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再生碳纤维铺层取向优化及复合材料性能

复合材料学报 2024年第7期41卷 3525-3535页

作者：黄海鸿孔令成刘威豪阮浩达合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥学院先进制造工程学院合肥230601

回收得到的再生碳纤维(RCF)多为蓬松杂乱的短纤维束,基于湿法纤维取向技术可对其重新取向。传统纤维增强复合材料通常将纤维沿单向铺层,对开孔制件难以完全发挥纤维的增益效果,通过纤维曲线铺层可以提高复合材料的结构性能。本文通过设... 详细信息

回收得到的再生碳纤维(RCF)多为蓬松杂乱的短纤维束,基于湿法纤维取向技术可对其重新取向。传统纤维增强复合材料通常将纤维沿单向铺层,对开孔制件难以完全发挥纤维的增益效果,通过纤维曲线铺层可以提高复合材料的结构性能。本文通过设计纤维分散实验,研究了一定RCF含量与不同浓度羟乙基纤维素(HEC)的最优配置参数。利用自行搭建的纤维取向路径可调控装置,将制备的分散液铺放得到不同轨迹和形状的纤维毡,基于二维快速傅里叶变换(2D FFT)评价RCF的取向效果。通过模压成型制备RCF/环氧树脂(EP)复合材料开孔试样,分析了不同铺层路径对开孔试样承载能力的影响。结果表明:当6 mm RCF含量为6 g/L时,最优HEC浓度为14 g/L;按曲线路径制备的开孔试样有效减少开孔处的应力集中,较无序路径和水平路径开孔试样,极限载荷分别提高了69.5%、35.9%。研究拓宽了RCF/EP复合材料结构的设计自由度,为实现RCF材料的高性能再利用提供了参考。

关键词：再生碳纤维纤维取向路径规划再利用力学性能

融合深度迁移学习和改进ThunderNet的瓷砖表面缺陷检测

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电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 208-218页

作者：陈克琼卓士虎赵晨曦傅立涛王家铭李帷韬合肥大学先进制造工程学院合肥230601 合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

瓷砖生产过程中由于环境的复杂性和随机性导致缺陷特性各异,实际中要构建大规模、高质量的瓷砖表面缺陷数据样本非常困难,而小样本条件下的可分特征信息不足对瓷砖表面缺陷检测的精度有较大影响。针对这一问题,探索了一种融合深度迁移... 详细信息

瓷砖生产过程中由于环境的复杂性和随机性导致缺陷特性各异,实际中要构建大规模、高质量的瓷砖表面缺陷数据样本非常困难,而小样本条件下的可分特征信息不足对瓷砖表面缺陷检测的精度有较大影响。针对这一问题,探索了一种融合深度迁移学习和改进两阶段ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测方法。首先,提出了一种基于改进ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测模型,阐述了模型的结构与功能特点;其次,构造了瓷砖表面缺陷深度特征空间参数迁移决策机制,以有效提升样本特征表征能力;第三,基于可切换空洞卷积(switchable atrous convolution,SAC)优化ShuffleNet骨干网络,增强模型对缺陷形状变化的学习能力;第四,提出了基于多尺度映射和通道注意力(squeeze and excitation,SE)的特征融合算法,实现有限特征层次中瓷砖表面缺陷特征信息多层次差异化表征;最后,给出了融合深度迁移学习和改进ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测算法。实验数据表明,在相同的瓷砖表面缺陷测试集上,本文方法对于小样本条件下瓷砖表面缺陷检测具有优越的性能,模型平均精度、平均召回率和平均检测速度分别达到87.22%、93.69%、61.6 ms/img,与传统ThunderNet模型相比,平均精度和平均召回率分别提高了9.30%、4.16%,其中,基于SAC最优空洞率组合{1,2},模型精度提高了5.51%,基于SE的最优压缩率24,模型精度提高了6.16%,基于本文迁移机制,模型精度提高了3.86%,同时加速了网络收敛。本文方法相比于传统ThunderNet网络和其他主流检测模型,通过迁移机制知识共享提高小样本对象特征表达能力,通过引入SAC和SE在控制模型规模的前提下实现对象特征的层次化表征,有效提升了模型的实时性和可靠性。

关键词：瓷砖表面缺陷检测可切换空洞卷积迁移学习通道注意力特征融合小样本

基于前车轨迹预测的智能车辆高速主动避撞方法

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机械工程学报 2024年第10期60卷 289-301页

作者：赵林峰丰肖方婷王宁陈无畏王慧然合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 合肥大学先进制造工程学院合肥230601 安徽省智能车辆控制与集成设计技术工程研究中心合肥230601

对于智能车辆高速主动避撞,目前的研究大多没有着重考虑车辆动力学模型,这直接限制了避撞算法在实际应用的安全性。为此基于前方相邻车辆的预测轨迹和自车动力学稳定性,提出一种基于前车轨迹预测的智能车辆高速主动避撞改进方法。基于... 详细信息

对于智能车辆高速主动避撞,目前的研究大多没有着重考虑车辆动力学模型,这直接限制了避撞算法在实际应用的安全性。为此基于前方相邻车辆的预测轨迹和自车动力学稳定性,提出一种基于前车轨迹预测的智能车辆高速主动避撞改进方法。基于下一代交通仿真(Next generation simulation,NGSIM)数据集进行数据处理与特征提取;搭建长短期记忆循环神经网络(Long short-term memory-recurrent neural network,LSTM-RNN)预测模型并进行训练、预测和验证,得到前车多时域预测轨迹;根据前车预测轨迹和自车动力学稳定性,设计合理的主动换道避撞策略。基于优劣解距离(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)算法规划出具备安全性的主动避撞路径;搭建Prescan-Simulink-Carsim硬件在环试验平台,对提出的主动避撞方法进行试验验证,结果表明该方法可有效解决高速场景下的避撞安全性问题。

关键词：智能车辆高速主动避撞轨迹预测动力学稳定性硬件在环

基于迁移学习的变刀具-刀柄夹持状态下数控铣削稳定性预测研究

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机械工程学报 2024年第3期60卷 296-304页

作者：邓聪颖邓子豪林丽君陈翔马莹禄盛重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 成都大学机械工程学院成都610106

分析刀具-刀柄结合状态变化时的数控铣削稳定性,其效率因需重复测量刀尖点频响函数而降低。针对此问题,引入迁移学习提出仅需测量目标刀具少量悬伸量下刀尖点频响函数的铣削稳定性预测方法。首先,测量源刀具多个悬伸量和目标刀具少量悬... 详细信息

分析刀具-刀柄结合状态变化时的数控铣削稳定性,其效率因需重复测量刀尖点频响函数而降低。针对此问题,引入迁移学习提出仅需测量目标刀具少量悬伸量下刀尖点频响函数的铣削稳定性预测方法。首先,测量源刀具多个悬伸量和目标刀具少量悬伸量的刀尖点频响函数,采用铣削稳定性解析法获取各铣削参数组合的加工振动状态信息,构建充足的源域数据和少量的目标域数据,并通过源域和目标域的相似匹配筛选源域样本,然后结合神经网络和TrAdaBoost迁移学习算法,自适应更新源域与目标域混合样本权重,建立目标刀具的铣削加工振动状态分类器。以三组刀柄-刀具组合进行实例分析,少样本下采用迁移学习后两组目标刀具的分类器精度分别提升了10.93%、6.25%,并通过铣削实验验证了所提方法的有效性。

关键词：铣削加工稳定性预测刀具夹持长度迁移学习

加速碳化条件下不同养护制度对碱矿渣混凝土钢筋锈蚀的影响

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材料导报 2024年第11期38卷 158-165页

作者：梁咏宁刘务东赵凯季韬福州大学先进制造学院福建泉州362251 福州大学土木工程学院福州350108

研究了加速碳化环境(CO_(2)浓度为20%)下,标准养护、饱和Ca(OH)_(2)溶液养护和蒸压养护对CaO+Na_(2)CO_(3)为激发剂的碱矿渣混凝土(CNC)中钢筋锈蚀的影响。结果表明,与标准养护相比,饱和Ca(OH)_(2)溶液养护不改变CNC的水化产物,但使其... 详细信息

研究了加速碳化环境(CO_(2)浓度为20%)下,标准养护、饱和Ca(OH)_(2)溶液养护和蒸压养护对CaO+Na_(2)CO_(3)为激发剂的碱矿渣混凝土(CNC)中钢筋锈蚀的影响。结果表明,与标准养护相比,饱和Ca(OH)_(2)溶液养护不改变CNC的水化产物,但使其早期水化更加充分,因此平均孔径减小;蒸压养护使CNC水化产物由C-S-H凝胶转化为水榴石与11-?型的托勃莫来石,平均孔径和总孔隙率显著减小。在相同的加速碳化龄期下,与标准养护相比,饱和Ca(OH)_(2)溶液养护和蒸压养护的CNC碳化深度降低、CNC中钢筋发生高概率锈蚀时间延缓、钢筋失重率下降。与相同养护条件下的普通硅酸盐混凝土相比,标准养护和饱和Ca(OH)_(2)溶液养护的CNC中钢筋抗锈蚀能力远小于普通硅酸盐混凝土,而蒸压养护的CNC中钢筋抗锈蚀能力大于普通硅酸盐混凝土。

关键词：碳化养护制度碱矿渣混凝土孔结构电化学测试失重率钢筋锈蚀

脉冲宽度对火花放电种植TiC颗粒微观组织和性能的影响

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材料工程 2024年

作者：宋温馨王德刘频熊震宇王文琴邓绍俊陈辉张帅南昌航空大学航空制造工程学院南昌大学先进制造学院

火花放电颗粒种植时由于在电极与基体之间引入了颗粒，导致其成形过程与传统电火花沉积工艺存在差异。因此，本文选用不同脉冲宽度下，在单晶高温合金基体表面种植TiC颗粒，通过观察其表面形貌和截面形貌，并通过剪切力实验探究其力学... 详细信息

火花放电颗粒种植时由于在电极与基体之间引入了颗粒，导致其成形过程与传统电火花沉积工艺存在差异。因此，本文选用不同脉冲宽度下，在单晶高温合金基体表面种植TiC颗粒，通过观察其表面形貌和截面形貌，并通过剪切力实验探究其力学性能，结合种植过程的能量特性，研究脉冲宽度对火花放电种植TiC颗粒微观组织和性能的影响。研究结果表明，在火花放电颗粒种植过程中，颗粒与基板均产生熔化并融合在一起，颗粒与基体出现冶金结合，颗粒表面的微孔被消除，而内部的孔隙被金属填充。随着脉冲宽度的增大，火花放电颗粒种植的脉冲能量升高，颗粒的熔合区增大，颗粒与基板接触角度减小。由于脉冲宽度增大（如脉宽为80%），导致颗粒出现破碎，降低了颗粒的剪切力性能，所以在本文实验中，脉宽为60%情况下颗粒的剪切力性能最优。

关键词：脉冲宽度 TiC颗粒组织剪切力性能

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课程思政融入“双元制”教育模式的路径研究

合肥大学学报 2024年第4期41卷 121-127页

作者：李鹤鸣合肥大学先进制造工程学院合肥230601

将课程思政有机融入“双元制”教育模式中是保证学生树立正确的价值取向,提升专业课程的教育质量的重要途径。但是融入的过程中出现轻视思政教育、缺乏体系建设、背离思政目标等问题。课程思政融入“双元制”教育,应做好顶层设计,提炼... 详细信息

将课程思政有机融入“双元制”教育模式中是保证学生树立正确的价值取向,提升专业课程的教育质量的重要途径。但是融入的过程中出现轻视思政教育、缺乏体系建设、背离思政目标等问题。课程思政融入“双元制”教育,应做好顶层设计,提炼思政目标;深挖思政元素,有机融入课程;创新思政方法,提升育人能力;理论实践结合,强化思政实效;加强教学反思,优化考核评价。

关键词：课程思政 “双元制”教育模式校企协同育人

基于集成RSM和NSGA-Ⅱ的SLM成形GH3625高温合金尺寸精度优化研究

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稀有金属材料与工程 2024年第9期 2624-2632页

作者：曾权王克鲁鲁世强鲁翠媛李鑫周潼汪增强南昌航空大学航空制造工程学院南昌大学先进制造学院

为了提高选区激光熔化（SLM）成形零件的尺寸精度，本研究提出了一种集成响应面法（RSM）和非支配排序遗传算法-Ⅱ（NSGA-Ⅱ）的方法来优化SLM成形GH3625高温合金的尺寸精度。首先采用响应面法建立了SLM工艺参数与X、Y和Z方向的尺寸误... 详细信息

为了提高选区激光熔化（SLM）成形零件的尺寸精度，本研究提出了一种集成响应面法（RSM）和非支配排序遗传算法-Ⅱ（NSGA-Ⅱ）的方法来优化SLM成形GH3625高温合金的尺寸精度。首先采用响应面法建立了SLM工艺参数与X、Y和Z方向的尺寸误差模型，然后通过NSGA-Ⅱ对模型进行多目标优化。结果表明：响应面法构建的模型具有较高的预测精度，其相关系数R2依次为0.9456、0.9842、0.9704；优化算法在迭代1500次时，能够获得最优的加工参数区间：激光功率250.8～310 W、扫描速度1028～1400 mm/s、扫描间距0.071～0.084 mm；最终，试验验证结果表明该集成方法具有较高的可靠性，其X、Y、Z方向尺寸误差的ARE依次为5.95%、4.92%、3.97%。

关键词：选区激光熔化 GH3625高温合金尺寸精度响应面法非支配排序遗传算法-Ⅱ

基于非线性建模与拟合的永磁同步电机转子初始位置精确估计方法

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 142-151页

作者：姚培煜冯国栋吴轩彭卫文丁北辰中山大学智能工程学院广东深圳518107 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中山大学先进制造学院广东深圳518107

针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在... 详细信息

针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在大部分转子位置易受测量噪声的影响。为此,提出基于多项式模型建立位置估计非线性模型,选取合适的模型参数,利用少量测试点拟合该模型,即可实现初始位置的快速精确估计,有效提高了估计精度与系统抗干扰能力。实验与仿真结果表明,相比现有方法,提出的方法易于实现,无需复杂滤波器与观测器设计,仅需要选取少量测试点即可快速估计精确转子初始位置,在保证估计精度的同时改进了传统估计方法收敛速度慢问题。

关键词：永磁同步电机高频信号注入转子初始位置估计多项式模型非线性模型

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