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A356合金低温拉伸力学性能变化机理研究

铸造 2024年第6期73卷 762-767页

作者：马广辉李广龙崔勇刘海金玉静苏州工业职业技术学院精密制造工程系江苏苏州215104 沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870

对A356合金在20℃、-20℃、-40℃、-60℃和-80℃低温环境下进行了拉伸力学性能测试,并利用扫描电子显微镜和金相显微镜对20℃、-20℃和-60℃三种环境的低温拉伸试样断口形貌和附近组织结构进行观察分析,并对断口深腐蚀后的Si相裂纹和铝... 详细信息

对A356合金在20℃、-20℃、-40℃、-60℃和-80℃低温环境下进行了拉伸力学性能测试,并利用扫描电子显微镜和金相显微镜对20℃、-20℃和-60℃三种环境的低温拉伸试样断口形貌和附近组织结构进行观察分析,并对断口深腐蚀后的Si相裂纹和铝基体中的位错滑移带进行分析。结果表明:当环境温度由20℃下降至-80℃时,A356合金的抗拉强度和屈服强度呈上升趋势,而塑性呈下降趋势;拉伸过程中,铝基体中位错在Si相边缘塞积,造成Si相破裂,形成大量微裂纹,在裂纹尖端产生的应力集中,使合金在低温下发生较小的塑性变形时就发生断裂,这是影响合金低温塑性下降的主要原因;随着温度的降低,铝基体内部的点阵阻力增加,塑性变形过程中位错运动困难,导致合金强度提高。同时合金的硬化指数升高,使合金的整体变形趋于均匀化。

关键词：铝硅合金低温拉伸性能位错 Si相

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一种细胞荧光显微图像饱和伪影修复算法

东北大学学报（自然科学版） 2024年第7期45卷 921-927页

作者：刘纪红张律恒杨海旭东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 浙江大学生物医学工程系浙江杭州310027

细胞的荧光显微镜图像包含丰富的表型特征,这些表型特征被用于研究细胞内物质的吸收和运输、化学物质的分布和定位等.这些分析需要高质量的细胞图像,然而饱和伪影会导致生物表型特征的严重丢失,这将影响形态学分析和一些分类实验.从数... 详细信息

细胞的荧光显微镜图像包含丰富的表型特征,这些表型特征被用于研究细胞内物质的吸收和运输、化学物质的分布和定位等.这些分析需要高质量的细胞图像,然而饱和伪影会导致生物表型特征的严重丢失,这将影响形态学分析和一些分类实验.从数据的后处理角度出发,提出了一种基于生成对抗网络的两阶段细胞图像修复模型,以解决饱和伪影导致的表型特征丢失问题.该模型能够修复大面积的缺失表型特征区域.通过4组实验测试了修复图像的有效性和可信度.结果表明,修复结果填补了丢失的表型特征,提高了分析中的图像质量.使用分类实验作为细胞形态学分析实验的代表,对修复前后的细胞图像进行分类实验,结果证明修复饱和伪影后的图像可以提高基于细胞形态分析的实验准确性.

关键词：荧光显微图像饱和伪影图像修复深度学习生成对抗网络

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基于机器学习的CFST柱高温剩余强度系数预测方法

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第5期40卷 867-875页

作者：宋岩升肖广王浩然王光远沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 辽宁省交通高等专科学校道路与桥梁工程系辽宁沈阳110122

目的为提高计算精度和速度,利用机器学习模型泛化数据,以预测CFST柱的高温剩余强度系数。方法利用生成对抗网络将搜集到的110个试验结果泛化生成407组数据,据此训练机器学习模型,并使用试验结果评估其性能,以确定最优模型;然后使用生... 详细信息

目的为提高计算精度和速度,利用机器学习模型泛化数据,以预测CFST柱的高温剩余强度系数。方法利用生成对抗网络将搜集到的110个试验结果泛化生成407组数据,据此训练机器学习模型,并使用试验结果评估其性能,以确定最优模型;然后使用生成数据输入建立的模型预测CFST柱高温剩余强度系数,并和现有计算方法进行对比。结果建立的随机森林模型在性能度量上表现最好,拟合优度达到0.947 7,均方误差为0.001 8,精度为94.7%;预测结果误差在±10%内的数据为83%,在±20%内的数据为100%;剩余强度系数主要影响因素依次为温度、钢材屈服强度、混凝土抗压强度和横截面积,钢管厚度影响很小。结论提出的预测方法优于现有计算方法,具有更快的计算速度、更小的结果误差以及更强的模型可解释性,该方法可为CFST柱抗火设计提供参考。

关键词：钢管混凝土柱剩余强度系数机器学习抗火设计

反向挤压对Mg-1Bi-0.5Gd合金耐蚀性的影响

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铸造技术 2024年第9期45卷 895-900页

作者：贾征杜思潮毛志文沈阳大学机械工程学院焊接工程系辽宁沈阳110044

镁合金因其密度低、比强度高等优点,在航空航天、汽车工业和电子产品中得到广泛应用。然而,镁合金的耐蚀性能较差,限制了其应用。为改善镁合金的耐蚀性,本文采用Bi和Gd元素进行合金化处理,并通过反向挤压工艺制备了Mg-1Bi-0.5Gd(0.94%Bi... 详细信息

镁合金因其密度低、比强度高等优点,在航空航天、汽车工业和电子产品中得到广泛应用。然而,镁合金的耐蚀性能较差,限制了其应用。为改善镁合金的耐蚀性,本文采用Bi和Gd元素进行合金化处理,并通过反向挤压工艺制备了Mg-1Bi-0.5Gd(0.94%Bi,0.53%Gd,质量分数)合金。通过XRD、OM、SEM、析氢实验和电化学测试,研究了挤压前后Mg-1Bi-0.5Gd合金的微观组织和腐蚀行为的变化。结果表明,与均匀态合金相比,挤压态Mg-1Bi-0.5Gd合金表现出更高的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度,显示出更优异的耐蚀性。这是由于挤压工艺细化了合金的晶粒组织,显著提升了耐蚀性能。

关键词：反向挤压 Mg-1Bi-0.5Gd合金电化学晶粒细化

基于光束偏转法的原子力显微镜探针一致性装配系统研究

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光学精密工程 2024年第2期32卷 137-147页

作者：张宝良梁文峰杨铁于鹏沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169

为解决原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)系统更换探针后光路调整复杂耗时、精度不足的问题,本文首次提出通过精密控制探针与探针夹装配位置来实现更换的探针相对AFM系统原光路位置的一致,进而实现免去AFM系统换针后调整光路... 详细信息

为解决原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)系统更换探针后光路调整复杂耗时、精度不足的问题,本文首次提出通过精密控制探针与探针夹装配位置来实现更换的探针相对AFM系统原光路位置的一致,进而实现免去AFM系统换针后调整光路步骤。该系统的光路一致性组件采用光束偏转法对探针位置与偏转进行放大与监测,并使用高精度位移与角度调节平台进行探针相对于探针夹的方位调整。通过实物搭建对探针一致性效果进行了验证,并对紫外光(Ultraviolet,UV)胶水固化过程导致探针位置偏移影响;探针不同偏移量时产生的探测器噪音对AFM系统成像质量影响进行了系统分析。实验结果表明:经由该系统装配的探针平均位置精度接近1.1μm;并且在AFM系统中更换一致性探针仅需8 s。该系统实现了高精度且质量稳定的探针一致性装配,极大地简化了AFM系统重新校准光路的操作步骤,其与自动换针装置配合可有效提升工业计量型AFM的操作与测量性能。

关键词：原子力显微镜探针装配光束偏转法微米级位移调节

基于主动式阻尼的混合式步进电机转速振荡抑制控制

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2459-2469页

作者：施雨武志涛苏晓英佟文明辽宁科技大学电子与信息工程学院鞍山114051 沈阳工业大学特种电机与高压电器教育部重点实验室沈阳110870

混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,... 详细信息

混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,将电流i_d控制恒为额定电流,利用位置误差和速度误差调节电流i_q生成瞬时转矩,抑制电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现电机闭环反馈控制,提出一种将同步频率提取滤波器(SFF)与三阶锁相环(PLL~3rd)相结合的无传感器控制方法。SFF可以滤除反电动势信号中的高次谐波,PLL~3rd能消除转速变化过程中的稳态误差。实验证明,该方法有效抑制了步进电机运行过程中的振荡现象,提升了电机的运行品质。

关键词：混合式步进电机双闭环控制主动式阻尼控制锁相环同步频率提取滤波器

仿生竹纤维五系铝基复合结构强-韧性调控与界面显微组织研究(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 187-195页

作者：杨光马一鑫赵朔钦兰云王向明沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136 航空工业沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

为进一步提高铝基复合材料的强度与韧性,避免强韧性倒置关系,通过在铝基体中加入不同体积分数与尺寸的钛合金骨架结构,制备出强韧性可调控的仿竹纤维Al-Ti复合结构。研究发现:钛合金强化骨架与铝合金基体界面间发生了扩散反应,形成了致... 详细信息

为进一步提高铝基复合材料的强度与韧性,避免强韧性倒置关系,通过在铝基体中加入不同体积分数与尺寸的钛合金骨架结构,制备出强韧性可调控的仿竹纤维Al-Ti复合结构。研究发现:钛合金强化骨架与铝合金基体界面间发生了扩散反应,形成了致密的冶金结合,界面内析出相为钛铝金属间化合物。与传统铝基复材相比,复合结构铝基复合材料抗压强度高达380~1085 MPa,形成一体化微/宏观“高强-高韧”纤维状复合结构。对微观变形机制进行研究:高强度化合物的析出有效阻止了异质界面内裂纹萌生、扩展。同时高分辨下观察发现,界面内析出的Ti3Al相变形后在晶粒内部形成了有效的变形孪晶,提升了界面内高、低模量析出相间协调变形能力,是复合结构增强-增韧的主要机制。

关键词：激光技术增材制造仿生结构 Al-Ti复合结构材料微/宏观强韧性调控

TC4钛合金扩散连接接头的振动疲劳特性及劣化机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 533-546页

作者：雷奕文马广璐刘悦赵伟吴会平李细锋上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院上海200030 沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

为了研究扩散连接工艺对材料振动疲劳特性的影响,对扩散连接后的TC4钛合金和原始母材进行一系列振动疲劳试验以及显微组织表征。结果表明:扩散连接的热循环过程引起TC4钛合金显微组织变化,并导致其振动疲劳性能降低。经扩散连接后,TC4... 详细信息

为了研究扩散连接工艺对材料振动疲劳特性的影响,对扩散连接后的TC4钛合金和原始母材进行一系列振动疲劳试验以及显微组织表征。结果表明:扩散连接的热循环过程引起TC4钛合金显微组织变化,并导致其振动疲劳性能降低。经扩散连接后,TC4钛合金晶粒尺寸的不均匀性增加,加重了材料不同取向α晶粒间的不协调变形,从而使微孔洞易于在晶粒尺寸差异较大的两α晶粒的晶界上萌生,或者在较大α晶粒的内部萌生。同时,扩散连接后材料α晶粒取向的变化使得柱面滑移系更易被启动,促进了裂纹更早地萌生。此外,扩散连接后TC4钛合金β相含量的增加为微孔洞提供了更多的形核位置。因此,由扩散连接热循环过程造成的晶粒尺寸不均匀性增加、晶粒取向变化和β相含量增加使扩散连接TC4钛合金的振动疲劳性能劣化。

关键词：扩散连接振动疲劳热循环 TC4钛合金

Mg-Zn基合金中非周期性析出相的原子尺度

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材料与冶金学报 2024年第1期23卷 65-72页

作者：姜景春李姗姗谢红波任玉平秦高梧东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819 沈阳化工大学机械与动力工程学院沈阳110142

时效析出相的结构是主导合金强度提升的关键,因此从原子尺度认识析出相的结构出发,有助于更好地设计新合金.使用球差校正的高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)结合选区电子衍射(SAED)技术系统表征了峰时效Mg-Zn(-Al)系合金中的非周... 详细信息

时效析出相的结构是主导合金强度提升的关键,因此从原子尺度认识析出相的结构出发,有助于更好地设计新合金.使用球差校正的高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)结合选区电子衍射(SAED)技术系统表征了峰时效Mg-Zn(-Al)系合金中的非周期性析出相结构.研究结果表明,Mg-8Zn二元合金等温时效析出的棒状相是由72°菱形和72°等边六边形结构单元在(0001)α面上沿5个方向拼砌形成的,具有带Laves晶体特征的纳米畴结构.Al的添加可以显著改变Mg-Zn合金的时效析出行为,Mg-8Zn-4Al合金中析出了两种非周期性结构:一种是由36°菱形、72°菱形和72°等边六边形等结构单元自适应组装形成的块状析出相,其伪10次轴完全平行于[0001]α方向;还有一种是菱形的三维二十面体准晶相,其5次轴完全平行于[0001]α方向.这些原子尺度的相结构信息不仅可以增进人们对凝聚态物质结构的认识,还可为设计高强度的ZK,AZ系列镁合金提供理论依据.

关键词：镁合金时效析出非周期性结构准晶 Laves相 HAADF-STEM