检索结果-南通市图书馆

基于生成对抗网络的跨分辨率拓扑优化方法的比较研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2024年第6期43卷 132-140页

作者：朱赫鹏丁喆张严李小白武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081

拓扑优化的迭代过程涉及大量有限元分析与灵敏度更新步骤,且随着划分网格数目的增加,其优化过程将耗费大量的计算成本。利用深度学习方法,通过建立低分辨率中间构型与高分辨率拓扑结构之间的映射关系,可实现结构的跨分辨率拓扑优化设计... 详细信息

拓扑优化的迭代过程涉及大量有限元分析与灵敏度更新步骤,且随着划分网格数目的增加,其优化过程将耗费大量的计算成本。利用深度学习方法,通过建立低分辨率中间构型与高分辨率拓扑结构之间的映射关系,可实现结构的跨分辨率拓扑优化设计,从而大幅提高其计算效率。该文基于两种不同的生成对抗网络,构建了可实现跨分辨率预测的拓扑优化方法,并将其扩展至三维结构的优化预测。首先,以柔顺度最小化为目标函数,利用各向同性材料惩罚法生成不同载荷条件、初始位移和体积分数下的优化结构数据集;然后,分别利用Pix2pix和Esrgan网络解决其跨分辨率预测问题,其中对于Pix2pix网络,使用了残差模块代替其生成器内部的卷积模块,以增强网络对低层信息的复用;最后,通过二维和三维算例验证了所提方法的有效性,并与现有基于CGAN(conditional generative adversarial network)网络的方法进行了比较研究。结果表明,综合考虑计算精度和计算效率,基于Esrgan网络的方法表现更优,最适合应用于跨分辨率拓扑优化设计。

关键词：拓扑优化柔顺度跨分辨率预测 Pix2pix Esrgan

考虑宏观结构性能的多材料微结构拓扑优化设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2024年第11期43卷 185-193页

作者：张磊倪绍豪蒋国璋张严宫逸文武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081

多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于... 详细信息

多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于差集的多材料水平集描述模型和交替活动相算法,提出了基于参数化水平集的多材料微结构拓扑优化设计方法。首先,构建了基于差集的多材料水平集描述模型,利用N个水平集函数实现N+1相材料拓扑的精确描述。然后,引入交替活动相算法,将原始N+1相多材料优化问题分解为N(N+1)/2个双相材料优化子问题,以减少设计变量与约束条件,提高计算效率。最后,采用均匀化方法计算多材料微结构的等效弹性张量,以宏观结构柔度最小化为优化目标,各相材料用量为约束条件,构建多材料微结构拓扑优化模型,并利用优化准则法实现上述优化模型的高效求解。数值算例结果表明,所提方法可有效实现多材料微结构的拓扑优化设计,所设计微结构均具有光滑的结构边界和清晰的材料界面。

关键词：拓扑优化多材料微结构水平集方法均匀化方法交替活动相算法

激光熔覆MoNbTaVW难熔高熵合金涂层微动磨损性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

材料导报 2024年第7期38卷 173-178页

作者：董颖辉陈飞寰蔡召兵林广沛卢冰文张坡古乐武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 广东省科学院新材料研究所广州510651

研究了采用激光熔覆技术制备的MoNbTaVW难熔高熵合金涂层在不同载荷(10N、20N、30N)、不同微动磨损幅值(50μm、150μm、250μm)、不同循环次数(5000、10000、15000)下的微动磨损性能及微动磨损机制。结果表明:所制备的MoNbTaVW难熔高... 详细信息

研究了采用激光熔覆技术制备的MoNbTaVW难熔高熵合金涂层在不同载荷(10N、20N、30N)、不同微动磨损幅值(50μm、150μm、250μm)、不同循环次数(5000、10000、15000)下的微动磨损性能及微动磨损机制。结果表明:所制备的MoNbTaVW难熔高熵合金涂层由Fe_(7)Ta_(3)型HCP固溶体相、FCC固溶体相及(Fe,Ni)基体相组成,其中FCC相为未熔的高熵合金粉末。根据正交实验极差分析可知,微动磨损幅值对磨损体积的影响最大,微动磨损载荷对磨损体积的影响次之,微动磨损循环次数对磨损体积的影响最小,其中MoNbTaVW难熔高熵合金涂层在15000次、20N、250μm微动磨损条件下的磨损体积达到最大值;微动磨损载荷对摩擦系数的影响最大,微动磨损幅值对摩擦系数的影响次之,微动磨损循环次数对摩擦系数的影响最小,其中MoN bTaVW难熔高熵合金涂层在10000次、30 N、150μm微动磨损条件下的摩擦系数达到最大值。MoNbTaVW难熔高熵合金涂层的微动磨损机制主要为氧化磨损和黏着磨损,磨损产生的磨损碎片主要为Ta、W的氧化物。

关键词：难熔高熵合金微动磨损摩擦学性能正交实验

基于语义物体尺寸链的改进自适应蒙特卡洛动态定位研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机械工程学报 2024年第15期60卷 49-59页

作者：蒋林李云飞汤勃刘奇郭宇飞赵慧武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

为解决原始自适应蒙特卡洛定位(Adaptive Monte Carlo localization,AMCL)在相似动态环境下极易重定位失败的问题,首先融合机器人里程计信息、激光信息以及视觉信息,基于Gmapping算法完成机器人的即时定位与栅格地图的创建,其次将Kinec... 详细信息

为解决原始自适应蒙特卡洛定位(Adaptive Monte Carlo localization,AMCL)在相似动态环境下极易重定位失败的问题,首先融合机器人里程计信息、激光信息以及视觉信息,基于Gmapping算法完成机器人的即时定位与栅格地图的创建,其次将KinectV2彩色图像输入到目标检测识别方法中获取图像中物体检测框与类别,并结合GrabCut算法实现语义分割,利用配准数据计算出彩色图像中的物体在深度图像中对应位置,然后将获取到的KinectV2深度数据转换成点云信息并投影转换至全局地图坐标系下,得到物体语义图,并充分发掘各语义物体之间的关系,构建语义物体尺寸链,并提出一种快速有效的尺寸链检索方法,同时采用贝叶斯方法来减小误检测和重复检测对物体语义图的影响,将物体语义图和栅格地图进行原点重合以及位姿对齐,从而构建二维语义栅格地图,提出一种基于语义物体尺寸链的改进AMCL重定位算法,最后通过大量真实环境下的重定位实验验证了所提方法在相似动态环境中的优越性能。

关键词：相似动态环境语义物体尺寸链贝叶斯方法二维语义栅格地图重定位

动态数据流驱动的再制造拆解工艺知识图谱构建方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 879-892页

作者：江志刚谢彬朱硕张华鄢威代明仁武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学绿色制造工程研究院湖北武汉430081 谷城万利铸造有限公司湖北襄阳441705

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数... 详细信息

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数据流中提取个性化拆解工艺知识的知识图谱构建方法,利用知识的高效更新与重用提升再制造拆解效率与质量。首先,分析再制造拆解工艺数据的动态时序性特点,以拆解工位为数据分析节点,建立动态数据流模型。其次,基于工位数据对拆解工艺知识进行分类,构建包含拆解过程知识、资源知识和特征知识的本体模型,并利用命名实体识别模型(ALBERT-BiLSTM-CRF)和自然语言处理方法自动抽取拆解工艺知识。进而,提出一种动态数据流驱动的图谱更新机制,实现知识图谱对拆解工艺调整的快速响应。最后,以某型号废旧动力电池包拆解为例,验证所提方法的有效性。

关键词：再制造拆解拆解工艺知识图谱图谱更新

激光熔覆NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的高温氧化行为

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

材料导报 2024年第10期38卷 182-189页

作者：陈飞寰蔡召兵董颖辉林广沛张坡卢冰文古乐武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650

难熔高熵合金涂层是近年来高熵合金领域的研究热点,有望成为未来重要的高温结构和功能材料。本工作采用激光熔覆技术制备了NbMoTaWV难熔高熵合金涂层,研究了其在800℃下的高温氧化行为,重点分析了不同氧化时间(10、20、30、50、100 h)的... 详细信息

难熔高熵合金涂层是近年来高熵合金领域的研究热点,有望成为未来重要的高温结构和功能材料。本工作采用激光熔覆技术制备了NbMoTaWV难熔高熵合金涂层,研究了其在800℃下的高温氧化行为,重点分析了不同氧化时间(10、20、30、50、100 h)的NbMoTaWV难熔高熵合金涂层组织结构演变、显微硬度变化及界面元素扩散行为。实验结果表明:NbMoTaWV难熔高熵合金涂层主要由Fe_(7)Ta_(3)型HCP固溶体相、(Fe, Ni)基体相及未熔高熵合金粉末相组成,而经不同时间氧化处理后,涂层表面生成了以Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4)为主的氧化物相。800℃高温氧化处理后,NbMoTaWV高熵合金涂层内部组织结构变化不大,仅部分氧元素扩散进入到涂层内部。高温氧化导致NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的显微硬度有所提升,但随着氧化时间的延长,NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的显微硬度呈现出先增加后降低的趋势,且当氧化时间为20 h时,其显微硬度达到最大,这与高温扩散所导致的固溶强化有关。同时,TG-DSC证实了NbMoTaWV难熔高熵合金涂层在800℃具有优异的高温稳定性。

关键词：激光熔覆 NbMoTaWV 难熔高熵合金涂层高温氧化高温稳定性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于墙角族语义尺寸链的绑架定位研究

电子学报 2024年第7期52卷 2356-2368页

作者：蒋林李云飞雷斌汤勃刘奇郭宇飞武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

针对目前原始自适应蒙特卡洛定位(Adaptive Monte Carlo Localization,AMCL)在相似环境下绑架检测容易出错且重定位极易失败等问题,提出基于墙角族语义尺寸链的改进AMCL算法.融合机器人多传感器信息和Gmapping算法构建二维栅格地图,基于... 详细信息

针对目前原始自适应蒙特卡洛定位(Adaptive Monte Carlo Localization,AMCL)在相似环境下绑架检测容易出错且重定位极易失败等问题,提出基于墙角族语义尺寸链的改进AMCL算法.融合机器人多传感器信息和Gmapping算法构建二维栅格地图,基于Yolov5获取室内环境的目标检测框和类别信息,结合GrabCut算法和贝叶斯方法构建增量式语义映射地图;通过墙角的凸、凹和墙角相对于机器人的方位角对墙角进行分类,充分发掘语义映射地图中各墙角之间、墙角与室内物体之间的类别和位置关系,构建墙角族语义尺寸链和相应检索表;在定位过程中,基于墙角族语义尺寸链进行全局预定位,提出绑架检测机制进行绑架检测,在检测到绑架事件发生后,基于改进AMCL算法实现定位自恢复.最后,通过真实环境下的绑架实验验证了本文方法的有效性,实验表明,所提方法的全局定位准确率、全局定位速率、绑架检测准确率和绑架后定位准确率在相似环境下分别提升了42%、214%、88%和72%;在非相似环境下分别提升了44%、152%、12%和92%;在长走廊环境下分别提升了36%、426%、26%和68%.

关键词：绑架检测墙角族语义尺寸链贝叶斯方法全局预定位定位自恢复

基于改进SGM的废旧机械零件彩色三维重建方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 104-114页

作者：张泽琳曹星王蕾夏绪辉武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

为提高废旧机械零件再制造效率,对其表面失效状态进行全面检测,提出一种基于改进半全局匹配(SGM)的废旧机械零件彩色三维重建方法。针对机械零件结构复杂、实际环境下光照干扰大等因素导致的传统SGM算法生成的视差图效果不佳问题,提出... 详细信息

为提高废旧机械零件再制造效率,对其表面失效状态进行全面检测,提出一种基于改进半全局匹配(SGM)的废旧机械零件彩色三维重建方法。针对机械零件结构复杂、实际环境下光照干扰大等因素导致的传统SGM算法生成的视差图效果不佳问题,提出一种多特征代价融合策略,通过融合颜色代价、Census变换及梯度信息,构建更为全面的相似性度量函数以提高初始代价的可靠性。在代价聚合过程中,增设梯度阈值判定条件划分弱纹理和边缘区域,并采用高斯函数对局部交叉域进行距离加权,提高算法在图像光照失真区域以及零件弱纹理区、边缘复杂结构处的匹配效果。最后,通过视差计算和多步骤视差优化处理得到最终的精细视差图,进而通过RGB图像纹理映射实现对废旧机械零件的彩色三维模型重建。实验结果表明,所提方法重建的三维彩色模型纹理清晰且尺寸误差较小,所提方法适用于实际产线中对废旧机械零件的表面失效信息在线分析。

关键词：废旧机械零件双目视觉半全局匹配彩色三维重建

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

金属材料的晶体建模方法及有限元数值模拟

塑性工程学报 2024年第3期31卷 119-126页

作者：方学彬李贵许成武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081

以AA7075-T6材料为研究对象,通过对广泛应用的3种建模方法进行比较研究,分析其晶粒及晶界表征特点。利用Python语言将3种建模方法无缝集成到Abaqus软件,实现晶体模型的参数化建模。基于该软件建立3种晶体有限元模型并进行数值模拟研究... 详细信息

以AA7075-T6材料为研究对象,通过对广泛应用的3种建模方法进行比较研究,分析其晶粒及晶界表征特点。利用Python语言将3种建模方法无缝集成到Abaqus软件,实现晶体模型的参数化建模。基于该软件建立3种晶体有限元模型并进行数值模拟研究。结果表明,在相同设置条件下,模型中的晶粒尺寸越均匀,晶粒的面积分布曲线越趋于正态分布,并且晶界内聚力单元损伤过程演化的进展越快;模型边界附近小晶粒分布越多,裂纹出现的可能性越大,不同晶体模型的内聚力单元在相同的损伤参数下受晶粒尺寸的影响呈现不同的演化规律;晶界单元附近的晶粒单元在拉伸断裂时呈现与实验结果一致的塑性演化规律,并且其损伤演化速度与内聚力单元损伤的速度有关。

关键词：晶体建模 Abaqus 二次开发数值模拟