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激光选区熔化区域连续能量调控扫描方法研究

机械工程学报 2024年第1期60卷 159-169页

作者：覃林张李超王森林汤名锴史玉升华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

针对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形悬垂结构件中存在的翘曲、挂渣等成形质量问题,基于局部区域传热差异性和层间热量传递性研究成形过程中已凝固实体与粉末分布对温度分布的影响,从而对悬垂件的成形进行优化。建立了... 详细信息

针对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形悬垂结构件中存在的翘曲、挂渣等成形质量问题,基于局部区域传热差异性和层间热量传递性研究成形过程中已凝固实体与粉末分布对温度分布的影响,从而对悬垂件的成形进行优化。建立了基于零件几何信息驱动的能量调控优化模型,通过识别模型的几何特征,根据局部区域内的凝固实体和材料粉末的比例计算能量影响因子,实现基于软件自适应调节的变工艺参数的定域定量扫描,最终实现区域能量连续调控与工艺优化。选取典型悬垂件进行316L材料的打印实验作为验证,结果表明相较于未优化的普通扫描方案,基于软件自动能量调控的优化扫描方案可以提高小于45°倾角的悬垂结构件的成形质量,成形40°悬垂结构件时,变参数成形的悬垂面面平均粗糙度Sa(Surface average roughness)达24.03μm,相比定参数成形的Sa为46.32μm,表面光洁度明显提高;同时可无支撑成形8 mm跨度的水平悬垂件。

关键词：激光选区熔化悬垂结构能量调控扫描策略成形质量

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黄绿色羟基磷铝锂石的谱学特征及其颜色成因

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 777-783页

作者：张娟李可心秦冬梅包德清王朝文武汉工程科技学院艺术与传媒学院湖北武汉430200 中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074

磷铝锂石为含F和OH的连续固溶体矿物,属于一种稀有宝石品种,然而国内对其鲜有研究报道,尤其对快速无损估计F含量从而确定宝石名称以及宝石颜色成因研究较少。对市场上收集的黄绿色宝石级磷铝锂石分别进行常规宝石学、激光剥蚀电感耦合... 详细信息

磷铝锂石为含F和OH的连续固溶体矿物,属于一种稀有宝石品种,然而国内对其鲜有研究报道,尤其对快速无损估计F含量从而确定宝石名称以及宝石颜色成因研究较少。对市场上收集的黄绿色宝石级磷铝锂石分别进行常规宝石学、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)测试与分析。常规宝石学测试结果显示较高的折射率和较低的相对密度的特征均指示研究样品属于羟磷铝锂石端元。研究样品在400~1500 cm^(-1)的红外光谱指纹区表现为430 cm^(-1)的吸收谱带,归属Li—O键的弯曲振动;494、546、604和664 cm^(-1)的吸收为PO43-的弯曲振动和AlO6键的伸缩振动共同作用所致;~832 cm^(-1)为OH的弯曲振动(δOH);~1032、~1090、~1211 cm^(-1)为PO43-的伸缩振动。~3386 cm^(-1)左右,是OH的伸缩振动(νOH)。拉曼光谱显示样品具有305、430、489、648、806、893、1013、1058、1107、1193和3367 cm^(-1)等典型拉曼峰。在3367 cm^(-1)左右的相对较宽的峰是典型的OH伸缩振动,1000~1200 cm^(-1)之间的一组峰是PO43-的非对称伸缩振动(V3)。在600 cm^(-1)以下的拉曼光谱峰,为PO43-的非对称伸缩振动和Al—O键的伸缩振动所致。通过利用折射率高值指数、红外和拉曼光谱指数对磷铝锂石F含量进行了综合估算,折射率高值指数nγ、拉曼光谱中3367 cm^(-1)左右的峰值和1058 cm^(-1)左右的峰值之差以及3367 cm^(-1)附近拉曼峰的半高宽(FWHM)指数是氟磷铝锂石-羟磷铝锂石系列中F含量的良好指标,可被用于快速和间接地半定量估计磷铝锂石刻面宝石的F含量。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱LA-ICP-MS结果显示,研究样品的主要元素组成为P2O5、Al_(2)O_(3)和Li_(2)O外,还含有微量的Fe,与羟磷铝锂石的化学成分相符。Fe在磷铝锂石中以类质同象取代Al,O^(2-)—Fe^(3+)之间电价转移,Fe^(3+)—Fe^(2+)价键间电荷转移和Fe^(3+)的d—d轨道的自旋禁阻跃迁同时对蓝紫区和橙红区的吸收,与紫外-可见光谱测试结果反映出蓝紫区(300~420 nm)和黄橙区(590 nm附近)的吸收较为一致,可能是导致羟磷铝锂石呈黄绿色调的主要原因。

关键词：羟基磷铝锂石 LA-ICP-MS 紫外-可见吸收光谱拉曼光谱颜色成因

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热处理红宝石中填充物硼砂的定量研究

光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2024-2028页

作者：向子涵尹作为张志清王文薇湖北国土资源职业学院湖北武汉430090 中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074 滇西应用科技大学珠宝学院云南腾冲679100

红宝石的热处理属于优化处理,常用硼砂作助熔剂。在市场中热处理红宝石被以天然红宝石出售,价值颇高,但裂隙中硼砂的含量多少会影响到售价的高低。因此,对此类红宝石中的硼砂进行定量研究,应用NanoVoxel-4000X型射线计算机断层扫描仪对... 详细信息

红宝石的热处理属于优化处理,常用硼砂作助熔剂。在市场中热处理红宝石被以天然红宝石出售,价值颇高,但裂隙中硼砂的含量多少会影响到售价的高低。因此,对此类红宝石中的硼砂进行定量研究,应用NanoVoxel-4000X型射线计算机断层扫描仪对样品进行扫描分析,从而获得裂隙中充填物硼砂的2D图像。用明暗灰度值表征裂隙中不同密度的物质;充填物硼砂分布的3D图像中用不同的颜色表征其三维厚度。通过比较表征厚度的色标,可直观看到硼砂的整体含量小。同时样品的硼砂的厚度分布直方图显示所有裂隙内硼砂的厚度都小于130μm,所有硼砂的厚度和体积比都小于10%,也说明填充量小。最后通过Avizo 9.0软件对红宝石样品和硼砂的含量进行阈值分割,得到两者的实际体积,然后可计算出硼砂含量的体积占红宝石总体积的百分比。本实验样品中充填物硼砂体积比例为10.69%,这既是热处理红宝石中硼砂定量检测中的一个重要指标,也为研究热处理红宝石中硼砂的定量分级标准提供了数据支撑。

关键词：热处理红宝石硼砂含量定量分析

基于滑模抗扰动观测器的PMSM无差拍预测控制

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组合机床与自动化加工技术 2024年第2期 114-120页

作者：潘登刘义才高俊武汉商学院机电工程学院武汉430056

受温度及其它非线性因素影响,永磁同步电机(PMSM)运行过程中电阻、电感及磁链参数会发生变化,直接导致预测电流模型中电机参数与实际参数不符,影响系统控制性能。为提高系统参数的鲁棒性,针对一种三电平驱动的PMSM进行基于滑模观测器的... 详细信息

受温度及其它非线性因素影响,永磁同步电机(PMSM)运行过程中电阻、电感及磁链参数会发生变化,直接导致预测电流模型中电机参数与实际参数不符,影响系统控制性能。为提高系统参数的鲁棒性,针对一种三电平驱动的PMSM进行基于滑模观测器的参数抗扰动研究,电流内环采用等速趋近律滑模观测器来估计系统所受到的总参数扰动,并对模型电流预测控制器进行实时补偿;转速外环采用基于指数趋近律的滑模控制器实现;此外,针对传统预测电流控制中定子电流谐波分量大的问题,提出一种基于注入虚拟矢量的近似两电平SVPWM无差拍算法;最后,搭建Simulink仿真平台验证了所提控制理论的正确性与鲁棒性。

关键词：预测电流滑模趋近律虚拟矢量无差拍鲁棒性

基于超晶格PUF的轻量级信息论安全密钥达成协议

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密码学报（中英文） 2024年第2期11卷 387-402页

作者：解建国刘晶吴涵徐莉伟陈小明北京电子科技学院北京100070 北京邮电大学北京100876 武汉船舶通信研究所武汉430205

物理不可克隆函数(physicalunclonablefunction,PUF)是一种新型硬件安全原语,提取由器件制造过程中不可避免的随机差异作为密钥.超晶格PUF自提出以来,由于其良好的强PUF特性吸引了国内外诸多学者投入到超晶格随机数发生器和身份认证研究... 详细信息

物理不可克隆函数(physicalunclonablefunction,PUF)是一种新型硬件安全原语,提取由器件制造过程中不可避免的随机差异作为密钥.超晶格PUF自提出以来,由于其良好的强PUF特性吸引了国内外诸多学者投入到超晶格随机数发生器和身份认证研究中.但是目前针对超晶格PUF的多方密钥达成协议研究仍然较少,尤其是面向轻量级设备场景.本文提出了一种基于超晶格PUF的轻量级密钥达成协议,阐述了从超晶格PUF派生密钥的方法,并提供信息论安全.通过引入可信第三方来实现持有超晶格PUF的终端设备的注册和会话密钥达成等功能.分析了该协议的攻击模型,证明了其信息论安全.最后在Cortex-A7平台进行实验验证,阐述了其效率和适用性.所提密钥达成协议专注于轻量级群组用户需求,对未来车联网、工业物联网等场景下的安全需求具有重要意义.

关键词：密钥达成物理不可克隆函数协议安全性分析超晶格

Caldicellulosiruptor owensensis木聚糖酶的融合表达、酶学性质研究及在面包烘焙中的应用

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食品与发酵工业 2024年第14期50卷 120-125页

作者：严鹤松段坦雷晶晶王佳张晓曼李玥舒玉凤李婵娟武汉设计工程学院食品与生物科技学院湖北武汉430205 湖北轻工职业技术学院轻化工程学院湖北武汉430070

木聚糖酶是一种新型的安全无毒面粉改良剂,能有效改善面团性能和烘焙质量。为了挖掘新的木聚糖酶资源,并评估其在面包烘焙中的应用,该研究在大肠杆菌中融合Sumo标签重组表达了来自嗜热微生物Caldicellulosiruptor owensensis的木聚糖酶... 详细信息

木聚糖酶是一种新型的安全无毒面粉改良剂,能有效改善面团性能和烘焙质量。为了挖掘新的木聚糖酶资源,并评估其在面包烘焙中的应用,该研究在大肠杆菌中融合Sumo标签重组表达了来自嗜热微生物Caldicellulosiruptor owensensis的木聚糖酶,并对融合木聚糖酶SumoXyn的酶学性质和对面包烘焙的品质影响进行了初步研究。大肠杆菌能高效表达***的木聚糖酶,且仅需通过75℃加热细胞破碎液30 min这种简单操作即可得到纯度较高的融合木聚糖酶SumoXyn,微量差示扫描荧光分析发现该酶热变性中点温度值为83.5℃。对其酶学性质研究发现该酶最适pH值为9.0,但在pH 5~10时仍有60%以上的活性。在pH 4~10的缓冲液中处理24 h,SumoXyn仍有80%以上的残余活性;该酶在80℃时酶活性最高,但在100℃仍有50%的酶活性,75℃加热1 h后仍有约75%的残余活性,表明SumoXyn具有较好的pH稳定性和热稳定性。以榉木木聚糖为底物,测得其v max为2354.52μmol/(min·mg),K m为2.26 mg/mL,K cat为214.68 s^(-1)。以200 g高筋全麦面粉为原料制作面包,研究添加量分别为3、6、9 mg的SumoXyn对全麦面包品质的影响,发现随着SumoXyn添加量的增加,面包比容和弹性增加、硬度和咀嚼性降低,全麦面包品质得到显著改善,说明SumoXyn是一种具有潜力的面粉改良剂。

关键词：木聚糖酶酶学性质烘焙面包品质

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异维异构多重边复杂网络的广义外同步控制

复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：孙艳琴吴怀宇陈志环武汉科技大学信息科学与工程学院黄冈师范学院机电与智能制造学院

为更准确地反映差异性复杂网络特征，提出一种异维异构的两个多重边复杂网络模型。基于自适应控制和Lyapunov 稳定性理论的方法，设计新的自适应同步控制器。通过严格的理论推导证明，获得了两个网络实现广义外同步的充分条件。与现有... 详细信息

为更准确地反映差异性复杂网络特征，提出一种异维异构的两个多重边复杂网络模型。基于自适应控制和Lyapunov 稳定性理论的方法，设计新的自适应同步控制器。通过严格的理论推导证明，获得了两个网络实现广义外同步的充分条件。与现有文献相比，描述网络个体的节点以及外部耦合矩阵的性质均可不相同。最后，建立两个数值仿真算例，仿真结果表明所提出的方法在这类网络实现外同步时是可行且有效的途径。

关键词：多重边复杂网络差异性自适应控制广义外同步

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同方期刊数据库

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基于改进YOLOv5的柑橘病虫害检测

南京农业大学学报 2024年第05期47卷 1000-1008页

作者：李吴洁危疆树王玉超陈金荣罗好四川农业大学信息工程学院四川农业大学机电学院

[目的]柑橘叶片受到病菌感染或虫害侵袭后，导致柑橘树生长发育异常、产量减少甚至死亡。早期柑橘叶片病虫害检测有助于做好预防措施减少损失。[方法]实际检测过程中YOLOv5s模型存在定位不精确、背景复杂等问题，受VAN(visual attention... 详细信息

[目的]柑橘叶片受到病菌感染或虫害侵袭后，导致柑橘树生长发育异常、产量减少甚至死亡。早期柑橘叶片病虫害检测有助于做好预防措施减少损失。[方法]实际检测过程中YOLOv5s模型存在定位不精确、背景复杂等问题，受VAN(visual attention network)模型的启发，引入LKA(large kernel attention)模块，对YOLOv5s模型进行改进。改进的YOLOv5s模型可实现对图像信息的集中关注和精细抽取；使用CARAFE轻量级算子替换常规的上采样方法，能够提高特征重建质量，解决尺度不匹配问题并提高检测性能；使用FReLU激活函数，能够捕捉更多的柑橘病虫害的关键特征，提高检测准确度。此外，还构建了一个包含炭疽病、溃疡病和受潜叶蝇病虫侵害的柑橘叶片数据集，采用该数据集进行试验。[结果]改进后的模型YOLOv5-LC对于柑橘病虫害的检测结果显示：平均检测精度mAP50达到94.5%,mAP50:95为84.3%,较原模型分别提高了2.0%和4.4%,模型大小仅为7.3 MB。准确率为93.8%,召回率84.5%,浮点运算次数仅为18.5 G。[结论]改进后的YOLOv5-LC模型可以更加准确检测出柑橘病虫害。

关键词：柑橘病害虫害目标检测 YOLOv5 Large Kernel Attention CARAFE FReLU

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电动工具塑件的复合二次抽芯注塑模具设计

塑料 2024年第3期53卷 44-49页

作者：赵利平胡邓平侯贤州广东科技学院机电工程学院广东东莞523000 深圳技术大学中德智能制造学院广东深圳518118

根据电动工具结构件镂空的结构特点,结合其成型生产的技术要求,设计一副包含了三边侧向抽芯的复杂注塑模具。选择侧向复合二次抽芯机构解决塑件一侧倒扣和内扣组合结构的脱模问题,侧向复合二次抽芯结构中的内缩镶件机构设计精巧,模具空... 详细信息

根据电动工具结构件镂空的结构特点,结合其成型生产的技术要求,设计一副包含了三边侧向抽芯的复杂注塑模具。选择侧向复合二次抽芯机构解决塑件一侧倒扣和内扣组合结构的脱模问题,侧向复合二次抽芯结构中的内缩镶件机构设计精巧,模具空间占用少,采用研磨工艺制作,使其尺寸精度达到IT5级;选择2个平滑块侧分型抽芯结构的方式脱出塑件另外两侧边的倒扣和主体胶位,充分利用滑块达到分步脱模的目的,同时,配合斜顶抽芯顶出机构的设计,有效解决了镂空结构状塑件容易粘模和顶出困难的难题。模具经过实际生产验证,结构的合理性、生产的顺畅性、品质的稳定性均达到模具批量生产的要求。

关键词：镂空侧向复合二次抽芯组合结构侧分型抽芯斜顶抽芯内缩镶件机构