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高温氦离子辐照对钨表面形貌的影响

材料研究学报 2024年第6期38卷 437-445页

作者：崔运秋牛春杰吕建骅倪维元刘东平鲁娜大连理工大学电气工程学院大连116024

用He离子在高于2000 K的温度辐照高纯钨样品,研究了辐照参数对W表面形貌的影响。结果表明,在2300 K辐照后W样品的表面出现明显的氦泡生长引起的表面肿胀。随着氦离子剂量的提高氦泡破裂并产生表面孔洞,表面肿胀逐渐发展成交联的类似珊... 详细信息

用He离子在高于2000 K的温度辐照高纯钨样品,研究了辐照参数对W表面形貌的影响。结果表明,在2300 K辐照后W样品的表面出现明显的氦泡生长引起的表面肿胀。随着氦离子剂量的提高氦泡破裂并产生表面孔洞,表面肿胀逐渐发展成交联的类似珊瑚状的钨丝状结构;随着离子能量的增大氦离子注入W样品的深度增大,促进了表面钨丝状结构的生长。辐照温度从2100 K提高到2400 K,表面自间隙钨原子的扩散增强,抑制了表面肿胀和钨丝状结构的生长,甚至使钨丝状结构退化。氦离子剂量和离子能量的增加都促进高温氦离子辐照后W材料表面钨丝状结构的产生和演变,而提高温度的影响则与其相反。

关键词：金属材料钨高温氦离子辐照表面形貌

一种基于新非比例因子的多轴低周疲劳寿命预测模型研究

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中国造船 2024年第1期65卷 40-51页

作者：陈景杰董拉加黄一刘刚大连理工大学船舶工程学院大连116024

非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强... 详细信息

非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强化系数代替诸多临界平面模型中的非比例附加强化系数,避免了复杂的试验过程和数据拟合引入的误差,反映了无明显附加强化效应材料自身的非比例特性;综合路径和材料因素的影响提出了新的非比例因子,结合临界平面法建立多轴低周疲劳寿命预测模型,预测了13种材料的多轴低周疲劳寿命。通过与试验数据比较表明,基于新非比例因子建立的多轴低周疲劳寿命预测模型具有较高的预测精度和材料适用性。

关键词：多轴低周疲劳临界平面法非比例附加强化效应路径非比例度静态强化系数寿命预测

碎冰环境下通气航行体出水流场演化及载荷特性研究

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中国造船 2024年第2期65卷 155-166页

作者：张松林威孙铁志段金雄大连理工大学船舶工程学院大连116081

为探究碎冰对水下航行体出水过程的影响,基于计算流体动力学方法,结合重叠网格技术和接触耦合算法,建立了水下航行体与冰-水混合物相互作用的数值模型。考虑航行体与海冰的碰撞作用,对航行体穿越冰-水混合物的出水过程开展数值模拟,并... 详细信息

为探究碎冰对水下航行体出水过程的影响,基于计算流体动力学方法,结合重叠网格技术和接触耦合算法,建立了水下航行体与冰-水混合物相互作用的数值模型。考虑航行体与海冰的碰撞作用,对航行体穿越冰-水混合物的出水过程开展数值模拟,并与已有的试验数据进行对比,验证了该方法的合理性。基于建立的数值计算方法,开展了有碎冰和无碎冰工况下航行体出水过程中的运动特性和流场演化研究。研究表明,碎冰的存在使流场演化更加剧烈,改变了通气空泡的演化过程和溃灭形式,航行体的运动特性和表面载荷演化与碎冰的关联较为密切。

关键词：航行体出水碎冰环境流场演化载荷特性

新型双过渡金属MXene热电输运性能第一性原理计算

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物理学报 2024年第14期73卷 167-176页

作者：黄盛星陈健王文菲王旭东姚曼大连理工大学材料科学与工程学院大连116086

二维双过渡金属MXene相较于单一过渡金属MXene,有着更高的可调控性,在热电器件方面有着潜在的应用.本文通过第一性原理的计算方法结合玻尔兹曼输运理论,研究了新型二维双过渡金属MXene单层TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的稳定性和热电性能.结果... 详细信息

二维双过渡金属MXene相较于单一过渡金属MXene,有着更高的可调控性,在热电器件方面有着潜在的应用.本文通过第一性原理的计算方法结合玻尔兹曼输运理论,研究了新型二维双过渡金属MXene单层TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的稳定性和热电性能.结果表明,两者的热电输运性能优良.计算预测的结果:在最优载流子浓度下,300 K时,p型TiZrCO_(2)功率因子为11.40 mW/(m·K^(2)),远高于n型,p型VYCO_(2)功率因子(2.80 mW/(m·K^(2)))和n型(2.20 mW/(m·K^(2)))大小类似.300 K下,TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的晶格热导率较低,分别为5.08 W/(m·K)和3.22 W/(m·K),并且随着温度升高进一步降低,900 K时为2.14 W/(m·K)和1.09 W/(m·K).TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的热电优值随温度升高而增大,温度为900 K时,p型TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的热电优值分别达到1.83和0.93,优于两者n型的0.23和0.84.双过渡金属MXene TiZrCO_(2)和VYCO_(2)相比单一过渡金属MXene(如Sc_(2)C(OH)_(2),ZT=0.5)具有更好的热电性能,有潜力作为综合性能优良的新型热电材料.本文采用的一套计算方法亦可为新型双过渡金属元素MXene热电性能探索提供一定借鉴.

关键词：双过渡金属MXene 第一性原理热电性能晶格热导率

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面向飞机机翼数字孪生的在线加速度积分方法

机械工程学报 2024年第2期60卷 342-355页

作者：杨亮亮来孝楠何西旺李鹏郭正刚宋学官大连理工大学机械工程学院大连116024

传感器在线数据的准确快速处理是确保数字孪生可靠性和时效性的主要手段之一,特别对于描述运动状态的数字孪生,其重要性不言而喻。本研究面向飞机机翼数字孪生体构建的准确性和时效性,提出基于在线加速度积分的位移快速获取方法。首先,... 详细信息

传感器在线数据的准确快速处理是确保数字孪生可靠性和时效性的主要手段之一,特别对于描述运动状态的数字孪生,其重要性不言而喻。本研究面向飞机机翼数字孪生体构建的准确性和时效性,提出基于在线加速度积分的位移快速获取方法。首先,利用Netwon-Cotes插值对加速度信号进行动态积分,得到对应的速度,并采用指数加权移动平均(Exponentially weighted moving average,EWMA)对积分的速度进行“点到点”的实时去噪,确保计算的准确性和时效性。其次,对去噪后的速度进行快速积分获取对应的位移。同时,为了进一步减少位移中噪声的影响,构建动态滑动窗,采用高通滤波(High-pass filter,HPF)对积分后的位移进行快速去噪,实时获取最终位移。然后,通过构建不同含噪量和不同类型的加速度测试函数验证提出方法对噪声和积分信号复杂度的鲁棒性。最后,采用提出的方法构建飞机机翼数字孪生,通过对物理空间实测加速度进行实时积分与动态去噪获取对应的位移,并利用该位移在线驱动机翼数字孪生体动作,实现孪生机翼对实体机翼运动姿态的同步镜像。同时,本研究为在线信号的快速处理提供借鉴和参考。

关键词：在线积分数字孪生加速度位移飞机机翼

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高性能制造:设计与制造的协同机制

机械工程学报 2024年第1期60卷 2-12页

作者：宋学官李昆鹏胡正国郭东明大连理工大学机械工程学院大连116024

高性能制造,是由以几何精度为主的制造上升到以产品性能的精准保证为目标的制造,其作为推动我国装备制造业升级的引擎,以及引领传统制造理念提升的旗帜,对国家装备产业的发展具有十分重要的意义。高性能制造理论指出,传统的装备制造流... 详细信息

高性能制造,是由以几何精度为主的制造上升到以产品性能的精准保证为目标的制造,其作为推动我国装备制造业升级的引擎,以及引领传统制造理念提升的旗帜,对国家装备产业的发展具有十分重要的意义。高性能制造理论指出,传统的装备制造流程形成了设计、制造、服役等严格的上下游关系,一定程度上了推动了多任务协作能力,提高了装备制造的效率。然而,不容忽视的事实是,这种设计、制造的单向串行模式人为割裂了设计环节与制造环节的耦合作用,在提高制造效率的同时,亦不可避免地制约了高端装备性能的进一步提升。作为高性能制造理论的重要组成部分,针对上述设计、制造之间的耦合作用,展开了进一步的讨论。首次采用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件,从数学角度定量定式的揭示了传统设计制造“不协同”的根源所在,并针对这些不足,给出串行、并行和循环模式的高性能制造解决方案和求解方法。为打破我国高端装备/零部件的高性能制造瓶颈,进一步推动我国高端装备高性能制造的发展提供了理论与技术参考。

关键词：高端装备/零部件高性能制造设计与制造协同并行模式循环模式

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引入自监督预训练的轨迹预测方法

汽车工程 2024年第7期46卷 1219-1227页

作者：李琳辉付一帆王霆王雪成连静大连理工大学机械工程学院大连116024

针对目前基于监督学习的轨迹预测模型数据利用效率低、精度有限的问题,提出一种轨迹预测模型及通用的自监督预训练策略。首先,基于Transformer搭建轻量化的轨迹预测模型,实现场景时序空间特征提取与交互关系建模;其次,设计运动信息时序... 详细信息

针对目前基于监督学习的轨迹预测模型数据利用效率低、精度有限的问题,提出一种轨迹预测模型及通用的自监督预训练策略。首先,基于Transformer搭建轻量化的轨迹预测模型,实现场景时序空间特征提取与交互关系建模;其次,设计运动信息时序掩码、道路信息空间掩码、交互关系掩码3类掩码重建任务对模型进行自监督预训练,以提升模型对场景通用特征的提取能力;最后,以预训练权重为初始化参数在下游任务中进行监督学习微调。在Argoverse2 Motion Forecasting数据集的实验表明,模型在预训练任务中能够很好地重建出交通场景,引入自监督预训练能够有效提升预测精度和数据利用效率,且对不同预测任务具有通用性,在单目标轨迹预测与多目标轨迹预测任务上minFDE6指标分别提升3.3%与3.7%。

关键词：自动驾驶轨迹预测自监督预训练

混合算法优化的乘用车舱内噪声感知烦恼度神经网络建模

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声学学报 2024年第2期49卷 254-262页

作者：钱堃谭璟沈政华厉濠阳刘珂王言夫赵剑大连理工大学机械工程学院大连116024

针对传统乘用车舱内噪声感知烦恼度量化模型精度低的问题,提出了一种利用混合算法优化的神经网络模型预测舱内噪声感知烦恼度的评价方法。此混合算法融合麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA),对反向传播(BP)神经网络进行优化,根据声品质主... 详细信息

针对传统乘用车舱内噪声感知烦恼度量化模型精度低的问题,提出了一种利用混合算法优化的神经网络模型预测舱内噪声感知烦恼度的评价方法。此混合算法融合麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA),对反向传播(BP)神经网络进行优化,根据声品质主客观评价数据,建立SSA-GA-BP网络的乘用车舱内噪声感知烦恼度客观量化模型,与BP模型、GA-BP模型、SSA-BP模型进行对比分析。结果表明,SSA-GA-BP模型能够实现更高的预测精度,更接近主观评价数值,泛化能力更强,可替代传统的声品质主观评价实验。

关键词：舱内噪声声品质神经网络遗传算法麻雀搜索算法

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基于声电类比的低频消音结构优化设计

振动与冲击 2024年第3期43卷 201-208页

作者：李奇王晓明梅玉林大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 大连理工大学汽车工程学院辽宁大连116024

基于声电类比,设计了与电滤波器性能相似的低频消音结构,并结合传递矩阵法和模拟退火法,构造了声学结构的优化设计策略。首先,采用归一化方法,以四阶切比雪夫高通电滤波器为基准,设计了电学带阻滤波器;然后,基于声电类比,将电路中的电... 详细信息

基于声电类比,设计了与电滤波器性能相似的低频消音结构,并结合传递矩阵法和模拟退火法,构造了声学结构的优化设计策略。首先,采用归一化方法,以四阶切比雪夫高通电滤波器为基准,设计了电学带阻滤波器;然后,基于声电类比,将电路中的电感电容转换为声学结构中的细管和圆柱腔,构造了消音结构原型,并利用传递矩阵法,建立其数学模型,推导声波传递损失表达式;最后,结合声学结构的数学模型和模拟退火法,以有效衰减带宽最大为目标,以消音结构的尺寸参数为变量,对原型结构进行优化设计。结果表明:基于声电类比,能获得合理的消音结构原型,克服了仅依靠经典消音结构进行设计的局限;结合推导的传递损失数学模型和模拟退火法,对消音结构原型进行参数优化,能显著提高其消音效果,表现在传递损失超过20 dB的带宽拓宽至410~2 165 Hz,是优化前带宽的202%,特别是优化后的结构克服了原型结构在466~537 Hz频率内不能实现有效消音的缺陷,获得了连续的大跨度有效带宽,且传递损失曲线平均增幅达22.8%。

关键词：声电类比传递损失有限元仿真传递矩阵法模拟退火法声学结构