检索结果-南通市图书馆

激光增材制造Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料的界面特征及性能

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焊接学报 2023年第10期44卷 27-33,I0004页

作者：李星燃刘政麟姜鹏飞聂明皓张志辉吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130000

采用激光增材制造技术制备了组织致密且无缺陷的Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料(bionic function graded materials,BFGM),并对其界面微观结构、析出相特征和力学性能进行了研究.结果表明,Ti6Al4V/NiTi BFGM呈现由多种晶粒形貌和不规则... 详细信息

采用激光增材制造技术制备了组织致密且无缺陷的Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料(bionic function graded materials,BFGM),并对其界面微观结构、析出相特征和力学性能进行了研究.结果表明,Ti6Al4V/NiTi BFGM呈现由多种晶粒形貌和不规则异常共晶组织组成的非均匀组织,主要为富钛和富镍的固溶体以及(Ti,Ni)化合物.随着NiTi合金含量增加,不同沉积层中析出相的数量和形态发生了显著变化.BFGM的显微结构发生了一系列转变:α+β双相组织→柱状晶+不规则共晶结构→柱状晶→等轴晶→等轴晶+柱状晶.凝固过程中的相聚集、分离和偏析现象严重影响BFGM的力学性能,BFGM最大显微硬度为730.9 HV,归因于脆性Ti2Ni相的存在.BFGM的抗拉强度为202 MPa,断后伸长率为6.5%,显著高于直接连接的Ti6Al4V/NiTi异种材料.拉伸断口具有脆性断裂特征,多个次级裂纹沿晶扩展.创新点:(1)采用激光增材制造技术实现了Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料的无缺陷一体化成型,且获得了无缺陷的界面组织以及优异的力学性能.(2)揭示了仿生功能梯度材料不同沉积层的微观组织演化规律.

关键词：激光增材制造功能梯度材料异质金属材料界面组织力学性能

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受螳螂虾虾螯启发的仿生螺旋结构力学特性

吉林大学学报(工学版) 2023年

作者：齐迎春张照辉陈立新王清扬郭雪于征磊张志辉吉林大学工程仿生教育部重点实验室

受螳螂虾虾螯微观Bouligand结构启发，本文以六边形、圆形、负泊松比、四边形四种胞元作为层间基础结构，建立了四种仿生螺旋结构以及四种对比结构。以热塑性聚氨酯材料为基材，运用3D打印技术进行结构制备。基于准静态压缩试验和数值... 详细信息

受螳螂虾虾螯微观Bouligand结构启发，本文以六边形、圆形、负泊松比、四边形四种胞元作为层间基础结构，建立了四种仿生螺旋结构以及四种对比结构。以热塑性聚氨酯材料为基材，运用3D打印技术进行结构制备。基于准静态压缩试验和数值模拟探究了上述八种结构的吸能性能。结果表明，四种仿生螺旋结构的吸能特性较好，其中仿生六边形螺旋结构比吸能可达531.65 mJ/g。与对应对比结构相比，四种仿生螺旋结构比吸能分别提升64.72%、32.39%、55.84%、25.14%，这表明层间螺旋堆叠分布有效增大了结构的吸能特性，结构变形破坏将会吸收更多的能量。

关键词：工程仿生学螳螂虾虾螯仿生螺旋结构 3D打印准静态压缩吸能特性

大功率质子交换膜燃料电池测试系统的开发与试验

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吉林大学学报(工学版) 2022年

作者：刘镇宁江柯赵韬韬樊文选卢国龙吉林大学工程仿生教育部重点实验室

质子交换膜燃料电池是一种重要的氢能应用方式，并已成为新能源汽车的动力源之一。大功率质子交换膜燃料电池是新能源行业的市场需求和发展目标，而燃料电池测试台架是燃料电池系统开发的重要保障之一。本工作针对当前燃料电池系统大功...

质子交换膜燃料电池是一种重要的氢能应用方式，并已成为新能源汽车的动力源之一。大功率质子交换膜燃料电池是新能源行业的市场需求和发展目标，而燃料电池测试台架是燃料电池系统开发的重要保障之一。本工作针对当前燃料电池系统大功率化的情况，设计开发了一款大功率燃料电池测试试验台，通过对系统的设计、选型、搭建、调试等工作完成了120 kW燃料电池的性能测试。该试验台集成了氢气、空气和热管理控制系统，整合并优化了各子系统之间的布局，使后期维护更加方便。同时，该试验台使用LABVIEW软件设计上位机控制界面，使用Simulink软件设计下位机控制器控制程序并将确定的零部件参数写入控制器，然后通过上位机与控制器之间的CAN盒通讯实现上位机控制界面对系统的在线实时控制，且可根据负载变化自动优化各个零部件运行参数。通过分析该试验台采集的测试数据可评估燃料电池系统是否达到预期设计要求。该试验台对大功率燃料电池系统的研究、生产以及燃料电池试验台的开发有一定的指导意义，为燃料电池系统的开发提供了保障。

关键词：

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“偷师”大自然:仿生海洋防污技术

科学通报 2022年第1期67卷 8-10页

作者：靳会超田丽梅赵杰任露泉吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 吉林大学威海仿生研究院威海264207

海洋生物污损指的是海洋中的细菌、藻类、藤壶等在水下表面附着和生长的一种现象[1].生物污损会增加船体阻力、加速表面腐蚀、破坏螺旋桨,导致额外的油耗和过高的维护成本.额外的油耗加剧了CO2、SO2等气体的过量排放,影响各国政府对"碳... 详细信息

海洋生物污损指的是海洋中的细菌、藻类、藤壶等在水下表面附着和生长的一种现象[1].生物污损会增加船体阻力、加速表面腐蚀、破坏螺旋桨,导致额外的油耗和过高的维护成本.额外的油耗加剧了CO2、SO2等气体的过量排放,影响各国政府对"碳中和"目标的实现.海洋生物污损还对跨海大桥、钻井平台、养殖网箱、海底管道等多种水下设施具有负面影响[2].据统计,海洋生物污损每年给全球海洋工业造成的损失超过150亿美元[3].传统的防污涂层一般通过释放有毒物质(例如氧化铜、三丁基锡等)杀死污损生物来达到防污效果.

关键词：海洋生物污损跨海大桥防污效果有毒物质海洋防污全球海洋污损生物表面腐蚀

基于注意力与深度交互的周车多模态行为轨迹预测

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吉林大学学报（工学版） 2023年第5期53卷 1474-1480页

作者：田彦涛黄兴卢辉遒王凯歌许富强吉林大学通信工程学院长春130022 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

设计了一种车辆深度交互编码并结合基于注意力机制的解码器模型,该模型同时输出车辆多模态行为预测结果和未来轨迹预测分布。使用公开的NGSIM US-101和I-80数据集评估所提出的模型,并且对模型多模态行为机动预测进行了定性分析。结果表... 详细信息

设计了一种车辆深度交互编码并结合基于注意力机制的解码器模型,该模型同时输出车辆多模态行为预测结果和未来轨迹预测分布。使用公开的NGSIM US-101和I-80数据集评估所提出的模型,并且对模型多模态行为机动预测进行了定性分析。结果表明:该模型具有较好的均方根误差值(RMSE),在提升了计算效率的基础上获得了更高的轨迹预测精度。

关键词：车辆工程轨迹预测多模态预测注意力机制门控循环单元

冰雪环境下基于神经网络的驾驶人换道意图识别

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吉林大学学报（工学版） 2023年第1期53卷 273-284页

作者：卢辉遒赵枫谢波田彦涛吉林大学通信工程学院长春130012 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

驾驶人驾驶汽车行驶过程会受到很多因素影响,不同的驾驶人相应的操作习惯不相同,不同路况驾驶方式也会不同。因此,本文对冰雪环境下行车特点进行分析,依据Carmaker搭建的半实物模拟驾驶仿真平台采集该条件下(包含对开路面)驾驶人行为参... 详细信息

驾驶人驾驶汽车行驶过程会受到很多因素影响,不同的驾驶人相应的操作习惯不相同,不同路况驾驶方式也会不同。因此,本文对冰雪环境下行车特点进行分析,依据Carmaker搭建的半实物模拟驾驶仿真平台采集该条件下(包含对开路面)驾驶人行为参数以及车辆参数等数据,分析选取特征参数,建立数据样本库。基于神经网络建立意图识别模型,对模型分别从单一工况、复合工况进行验证,通过实验分析了模型性能,实验结果表明该模型能在对开路面准确识别驾驶人意图。

关键词：交通运输系统工程驾驶人意图神经网络模拟驾驶仿真分析

基于Frenet框架的协同自适应巡航控制算法设计

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吉林大学学报（工学版） 2022年第7期52卷 1687-1695页

作者：聂光明谢波田彦涛吉林大学通信工程学院长春130022 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

当前对协同自适应巡航控制算法的研究主要集中在单车道纵向方向上,对横向控制考虑的很少,但实际车辆运动过程中转弯以及换道等场景必不可少。为此,本文基于Frenet框架对车队中单个车辆的动力学模型在横向与纵向两个自由度进行解耦。针... 详细信息

当前对协同自适应巡航控制算法的研究主要集中在单车道纵向方向上,对横向控制考虑的很少,但实际车辆运动过程中转弯以及换道等场景必不可少。为此,本文基于Frenet框架对车队中单个车辆的动力学模型在横向与纵向两个自由度进行解耦。针对车辆的纵向控制问题,通过满足指数收敛条件来保证被控车辆对临近前车和首车的跟踪性,并通过sigmoidal函数来平衡跟踪权重。针对车辆的横向控制问题,采用李雅普诺夫方法进行控制算法设计。仿真实验结果验证了本文控制算法的有效性。

关键词：车辆工程协同自适应巡航控制轨迹跟踪 Frenet框架

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仿生条纹形磨辊磨损试验及耐磨机理分析

吉林大学学报（工学版） 2018年第6期48卷 1787-1792页

作者：熙鹏丛茜王庆波郭华曦吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

为了提高辊压机磨辊的耐磨性能,模仿自然界中生物体表形态,在磨辊表面设计并加工出不同深度、不同周向个数的仿生条纹形结构,并根据正交试验设计方案对磨辊进行磨损试验。结果表明:仿生条纹形结构能有效提高磨辊的耐磨性能,条纹深度和... 详细信息

为了提高辊压机磨辊的耐磨性能,模仿自然界中生物体表形态,在磨辊表面设计并加工出不同深度、不同周向个数的仿生条纹形结构,并根据正交试验设计方案对磨辊进行磨损试验。结果表明:仿生条纹形结构能有效提高磨辊的耐磨性能,条纹深度和条纹周向个数对磨损量均有影响。相较于标准磨辊,仿生磨辊的耐磨性最大可提高72.1%。分析仿生磨辊耐磨机理发现:条纹形结构使磨辊与石英砂接触更加充分均匀,同时减少了石英砂在其表面滑磨的机率,从而优化了磨辊整体及各局部的受力情况,是提高磨辊耐磨性的重要原因。

关键词：工程仿生学耐磨性磨损试验磨辊条纹形

提高耐磨与破碎性的仿生凹坑形磨辊设计与试验

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农业工程学报 2018年第8期34卷 55-61页

作者：熙鹏丛茜滕凤明郭华曦吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130025

为了提高水泥辊压机磨辊的耐磨性与破碎性,以仿生非光滑理论为指导,在磨辊表面设计并加工出具有不同直径、不同深度、不同轴向间距及周向个数的仿生凹坑形结构,根据正交表编制试验方案并对磨辊进行磨损及破碎性试验。试验结果表明,仿生... 详细信息

为了提高水泥辊压机磨辊的耐磨性与破碎性,以仿生非光滑理论为指导,在磨辊表面设计并加工出具有不同直径、不同深度、不同轴向间距及周向个数的仿生凹坑形结构,根据正交表编制试验方案并对磨辊进行磨损及破碎性试验。试验结果表明,仿生凹坑形结构可以有效提高磨辊的耐磨性与破碎性。相对于标准磨辊,其耐磨性最大提高29.06%,破碎性最大提高18.7%。当仿生磨辊的凹坑直径为8 mm、凹坑深度为2 mm、轴向凹坑间距为16 mm、周向凹坑个数为12时,是兼具耐磨性及破碎性的最优辊。通过有限元方法对磨辊所受应力进行分析时发现,合理的仿生凹坑形结构可以优化磨辊表层受力,减少磨辊磨损;磨辊挤压石英砂破碎时受到的最大挤压力是影响其破碎性的重要因素。通过单颗粒石英砂破碎试验可知,仿生凹坑形结构减少了石英砂对其表面的刻划,分散了石英砂对其表面的挤压力,提高了磨辊的耐磨性及破碎性。

关键词：仿生耐磨性设计磨辊凹坑形破碎性