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基于分层贝叶斯推理的RV减速器动力学模型修正及动态响应预测方法

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机械工程学报 2024年第11期60卷 135-144页

作者：张德权李星奥贾新宇叶楠韩旭河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 河北工业大学机械工程学院天津300401

RV减速器作为高端装备核心零部件其性能好坏直接影响装备整机性能。动力学分析是提高RV减速器长期稳定服役能力的重要手段。当前研究在动力学建模时未考虑多源不确定性因素的影响,导致所建立理论模型误差较大,影响后续分析精度。为此,... 详细信息

RV减速器作为高端装备核心零部件其性能好坏直接影响装备整机性能。动力学分析是提高RV减速器长期稳定服役能力的重要手段。当前研究在动力学建模时未考虑多源不确定性因素的影响,导致所建立理论模型误差较大,影响后续分析精度。为此,基于分层贝叶斯推理开展RV减速器不确定性度量与传递研究,实现其动力学模型修正及动态响应预测,旨在为准确评估RV减速器动态特性提供有效保障。根据RV减速器结构特点及传动原理,建立整机与核心零部件动力学理论模型,采用Newmark法求解位移、速度和加速度响应。引入待修正参数的多层超参数概率分布,构建整机与核心零部件分层贝叶斯概率模型。充分考虑待修正参数的先验信息,运用过渡马尔可夫链蒙特卡罗法进行识别获取后验分布信息,准确修正RV减速器动力学模型。在此基础上,将参数不确定性进行传递,实现动态响应预测。针对某国产RV-20E型减速器,采用所提方法对其薄弱环节曲柄轴和摆线轮进行分析,得到两者刚度参数的后验分布信息及动态位移响应预测结果。

关键词： RV减速器分层贝叶斯模型修正响应预测不确定性分析

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碳化硅纳米抛光亚表面损伤机理的分子动力学模拟

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机械工程学报 2024年第5期60卷 231-240页

作者：华东鹏周青王婉李硕王志军王海丰西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学先进润滑与密封材料研究中心西安710072

碳化硅(SiC)在表面微纳加工过程中损伤机理的研究不足限制了SiC的加工表面质量及应用,因此了解不同抛光参数下SiC的损伤机理对提高SiC的纳米加工表面质量具有重要意义。采用分子动力学模拟研究了单晶SiC在纳米抛光过程中的亚表面损伤机... 详细信息

碳化硅(SiC)在表面微纳加工过程中损伤机理的研究不足限制了SiC的加工表面质量及应用,因此了解不同抛光参数下SiC的损伤机理对提高SiC的纳米加工表面质量具有重要意义。采用分子动力学模拟研究了单晶SiC在纳米抛光过程中的亚表面损伤机理,并考虑了抛光速度和抛光深度的影响。结果表明,随着抛光深度的增加,SiC的去除机制逐渐由以黏附和犁沟机制为主转变为以切削机制为主。微裂纹通过滑移面层间Si-Si键的断裂形成于滑移带尖端。此外,抛光深度越大,工件吸收动能的效率越高,从而导致抛光速度对工件温度和力学性能的影响越显著。因此较小的抛光深度和较大的抛光速度可以获得更好的表面加工质量。这些结果为解释SiC纳米抛光实验中的变形损伤机理提供了新的见解,可以指导设计纳米抛光工艺以获得更好的SiC表面质量。

关键词：碳化硅纳米抛光微裂纹亚表面损伤分子动力学模拟

PVDF基超滤膜的制备及其切削液废水分离性能

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材料工程 2024年第2期52卷 227-234页

作者：刘耀威黄坤张博君付维贵杜润红赵义平天津工业大学材料科学与工程学院省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜... 详细信息

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜表面,再与甲基丙烯酸的羧基发生酰胺化反应,然后通过自由基聚合反应形成环状聚合物功能层,从而得到亲水性好、通量大且油水分离率高的PVDF基复合膜。通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、水接触角等测试对改性前后的膜样品的物化性能进行表征;采用自制错流过滤装置测试正己烷油水混合乳液、切削液废水的分离效果。研究结果表明,原膜(M0)的水接触角(WCA)为91.95°,改性后的膜M1,M2和M3的WCA分别降低至65.78°,51.08°,71.70°,说明改性膜的亲水性提高。M0与M1,M2和M3在正己烷油水乳液分离中各自的渗透通量分别为37.34,58.40,81.57,44.55 L·m^(-2)·h^(-1);对切削液废水分离的渗透通量分别是7.41,11.96,24.36,10.80 L·m^(-2)·h^(-1)。原膜和改性膜在分离高浓度的切削液废水时,渗透通量都有所下降,但改性膜的渗透通量明显高于原膜水渗透通量,其中M2改性膜的分离通量最佳,说明改性膜的亲水性和抗污染性最佳,有望用于工业含油废水处理。

关键词：聚偏氟乙烯胱胺甲基丙烯酸油水分离切削液废水

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基于多引导结构感知网络的深度补全

控制与决策 2024年第2期39卷 401-410页

作者：孙虎金宇强张文安付明磊浙江工业大学信息工程学院杭州310023 浙江省嵌入式系统联合重点实验室杭州310023

针对三维场景深度信息观测稀疏问题,提出一种融合彩色图像的多引导结构感知网络模型以补全稀疏深度.首先,利用三维平面法向量与场景梯度信息之间的映射关系,设计一种两分支主干网络框架,结合图像特征和几何特征进行深度预测,以充分提取... 详细信息

针对三维场景深度信息观测稀疏问题,提出一种融合彩色图像的多引导结构感知网络模型以补全稀疏深度.首先,利用三维平面法向量与场景梯度信息之间的映射关系,设计一种两分支主干网络框架,结合图像特征和几何特征进行深度预测,以充分提取空间位置信息的特征表示;然后,考虑到大范围场景下不同物体的结构差异性,基于网络通道注意力机制设计一种自适应感受野的结构感知模块,以对不同尺度的信息进行表征;最后,在网络采样的过程中,以不同尺寸图像为指导对预测子深度图进行滤波并修复物体的边缘细节.公开数据集上的实验结果表明,所设计的深度补全算法可以获得准确的稠密深度,同时通过两个下游感知任务进行深入评估,表明利用所提出方法能够有效提升其他感知任务的效果.

关键词：稀疏场景深度补全结构感知多传感器融合图像引导滤波自适应感受野

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分布式AGV调度研究综述与发展趋势分析

制造技术与机床 2024年

作者：张中伟高增恩王菁锐李艺武照云河南工业大学机电工程学院河南省超硬磨料磨削装备重点实验室

智能物流是智能制造的重要组成部分，也是物流行业发展的必然趋势。自动导引车（automated guided vehicle，AGV）可无缝衔接企业生产系统和仓储系统，是实现智能物流的一种重要技术装备。AGV调度对于提高物流效率，降低能源消耗，减少... 详细信息

智能物流是智能制造的重要组成部分，也是物流行业发展的必然趋势。自动导引车（automated guided vehicle，AGV）可无缝衔接企业生产系统和仓储系统，是实现智能物流的一种重要技术装备。AGV调度对于提高物流效率，降低能源消耗，减少运输过程中货物的损坏和事故的发生等至关重要。AGV调度问题涉及任务分配和路径规划两个子问题，从调度方式上可分为集中式调度和分布式调度。随着AGV设备智能化水平的提升，分布式AGV系统凭借可扩展性、高可靠性等优势已成为当前研究的热点。首先描述了分布式AGV调度问题；然后分别阐述分析了分布式AGV任务分配和路径规划领域的研究现状；最后对分布式AGV调度未来的发展前景进行了展望。

关键词：智能物流自动导引车分布式AGV调度任务分配路径规划

基于数字孪生的建筑工程交付模型建立及应用研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 97-106页

作者：刘占省刘俊杰及炜煜刘亮北京工业大学城市建设学部北京100124 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

建筑生命周期数据包含建筑项目立项、设计、施工、运维等过程的有价值信息,是重要的数据资产。目前建筑业尚未有统一的数字化交付标准,建筑工程交付数据同时存在完整性不足、利用率低等问题。为了更好地利用建筑信息,并用于工程交付,综... 详细信息

建筑生命周期数据包含建筑项目立项、设计、施工、运维等过程的有价值信息,是重要的数据资产。目前建筑业尚未有统一的数字化交付标准,建筑工程交付数据同时存在完整性不足、利用率低等问题。为了更好地利用建筑信息,并用于工程交付,综合分析了目前数字化交付中的难点问题,总结了建筑项目各阶段所产生的数据特点以及交付对象,定义了需要交付的数据要素,在此基础上建立了建筑工程数字化交付模型。该模型以数字孪生框架为驱动,在数据模型构建过程中,引入了时空演化规律和虚实交互机制,以及对多维多尺度的建筑数据集成方式。基于交付模型开发了数字化交付平台,以实际工程案例为依托,以平台为载体,实现了交付模型的运行以及在工程中的功能应用。结果表明:数字化交付模型能较好地完成建筑数据从采集到传输到最后利用过程,简化相关方的交付步骤,保证了交付数据的完整性、及时性与真实性,对交付的数据能通过平台为参与方共享利用,提升数据利用率。

关键词：建筑工程竣工交付数字孪生数据管理交付模型

ZnIn_(2)S_(4)修饰TiO_(2)的分级S型异质结用于促进光催化析氢

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 334-345页

作者：张宝龙刘方璇孙彬高婷婷周国伟齐鲁工业大学(山东省科学院)化学与化工学院山东省高校轻工精细化学品重点实验室济南市多尺度功能材料工程实验室山东济南250353 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台264006

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异... 详细信息

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异质结成为提高光催化活性的有效策略.该结构能实现光生载流子的空间分离和转移,有效地抑制其复合,同时保留了光催化体系的强氧化还原能力.本文利用原位化学浴沉积法成功地将ZnIn_(2)S_(4)纳米片修饰在花状TiO_(2)微球表面,制备了具有独特分级结构的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化材料,并研究了其光催化析氢活性.Zeta电位结果表明,TiO_(2)带有正电荷,可以率先吸附溶液中的S2-并与后续加入的In3+和Zn2+原位反应生成ZnIn_(2)S_(4),进而构建稳定的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂.X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜等结果证实了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂的成功制备.紫外-可见漫反射结果表明,ZnIn_(2)S_(4)的引入明显增强了TiO_(2)的光吸收能力.结合莫特-肖特基曲线、X射线光电子能价带谱和紫外光电子能谱等表征结果,确定了TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的能带结构及费米能级位置.光电流密度、电化学阻抗、表面光电压、荧光光谱和时间分辨荧光光谱等测试结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有较好的光生载流子分离和转移效率以及更长的光生载流子寿命.线性扫描伏安和接触角测试证明了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的过电势和良好的亲水性,更有利于析氢反应发生.通过阿伦尼乌斯方程对反应温度和析氢速率之间的关系进行拟合,结果发现,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的析氢反应表观活化能,从而更有利于光催化析氢反应发生.非原位和原位X射线光电子能谱以及电子自旋共振光谱等结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结遵循S型电子转移机理.在模拟太阳光照射下,最佳配比的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结的光催化析氢速率达6.85 mmol g^(-1) h^(-1),分别约为纯TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的171.2倍和3.9倍.此外,经六次循环后催化材料仍保持良好的光催化析氢活性,表明具有紧密界面接触的分级结构异质结可以有效地抑制ZnIn_(2)S_(4)的光腐蚀,且保持良好的结构稳定性.综上,本文构建了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结,有效促进了光生载流子的空间分离和转移,同时保留了其强氧化还原能力,从而提高光催化析氢活性.本研究为设计和合成高效的异质结光催化剂提供了参考.

关键词： TiO_(2) 分级结构 ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化析氢

V和B元素对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金显微组织及热变形机制的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 650-660页

作者：李天瑞许瑜倩吴文平甘文萱杨永刘国怀王昭东安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243000 东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

为了探究V和B元素复合添加对β型γ-TiAl合金的显微组织和变形机制产生的影响,本工作针对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金,进行了不同温度和应变速率条件下的高温热压缩实验,利用SEM-BSE和TEM对组织进行表征,对比分... 详细信息

为了探究V和B元素复合添加对β型γ-TiAl合金的显微组织和变形机制产生的影响,本工作针对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金,进行了不同温度和应变速率条件下的高温热压缩实验,利用SEM-BSE和TEM对组织进行表征,对比分析了其变形后的显微组织,研究了添加V和B对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金的显微组织及热变形机制的影响。结果表明,2种TiAl合金的显微组织差异较大,添加V和B可以显著改变TiAl合金对热变形的敏感性。Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金高温变形能力明显优于Ti-44Al-5Nb-1Mo合金。Ti-44Al-5Nb-1Mo合金的高温热变形以难变形片层团的偏转、变形带的产生为主,温度为1250℃时,其变形组织表现出较高的温度和应变速率敏感性,极易形成尺寸不均匀的近片层组织;对于Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金而言,升高变形温度或降低应变速率,既可以促进片层团内部的变形诱导L(α/γ)→α+γ+β/B2和γ→α相变,又可以促进α和β/B2相的球化/动态再结晶,从而大幅提高该合金的组织均匀性。基于变形参数对组织的影响规律,确定了控制Ti-44Al-5Nb-1Mo和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金中近全片层、近双态显微组织的方法。

关键词： TiAl合金 (V,B)合金化热变形显微组织

基于光频域反射技术的风机叶片损伤识别方法研究

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 229-238页

作者：董俊超罗明明刘剑飞杨文荣河北工业大学电子信息工程学院天津300401 河北省先进激光技术与装备重点实验室天津300401 天津市电子材料与器件重点实验室天津300401 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401

针对传统风机叶片损伤检测中存在的定位不精确且无法在风机运行状态下进行监测的问题,提出了一种新的风机叶片损伤检测方法。该方法采用光频域反射(OFDR)技术对不同风况下风机叶片表面的应变进行测量,对应变值进行快速傅里叶变换并取其... 详细信息

针对传统风机叶片损伤检测中存在的定位不精确且无法在风机运行状态下进行监测的问题,提出了一种新的风机叶片损伤检测方法。该方法采用光频域反射(OFDR)技术对不同风况下风机叶片表面的应变进行测量,对应变值进行快速傅里叶变换并取其基频幅值获得叶片表面的应变分布,据此计算出叶片损伤的位置、长度和宽度,再根据应变大小与损伤程度的关系拟合出损伤程度判断公式,并据此识别叶片损伤程度。设计了基于OFDR的悬臂梁损伤检测实验,模拟了悬臂梁振动时的瞬时状态,根据应变分布识别出损伤的位置,验证了所提损伤识别方法的可行性。

关键词：光纤光学光频域反射背向散射光纤传感器风机叶片损伤识别应变分布