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基于光电二极管的激光选区熔化过程监测及信号分析

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中国激光 2025年

作者：王迪唐涛蒋仁武于佳明周龙周瀚翔王岩孙莉华张英杰杨永强华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学吴贤铭智能工程学院

激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）成形过程中，熔池的稳定性会严重影响到成形零件的表面及内部质量。本文根据成形过程中金属粉末吸收激光能量熔化后产生光辐射的原理，搭建了基于光电二极管的SLM同轴在线监测装置，采集了... 详细信息

激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）成形过程中，熔池的稳定性会严重影响到成形零件的表面及内部质量。本文根据成形过程中金属粉末吸收激光能量熔化后产生光辐射的原理，搭建了基于光电二极管的SLM同轴在线监测装置，采集了在无保护气氛下打印过程中高温熔池的辐射时序信号，重点讨论了工艺参数对成形性能与光辐射信号的影响机制及映射关系。研究结果表明，随着激光功率的提升，光信号在时域下的均值升高，力学性能也随之增强，表面粗糙度呈现下降的趋势，并且孔隙率大幅度下降。而扫描速度与信号均值并无明显相关，但孔隙率随着扫描速度的提高先减小后增大。在不同扫描间距下，随着光信号幅值的升高，表面粗糙度和孔隙率都有所降低。各工艺组的密度平均值随信号均值同步下降，在同一工艺组内，信号均值的变化不明显，保持在一稳定水平，扫描间距的增大使得样品的密度与光信号呈现先增大后减小的趋势。进一步利用快速傅里叶变换和小波变换等信号处理技术分析了光信号在时频域上的特征变化，发现特征峰的出现和分布可能与功率无显著关系，而与扫描速度密切相关，在降低输入能量后，峭度值下降，熔池稳定性提高，受高能束冲击诱导产生的飞溅也得到显著的抑制。

关键词：激光选区熔化过程监测光辐射信号信号分析

数字创新韧性：概念、测量与演化模式识别——基于中国制造业上市企业的分析

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科学学研究 2025年

作者：廖杨月余传鹏林春培华南理工大学旅游管理系华南理工大学广州数字创新研究中心华侨大学工商管理学院

在百年未有之大变局加速演进背景下，愈加频发的逆境事件以及变幻莫测的经营环境使得企业数字创新实践面临极大挑战和威胁。为有效抵抗组织内外不确定性和颠覆性冲击，许多企业在数字创新过程中塑造弹性应对衰落危机的能力并从失败风险... 详细信息

在百年未有之大变局加速演进背景下，愈加频发的逆境事件以及变幻莫测的经营环境使得企业数字创新实践面临极大挑战和威胁。为有效抵抗组织内外不确定性和颠覆性冲击，许多企业在数字创新过程中塑造弹性应对衰落危机的能力并从失败风险中快速恢复、发展和进化，这一现象被定义为数字创新韧性。在此基础上，厘清数字创新韧性的具体内涵，明确数字创新韧性的测度方式以及演化模式，是构筑自立自强数字创新体系与实现制造强国战略目标的内在要求。文章首先从组织韧性切入，在揭示创新韧性内涵的基础上引申出数字创新韧性这一概念；其次，以数字技术专利申请时序数据替代数字创新对不确定性冲击的即时响应，使用核心变量法对企业数字创新韧性进行测度；最后，借助时间序列特征工程对企业数字创新韧性时序数据进行统计指标提取以降维，并结合K-means聚类算法将样本期内数字创新韧性演化趋势相似的企业进行群组划分，从而识别出随机振荡型、增长乏力型、后发追赶型和核心引领型四种演化模式。上述研究既能为正确评估企业数字创新韧性水平提供学理依据，还能为学界依据不同类型演化模式探索企业数字创新韧性差异化提升路径提供有益启示。

关键词：数字创新韧性概念内涵测度方法演化模式机器学习

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基于跨模态自适应融合网络的多光谱目标检测

计算机工程与应用 2025年

作者：郑尚坡刘俊峰曾君徐诗康廖丁丁华南理工大学自动化科学与工程学院华南理工大学电力学院

多光谱目标检测技术通过融合来自不同光谱模态的图像（如RGB图像与热红外图像），以实现在低能见度等复杂环境中准确检测出物体。然而，现有方法在模态交互过程中往往会导致某一模态特征信息占据主导地位，以至于忽略或丢失另一种模态... 详细信息

多光谱目标检测技术通过融合来自不同光谱模态的图像（如RGB图像与热红外图像），以实现在低能见度等复杂环境中准确检测出物体。然而，现有方法在模态交互过程中往往会导致某一模态特征信息占据主导地位，以至于忽略或丢失另一种模态的关键特征信息，难以充分挖掘和利用不同模态之间的互补信息以及模态内固有的特定细节信息。此外，大多方法采用较为简单的特征融合策略，导致模型并不能有效区分和融合各模态的关键特征，限制了模型检测精度的提升。为解决这些挑战，提出一种跨模态自适应融合网络模型（Cross-modality Adaptive Fusion Network， CAFNet），该网络架构由跨模态交互Transformer（Cross-modality Interactive Transformer，CMIT）模块、多模态自适应加权融合（Multimodal Adaptive Weighted Fusion，MAWF）模块和3D注意力特征增强（3D Attention Feature Enhancement，3D-AFE）模块共同组成。其中基于Transformer结构设计的CMIT模块用于有效挖掘和利用模态间的互补特征信息和模态内的细节特征信息；MAWF模块用于实现高效的多模态特征自适应融合；3D-AFE模块则通过引入Non-local和SimAM注意力机制，增强模型对关键特征的全面感知能力。在FLIR、LLVIP和VEDAI多光谱数据集上的大量实验结果和消融研究证实了所提方法的有效性，且检测性能超越多个当前主流方法。

关键词：注意力机制 Transformer 多光谱目标检测跨模态自适应特征融合特征增强

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基于分子动力学的网联自主车辆换道决策模型

复杂系统与复杂性科学 2025年

作者：杨宇翔曲大义崔善柠王韬王可栋青岛理工大学交通运输工程系青岛黄海学院智能制造学院

车辆驾驶行为受复杂交通场景多维要素约束，其换道决策是自动驾驶领域的关键。为了解决传统换道模型忽略车辆间相互作用的缺陷，分析了车辆间相互作用与分子间力的关系，基于分子相互作用Buckingham势函数，建立了车辆换道决策模型。依... 详细信息

车辆驾驶行为受复杂交通场景多维要素约束，其换道决策是自动驾驶领域的关键。为了解决传统换道模型忽略车辆间相互作用的缺陷，分析了车辆间相互作用与分子间力的关系，基于分子相互作用Buckingham势函数，建立了车辆换道决策模型。依托SUMO软件，从安全性、高效性、舒适性三个方面，与SL2015换道模型对比分析。结果表明，相互作用势决策模型降低了45%的危险换道次数；平均速度提高了3.38%，平均通过数提升了5.12%。相互作用势模型系统描述了车辆间相互作用关系，为网联自主车辆做出安全高效舒适的换道决策提供理论基础。

关键词：网联自主车辆换道决策模型 Buckingham势函数 SUMO仿真

量化极端气候指数对秦巴山区植被净初级生产力动态的贡献

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水土保持学报 2025年

作者：郝成元曾秋强河南理工大学测绘与国土信息工程学院

[目的]为深入了解极端气候事件对秦巴山地植被净初级生产力的影响。[方法]以秦巴山区为例证区，使用1960—2023年161个气象站点观测数据与2001—2020年MOD17A3数据集，应用拟合回归、岭回归等分析方法，研究二者时空演变和量化极端气候... 详细信息

[目的]为深入了解极端气候事件对秦巴山地植被净初级生产力的影响。[方法]以秦巴山区为例证区，使用1960—2023年161个气象站点观测数据与2001—2020年MOD17A3数据集，应用拟合回归、岭回归等分析方法，研究二者时空演变和量化极端气候指数对NPP变化趋势的贡献量。[结果] 1)研究区NPP总体发展向好，年平均增长率为5.02 g/（m2·a）(以C计)；2)1960—2023年秦巴山区极端暖事件显著增加，极端冷事件显著减少，而极端降水事件变化不明显；3)冷日持续日数、冰冻日数、冷夜日数、持续干期、中雨日数、大雨日数及热夜日数的变化对NPP变化趋势产生积极影响，其中冷夜日数贡献量最大；5日最大降水量的变化对NPP变化趋势产生消极影响。[结论]研究可为气候变暖背景下秦巴山区陆地生态保育及应对极端气候事件提供数据或理论支撑。

关键词：秦巴山区岭回归分析 NPP 极端气温指数极端降水指数

基于一维卷积残差网络的微热管几何结构及制造工艺参数预测

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中国科学:技术科学 2025年

作者：李勇张靖昊刘苑喆高昂陈昕宇张泽华华南理工大学机械与汽车工程学院

压扁型微热管在散热领域应用广泛,微热管传统设计方法依赖人工经验及多次重复实验以确定其几何结构及制造工艺参数,耗时费力.本文提出一种基于copula熵(copula entropy, CE)和一维卷积残差网络的微热管几何结构及制造工艺参数预测方法.... 详细信息

压扁型微热管在散热领域应用广泛,微热管传统设计方法依赖人工经验及多次重复实验以确定其几何结构及制造工艺参数,耗时费力.本文提出一种基于copula熵(copula entropy, CE)和一维卷积残差网络的微热管几何结构及制造工艺参数预测方法.通过功率测试设备收集微热管样品的传热性能数据,构建性能数据集;利用copula熵表征微热管结构设计需求参数及最大传热功率间关联程度,通过特征筛选获得微热管设计需求关键参数;通过训练一维卷积残差网络建立微热管设计需求关键参数与其几何结构及制造工艺参数映射关系.将该模型与传统人工神经网络进行对比,以微热管设计需求关键参数为输入且具有残差结构的一维卷积网络模型精度更高,在测试集上误差仅为0.66%.最后,根据实际微热管设计需求,对所提出方法进行验证,结果表明该方法能较好实现微热管几何结构及制造工艺参数预测.

关键词：微热管参数预测 copula熵一维卷积残差

黄原胶生物聚合物改良膨胀土裂隙演化规律研究

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 106-114页

作者：欧阳淼张红日邓人睿王桂尧肖杰赵亚长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 广西交科集团有限公司广西南宁530007 上海交通大学土木工程系上海200240 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

采用既可抑制膨胀土裂隙扩展,又不影响坡面植被生长的黄原胶生物聚合物对膨胀土进行改良,是膨胀土边坡生态防护新思路。对黄原胶改良膨胀土开展室内干湿循环试验,利用数字图像处理技术(PCAS)对裂隙发育的整个过程进行定量分析,探究了黄... 详细信息

采用既可抑制膨胀土裂隙扩展,又不影响坡面植被生长的黄原胶生物聚合物对膨胀土进行改良,是膨胀土边坡生态防护新思路。对黄原胶改良膨胀土开展室内干湿循环试验,利用数字图像处理技术(PCAS)对裂隙发育的整个过程进行定量分析,探究了黄原胶掺量对膨胀土裂隙形态特征指标的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)试验分析了改良前后膨胀土的微观结构与矿物成分的变化,结合膨胀率试验结果探讨了黄原胶对膨胀土的改良机理。研究结果表明,黄原胶的掺入可以有效提高膨胀土的保水性和抗裂性,试样的平均失水速率和裂隙率均随着掺量的增加呈减小趋势;黄原胶能够降低干湿循环效应对膨胀土的影响,将裂隙宽度控制在较小范围内,增湿过程中易闭合;黄原胶主要通过两个方面抑制膨胀土开裂,一方面通过成键和胶结作用与土颗粒形成“桥联”结构,整体增强土体的抗拉强度;另一方面通过填充和成膜作用阻隔水分与土颗粒接触,减小黏土矿物的水化膜厚度。

关键词：道路工程黄原胶生物聚合物干湿循环裂隙微观结构

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母乳低聚糖对Caco-2肠上皮细胞屏障功能的影响及机制研究

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中国食品学报 2025年

作者：蔡然李红叶郑雨星陈桔淳刘斐童张斌华南理工大学食品科学与工程学院健合集团中国创新与研究中心

母乳低聚糖（human milk oligosaccharides， HMOs）是母乳中的关键活性成分，具有调节肠道菌群、保护肠道屏障完整性和调节免疫等重要的生理功能。本研究构建Caco-2细胞肠上皮屏障及炎症损伤模型，用2’-岩藻糖基乳糖（2’-fucosyllact... 详细信息

母乳低聚糖（human milk oligosaccharides， HMOs）是母乳中的关键活性成分，具有调节肠道菌群、保护肠道屏障完整性和调节免疫等重要的生理功能。本研究构建Caco-2细胞肠上皮屏障及炎症损伤模型，用2’-岩藻糖基乳糖（2’-fucosyllactose， 2’-FL）、3’-唾液酸乳糖（3’-sialyllactose， 3’-SL）和乳糖-N-新四糖（lacto-N-neotetraose， LNnT）三种分别代表中性岩藻糖基化、唾液酸化和中性非岩藻糖基化的HMO进行干预。通过测定细胞跨膜电阻值表征肠屏障完整性，采用酶联免疫吸附法测定炎症因子的分泌水平，以及实时荧光定量PCR技术分析紧密连接和炎症相关基因的表达水平，旨在探究HMO对肠屏障功能的保护作用及其调控机制。结果表明，三种HMO均能浓度依赖性地提高跨膜电阻值，降低IL-6和IL-8的基因表达水平和分泌量，抑制IL-1β、TNF-α、COX-2和iNOS的基因表达，提高Claudin-1、Claudin-3、ZO-1、ZO-2和Occludin的转录活性，并抑制NF-κB信号通路的激活但该作用未表现出浓度依赖性。三种HMO在高浓度下（2.4 mg/mL和10 mg/mL）能发挥显著的肠屏障保护作用和抗炎活性，研究结果为HMO增强肠屏障功能和免疫调节功能的应用提供科学证据。

关键词：母乳低聚糖肠屏障功能抗炎作用 NF-κB信号通路 Caco-2肠上皮细胞

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含初始损伤饱水花岗岩的冲击破坏规律

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 51-64页

作者：褚怀保陈璐阳杨小林王东辉魏海霞孙博河南理工大学土木工程学院河南焦作454003

为研究饱水和初始损伤对冲击荷载下花岗岩宏观和微观破坏特征的影响,开展了X射线衍射、霍普金森和扫描电镜试验,利用分形维数对花岗岩的破碎块度和断口形貌进行了分析,探讨了图像放大倍数对分形维数的影响,分析了冲击荷载下饱水后花岗... 详细信息

为研究饱水和初始损伤对冲击荷载下花岗岩宏观和微观破坏特征的影响,开展了X射线衍射、霍普金森和扫描电镜试验,利用分形维数对花岗岩的破碎块度和断口形貌进行了分析,探讨了图像放大倍数对分形维数的影响,分析了冲击荷载下饱水后花岗岩的微观致裂机制。结果表明:饱水后花岗岩中角闪石、钠长石、微斜长石和石英的占比减少,高岭石占比显著提高;随着初始损伤的增大,花岗岩的动态峰值应力逐渐减小,而破碎程度和块度分形维数逐渐增大,且初始损伤对块度分形维数的影响大于饱水的影响;随着初始损伤的增加,断口出现更多的微裂纹和碎屑,断口图像的分形维数也逐渐增加;放大倍数在400~3200范围内时,断口图像分形维数随着图像放大倍数的增大而增加,超过3200后,分形维数减小。

关键词：岩石动力学矿物成分破碎块度断口微观形貌分形维数