿鼓包区迅速积累,导致裂纹从鼓包区沿轴向扩展形成轴向破裂。由于旋轮接触区材料在外表面受压应力、内表面受拉应力,使得筒壁中部的内表面更易形成切向破裂。

关键词：镍基高温合金拉深旋压 Lou准则修正的韧性断裂准则破裂预测

振动耦合场作用下低温原位合成AlTi/Al-Mg-Mn基复合材料的组织与力学性能

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材料工程 2022年

作者：范滔林波林驰皓肖华强张卫文华南理工大学机械与汽车工程学院贵州大学机械工程学院

通过超声和机械振动耦合场辅助，采用原位反应法制备了AlTi/ Al-Mg-Mn基复合材料，研究了反应温度和耦合场作用时间对其组织演变和室温力学性能的影响。结果表明，超声和机械振动耦合场可以促进原位反应的进行，分散细化AlTi颗粒。经76... 详细信息

通过超声和机械振动耦合场辅助，采用原位反应法制备了AlTi/ Al-Mg-Mn基复合材料，研究了反应温度和耦合场作用时间对其组织演变和室温力学性能的影响。结果表明，超声和机械振动耦合场可以促进原位反应的进行，分散细化AlTi颗粒。经760℃耦合场处理10min后，AlTi/ Al-Mg-Mn基复合材料室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为222 MPa、119 MPa和8.1%，相比Al-Mg-Mn基体，室温抗拉强度和屈服强度分别提升了17.5%和25.2%，伸长率降低了0.6%。室温力学性能的提升，主要归因于AlTi增强相引起的细晶强化、载荷传递强化和热错配强化，其中热错配强化对于复合材料强度的提升贡献最大。

关键词：原位反应铝基复合材料耦合场 Al Ti增强相显微组织力学性能