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激光去除AH32钢漆层的数值模拟及实验研究

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光电子·激光 2025年第1期36卷 93-99页

作者：张鑫王涛冯伟峰顾志同河北工业大学机械工程学院

采用有限元模拟软件建立激光去除AH32钢表面环氧树脂漆层的数值模型，并在其表面加载脉冲激光清洗过程。探究了不同激光参数对激光去除AH32船用钢表面漆层的温度场影响。模拟结果表明，漆层表面最高温度随光斑中心的移动而变化，其扫描... 详细信息

采用有限元模拟软件建立激光去除AH32钢表面环氧树脂漆层的数值模型，并在其表面加载脉冲激光清洗过程。探究了不同激光参数对激光去除AH32船用钢表面漆层的温度场影响。模拟结果表明，漆层表面最高温度随光斑中心的移动而变化，其扫描轨迹呈彗星状；漆层表面最高温度随光斑直径和扫描速度的增大而减小，随激光重复频率和激光功率的增大而增大，并通过实物清洗实验验证此规律，观察其清洗后的表面形貌，得到当激光功率为28W,光斑直径为0.05 mm,重复频率为50 kHz,扫描速度为1 000 mm/s时，不仅能完全把漆层去除，而且不会损伤基底材料。研究结果为激光清洗船用钢表面漆层提供理论依据和实验参照。

关键词：激光清洗数值模拟 AH32船用钢表面形貌

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三七土壤参数测定及挖掘铲优化研究

农机化研究 2025年第1期47卷 165-172页

作者：刘梦飞周伟李西兴湖北工业大学机械工程学院武汉430068

针对三七挖掘过程中挖掘铲所受阻力过大的问题,对传统的平面三七挖掘铲进行了优化。首先,对三七土壤参数进行了试验测定,并通过离散元仿真得到了土壤的堆积角,经试验验证所选土壤参数的准确性;其次,采用离散元软件EDEM建立了挖掘铲的仿... 详细信息

针对三七挖掘过程中挖掘铲所受阻力过大的问题,对传统的平面三七挖掘铲进行了优化。首先,对三七土壤参数进行了试验测定,并通过离散元仿真得到了土壤的堆积角,经试验验证所选土壤参数的准确性;其次,采用离散元软件EDEM建立了挖掘铲的仿真模型,计算了其在挖掘过程中所受到的阻力,通过与平面铲对比验证了该结构可以降低挖掘铲在行驶过程中所受到的阻力;再次,以行进过程中所受阻力为指标对挖掘铲进行优化,分析挖掘铲的铲面弧度、铲尖角度、铲的间距和入土角度等参数对挖掘阻力的影响,结果表明:铲面弧度为116°、铲尖角度为120°、铲的间距为86 mm、入土角度为12°时,挖掘阻力最小,相较于传统挖掘铲阻力降低了23.6%;最后,对优化后的挖掘铲进行了试验验证,结果表明:平均误差为2.78%,在5%以内,满足设计需求。研究结果可为块茎类农作物挖掘铲的设计提供参考。

关键词：挖掘铲三七阻力离散元

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介质微球超分辨光学成像：原理、技术与应用

北京工业大学学报 2025年第01期51卷 100-120页

作者：李红梅闫胤洲蒋毅坚北京工业大学机械与能源工程学院北京工业大学物理与光电工程学院

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色，为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而，传统光学显微系统受到衍射极限的制约，最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来，突破衍射极限、实现更... 详细信息

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色，为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而，传统光学显微系统受到衍射极限的制约，最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来，突破衍射极限、实现更高成像分辨率成为显微成像领域的研究热点。介质微球透镜通过调控光场，能够将入射光束聚焦于微球底部的极窄区域形成光子纳米射流，打破了阿贝(Abbe)衍射极限，使出射光束半峰全宽小于λ/2。与其他超分辨成像技术相比，微球超分辨成像具有简单直接、无须荧光染料标记、实时成像、可与现有显微系统相兼容等优势，为学术研究和实际应用开辟了新的机遇。该综述首先介绍了介质微球超分辨光学成像原理；随后，详细分析了影响微球超分辨光学成像能力的关键因素，包括微球光学性质、适用环境以及可控性等；最后，探讨了微球超分辨光学成像技术在生物医学、半导体器件、纳米材料科学领域中的应用。此外，还展望了微球超分辨光学成像技术未来发展面临的主要挑战。

关键词：介质微球透镜超分辨成像光学纳米成像远场纳米显微镜光子纳米射流非荧光纳米显微镜

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基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割研究

光电子·激光 2025年第2期 216-224页

作者：熊炜张丽真杨茜孟圣哲李利荣湖北工业大学电气与电子工程学院美国南卡罗来纳大学计算机科学与工程系

针对结肠息肉大小差异较大、边界不明确、位置分布较散的问题，提出一种基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割方法。主支路通过重构减法单元与注意力模型进行相邻特征图的融合，加强息肉的边界信息以及息肉特征的提取能力，同时引入可... 详细信息

针对结肠息肉大小差异较大、边界不明确、位置分布较散的问题，提出一种基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割方法。主支路通过重构减法单元与注意力模型进行相邻特征图的融合，加强息肉的边界信息以及息肉特征的提取能力，同时引入可学习的视觉中心(learnable visual center, LVC)来聚合输入图像的局部角落关键区域；副支路设计多尺度提取模块与倒置残差上采样(conv-transpose upsample, CT-upsample)模块融合而成的AGG模块(aggregation, AGG)进行多尺度大小息肉提取，还原及补充更多的细节信息。提出的方法在4个公共数据集上进行了实验分析，实验结果表明该方法具有良好的息肉分割泛化性能，其中在CVC-ClinicDB数据集上，mDice和mIoU分别达到了93.28%和88.98%。

关键词：结肠息肉分割多尺度减法可学习的视觉中心(LVC) 倒置残差上采样(CT-upsample)

融合注意力与自适应加权特征金字塔的铝型材缺陷检测

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光电子·激光 2025年第1期36卷 53-60页

作者：赵伟刘国华天津工业大学机械工程学院天津市现代机电装备技术重点实验室

本文提出了一种新的铝型材缺陷检测方法，以解决现有方法在精度和小目标缺陷检测方面存在的问题。首先在特征提取网络中引入坐标注意力机制(coordinate attention, CA),以防止信息丢失，从而避免缺陷漏检。其次，引入自适应加权特征金字... 详细信息

本文提出了一种新的铝型材缺陷检测方法，以解决现有方法在精度和小目标缺陷检测方面存在的问题。首先在特征提取网络中引入坐标注意力机制(coordinate attention, CA),以防止信息丢失，从而避免缺陷漏检。其次，引入自适应加权特征金字塔(adaptive weighted feature pyramid, AWFPN),优化特征图的感受野和注意力融合，从而提升缺陷特征的捕获和利用效率。同时，改进了边界框回归损失函数，更好地处理缺陷尺度变化和定位误差，从而在提高检测精度的同时加快了模型的收敛速度。实验结果显示，该方法在提升检测效果方面取得显著进展，尤其在脏点和划痕等缺陷的识别能力上有明显提升。

关键词：铝型材缺陷检测注意力机制深度学习 YOLOv5

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交替极径向磁力联轴器的磁热耦合分析

机械工程师 2025年第1期 1-3+11页

作者：田杰余浩董刚合肥工业大学机械工程学院

为研究交替极径向磁力联轴器在运行时各部件的温度分布状况，在理论分析的基础上，确定了该磁力联轴器的热源、导热系数及散热系数。通过有限元分析软件对其进行了温度场分析，得到了交替极径向磁力联轴器整体及各部件的温度分布状况，... 详细信息

为研究交替极径向磁力联轴器在运行时各部件的温度分布状况，在理论分析的基础上，确定了该磁力联轴器的热源、导热系数及散热系数。通过有限元分析软件对其进行了温度场分析，得到了交替极径向磁力联轴器整体及各部件的温度分布状况，为该类型磁力联轴器的设计奠定了一定的基础。

关键词：交替极磁力联轴器温度场磁热耦合

基于李群不确定映射的冗余IMU鲁棒CI融合姿态估计

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控制与决策 2025年第1期 345-352页

作者：仇翔石水萌胡中尧陈博浙江工业大学信息工程学院

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对... 详细信息

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对数映射将李群不确定性映射到向量空间,进而构造依赖于局部姿态估计器参数的分布式融合问题,从而设计基于李群的鲁棒协方差交叉融合准则.特别地,为解决局部估计器之间互协方差未知的问题,通过引入先验容差来约束未知互协方差,从而提供低保守性的协方差上界以提高融合估计性能,形成一种具有双层结构的冗余IMU姿态估计方法.最后在下肢外骨骼康复机器人平台上验证所提出算法的有效性.

关键词：姿态估计冗余IMU 不变卡尔曼滤波矩阵李群协方差交叉

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基于载锰沸石分子筛的臭氧催化分解特性

工程科学学报 2025年第1期47卷 170-178页

作者：陈浩玥郭卓男刘应书杨雄裴有康李子宜北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 香港中文大学(深圳)理工学院深圳518172 明尼苏达大学机械工程系明尼阿波利斯55455

臭氧作为重点防控的室内气态污染物广泛存在于人类生产、生活中,亟待开发高效的臭氧分解转化器从源头进行净化,催化剂是其核心关键.本文基于金属离子改性沸石分子筛进行臭氧催化性能研究,基于不同沸石拓扑结构、阳离子种类、改性手段及... 详细信息

臭氧作为重点防控的室内气态污染物广泛存在于人类生产、生活中,亟待开发高效的臭氧分解转化器从源头进行净化,催化剂是其核心关键.本文基于金属离子改性沸石分子筛进行臭氧催化性能研究,基于不同沸石拓扑结构、阳离子种类、改性手段及干燥方法,优选得到了采用等体积浸渍法和微波干燥法组合制备的载锰USY沸石Mn-USY-DT/WB,相较商用臭氧分解催化剂具有可逆再生的优势.通过系列表征,提出了可能的长效稳定催化臭氧的机制:单位时间内臭氧分子在沸石上的吸附与催化分解的相互协调,决定了沸石对臭氧的稳态催化分解,呈现宏观所得的脱除效率随时间变化曲线.通过XPS表征分析优选沸石升温可逆再生的潜在原因,再生后Mn-USY-DT/WB的平均化合态(Average oxidation state,AOS)由2.95降至2.81,经过加热处理后部分吸附在活性位点的中间氧物种脱附,氧空位释放,因此催化活性恢复.将优选沸石涂敷制得整体式蜂窝沸石催化剂,在实际应用条件(170℃、50000 h-1空速)下可维持99%臭氧分解效率1000 h以上.本工作为长效低阻臭氧分解催化剂的开发提供了新思路.

关键词：臭氧催化剂沸石分子筛整体式蜂窝催化剂再生

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依托现代产业学院的粤港澳大湾区集成电路紧缺人才培养

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高等工程教育研究 2025年第1期 54-60页

作者：邢延蔡述庭肖明熊晓明广东工业大学集成电路学院广东工业大学自动化学院

作为国家战略性产业，集成电路具有技术密集更新快、多学科交叉融合、理论与实践紧密结合，以及资本投入巨大等特点，对人才培养提出了全面挑战。本文遵循新工科建设理念，依托集成电路现代产业学院建设，充分利用校企联合实践教学平台... 详细信息

作为国家战略性产业，集成电路具有技术密集更新快、多学科交叉融合、理论与实践紧密结合，以及资本投入巨大等特点，对人才培养提出了全面挑战。本文遵循新工科建设理念，依托集成电路现代产业学院建设，充分利用校企联合实践教学平台，立足产教深度融合，从课程体系、教学模式、能力培养路径和评价方式等方面入手，构建了“一核多元三层”的课程体系，创立了涵盖企业导师的“双师双境多法”教学模式，设计了“内综外融递进”的能力培养路径，确立了“两面两级两维”的评价方式，建立并实践了紧缺人才培养模式，为粤港澳大湾区集成电路产业人才供给提供了坚实保障。

关键词：新工科产教融合紧缺人才培养集成电路产业教学改革现代产业学院