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镀锌钢/铝添加中间夹层Cu、Pb的激光搭接焊研究

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稀有金属材料与工程 2014年第5期43卷 1181-1186页

作者：周惦武田伟彭利张屹陈根余湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行了添加中间夹层Cu、Pb的激光搭接焊实验研究,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制的电子万能试验机等手段研究了钢/铝焊缝的表面成形性、接头... 详细信息

对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行了添加中间夹层Cu、Pb的激光搭接焊实验研究,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制的电子万能试验机等手段研究了钢/铝焊缝的表面成形性、接头各区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相与接头力学性能。结果表明:添加中间夹层Cu、Pb,焊接接头的平均抗拉强度分别为49.44、73.51 MPa,伸长率分别为1.63%、2.37%,与未添加夹层相比,抗拉强度和伸长率提高,其中Pb提高效果优于Cu;不加夹层,钢/铝试样断口呈明显脆性断裂特征;加入夹层Cu,脆性断裂特征不明显;而加入夹层Pb,试样断口呈韧性断裂特征;添加夹层Pb,钢/铝界面连接处Fe、Al、Zn、Mg、Pb元素变化剧烈,混合区宽度大,新生成Mg2Pb金属间化合物的结构比FeAl金属间化合物稳定,能抑制脆性FeAl金属间化合物生成。这是添加夹层Pb明显改善钢/铝焊接接头力学性能的重要原因。

关键词：激光搭接焊中间夹层金属间化合物结构稳定性

万瓦级光纤激光焊接过程中小孔内外等离子体研究

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物理学报 2014年第10期63卷 191-198页

作者：李时春陈根余周聪陈晓锋周宇湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

为了进一步深入了解超高功率光纤激光深熔焊接过程中等离子体特征,试验拍摄了深熔小孔内外等离子体形态,并采用光谱仪检测分析了光纤激光致等离子体光谱信号.利用检测得到的等离子体光谱信号,计算研究了等离子体的电子温度、电子密度、... 详细信息

为了进一步深入了解超高功率光纤激光深熔焊接过程中等离子体特征,试验拍摄了深熔小孔内外等离子体形态,并采用光谱仪检测分析了光纤激光致等离子体光谱信号.利用检测得到的等离子体光谱信号,计算研究了等离子体的电子温度、电子密度、电离度以及等离子体压力特征,并分析了在小孔内不同深度处及孔外等离子体的变化规律.结果表明,孔内等离子体呈现不均匀分布特征,孔外金属蒸气远多于等离子体.等离子体光谱分析显示,光纤激光致等离子体辐射出的谱线较少,即电离程度较低.进一步的计算结果同样证实了光纤激光致等离子体处于弱电离状态,但等离子体电子密度仍然处于较高水平,且等离子体瞬态压力可达到数百个大气压.

关键词：光纤激光深熔焊接等离子体压力

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空间盘绕型声学超材料的亚波长拓扑谷自旋态

物理学报 2017年第22期66卷 104-111页

作者：郑圣洁夏百战刘亭亭于德介湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

声子晶体的Dirac线性色散关系,使其具有奇特的声拓扑特性,在声波控制领域具有良好的应用前景.目前,声子晶体的拓扑边缘态主要基于Bragg散射所产生的能带结构,难以实现低频声波的受拓扑保护单向边缘传输.本文引入空间盘绕结构,设计了具有... 详细信息

声子晶体的Dirac线性色散关系,使其具有奇特的声拓扑特性,在声波控制领域具有良好的应用前景.目前,声子晶体的拓扑边缘态主要基于Bragg散射所产生的能带结构,难以实现低频声波的受拓扑保护单向边缘传输.本文引入空间盘绕结构,设计了具有C_(3v)对称性的空间盘绕型声学超材料,并研究其布里渊区高对称点(K/K'点)的亚波长Dirac锥形线性色散.接着,通过旋转打破空间盘绕型声学超材料的镜像对称性,使其Dirac简并锥裂开而产生亚波长拓扑相变和亚波长拓扑谷自旋态.最后,采用拓扑相位互逆的声学超材料构造拓扑界面,实现声拓扑谷自旋传输.空间盘绕型声学超材料的亚波长Dirac线性色散与亚波长拓扑谷自旋态突破了声子拓扑绝缘体的几何尺寸限制,为声拓扑稳健传输在低频段的应用提供理论基础.

关键词：空间盘绕结构亚波长声学超材料 Dirac简并锥拓扑谷自旋态

行进速度对铝合金无针搅拌摩擦改性层性能的影响

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表面技术 2025年

作者：张浩王优强段继周青岛理工大学机械与汽车工程学院中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛海洋科学与技术国家重点实验室海洋腐蚀与防护开放工作室中国科学院海洋大学科学研究中心

目的利用无针搅拌头对2024铝合金表面进行搅拌摩擦加工（FSP）处理，探究行进速度对铝合金改性层性能的影响。方法采用HT-JC6×8/2搅拌摩擦焊接设备对合金表面进行改性处理。采用电火花线切割在改性层表面截取测试试样（均来自细晶区... 详细信息

目的利用无针搅拌头对2024铝合金表面进行搅拌摩擦加工（FSP）处理，探究行进速度对铝合金改性层性能的影响。方法采用HT-JC6×8/2搅拌摩擦焊接设备对合金表面进行改性处理。采用电火花线切割在改性层表面截取测试试样（均来自细晶区）。采用5%氟硼酸对改性层试样进行阳极覆膜，以便观察改性层金相组织。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）等，分析了改性层的显微组织、形貌及性能。采用电化学测试，研究不同行进速度下，改性层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀行为。结果改性层晶粒得到显著细化，未发现气孔、裂纹等缺陷。改性层分为细晶区（FG）、变形晶区（TG）、和粗晶区（CG）。其中，FG厚度在1 024.3 μm～1 247.3 μm之间。当行进速度为100 mm/min时，改性层的性能最优，其屈服强度(σ0.2)、抗拉强度(σb)相比于母材（BM）分别提升了19.2%和24.5%，伸长率（δ）最高可达20.3%；改性层以韧性断裂为主。同时，相较于BM，改性层的耐腐蚀性能最佳，其腐蚀电位(Ecorr)提升至-0.539 V，腐蚀电流密度(Icorr)降低至2.448×10-6A/cm2。结论通过对不同行进速度下，改性层组织及性能的分析。发现改性层的力学性能和抗腐蚀性能，随着行进速度的增加，均呈现先增强后减弱的趋势。当行进速度达到100 mm/min时，改性层的性能最佳。

关键词：无针搅拌摩擦 2024铝合金表面改性力学性能耐腐蚀行进速度

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基于相位一致性的激光熔覆熔池边缘提取方法

机械工程学报 2018年第5期54卷 166-172页

作者：刘坚向超前王方华易怀安湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

针对激光熔覆过程中存在弧光、熔融金属液滴等干扰导致激光熔覆熔池边缘难以准确提取的问题,提出了基于相位一致模型的熔池边缘提取方法。为了得到完整、精准的熔池边缘,对获取的熔池图像进行预处理后,使用基于阈值的方法,对熔池进行初... 详细信息

针对激光熔覆过程中存在弧光、熔融金属液滴等干扰导致激光熔覆熔池边缘难以准确提取的问题,提出了基于相位一致模型的熔池边缘提取方法。为了得到完整、精准的熔池边缘,对获取的熔池图像进行预处理后,使用基于阈值的方法,对熔池进行初步分割,对剪裁后的熔池图像采用相位一致性模型进行边缘检测,将其边缘在粗分割区域进行标记,对标记图进行进一步分割并用sobel算子对精分割区域进行边缘提取。相关试验的对比分析表明,该方法具有良好的熔池边缘提取精度和干扰鲁棒性。

关键词：激光熔覆熔池相位一致性边缘提取

基于内/外部稳定性的构网型逆变器中高频谐振机理分析与控制优化

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电工技术学报 2025年

作者：赫玉莹杜夏恒张犁王学华秦旷河海大学电气与动力工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院

随着新能源渗透率的提高，具有电压和频率支撑能力的构网型逆变器正得到广泛关注。现有研究主要聚焦于构网型逆变器的次/超同步振荡问题，但类似于跟网型逆变器，控制延时作用于电压电流控制环路，也给系统带来中高频谐振风险。该文揭... 详细信息

随着新能源渗透率的提高，具有电压和频率支撑能力的构网型逆变器正得到广泛关注。现有研究主要聚焦于构网型逆变器的次/超同步振荡问题，但类似于跟网型逆变器，控制延时作用于电压电流控制环路，也给系统带来中高频谐振风险。该文揭示电压电流双环控制构网型逆变器的中高频谐振机理，并分别从内部稳定性和外部稳定性两个维度，提出清晰直观的控制参数设计指导方法和虚拟阻抗构建的优化控制策略。所提出的参数优化设计方法避免了反复试凑，并保证系统的内部稳定性和低稳态误差。通过严谨推导并分析并网电流前馈函数与输出阻抗的矢量映射关系，该文提出简单有效的并网电流前馈策略，提升了逆变器对电网阻抗的鲁棒性。最后，在一台10 kW的逆变器原理样机上，验证了上述理论分析的正确性和所提策略的有效性。

关键词：构网型逆变器稳定性谐振控制参数前馈策略

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Ni单晶体塑性应变的非均匀性与加工硬化

金属学报 2015年第12期51卷 1457-1464页

作者：王晓钢姜潮韩旭湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

通过数字图像相关方法获取全场应变信息,从应变非均匀性的角度研究Ni单晶体的加工硬化行为.首先提出一种适用于描述单晶体变形的数字图像相关方法,用于准确获取应变场.拉伸实验结果表明,Ni单晶体的塑性应变具有显著的局部化特征,这与滑... 详细信息

通过数字图像相关方法获取全场应变信息,从应变非均匀性的角度研究Ni单晶体的加工硬化行为.首先提出一种适用于描述单晶体变形的数字图像相关方法,用于准确获取应变场.拉伸实验结果表明,Ni单晶体的塑性应变具有显著的局部化特征,这与滑移带的形成、发展密切相关.根据应变场的演化特征,3种变形机制可被确定,且发现它们与材料的3个加工硬化阶段具有一一对应关系.在位错理论框架下,两者之间的内在联系得到了合理的解释,并通过对材料微观结构演化的实验观测得到了很好的验证.

关键词： Ni单晶体加工硬化塑性变形数字图像相关非均匀性

SADBN及其在滚动轴承故障分类识别中的应用

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振动与冲击 2019年第15期38卷 11-16,26页

作者：杨宇罗鹏甘磊程军圣湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

传统的智能诊断方法一般都是基于"特征提取+分类器"模型,其核心在于特征值的提取以及分类器的设计。针对不同的诊断对象,通常需要根据先验知识提取不同的故障特征值,这必将给最终的诊断结果带来诊断误差;与此同时,传统的分类器一般使用... 详细信息

传统的智能诊断方法一般都是基于"特征提取+分类器"模型,其核心在于特征值的提取以及分类器的设计。针对不同的诊断对象,通常需要根据先验知识提取不同的故障特征值,这必将给最终的诊断结果带来诊断误差;与此同时,传统的分类器一般使用浅层模型,这使得其难以表征信号与装备运行状况之间复杂的映射关系。作为深度学习算法典型代表之一的深度信念网络(Deep Belief Network,DBN),可以直接从原始信号中提取特征并具有深度学习能力,因而已受到越来越多研究者的关注。但是DBN依然存在网络结构需要人为设定的缺陷,这也限制了DBN在工程实际中的应用。为解决DBN网络结构难以确定及如何提升其在工程实际应用中的诊断效率问题,提出了一种新的深度信念网络,即结构自适应深度信念网络(Structure Adaptive Deep Belief Network,SADBN)。与DBN相比,SADBN可以自适应地确定网络结构,有效提高诊断效率。对滚动轴承故障振动信号的分析结果表明了改进网络的有效性。

关键词：深度学习 DBN 网络结构 SADBN 滚动轴承故障诊断

基于改进二次粒子群算法的汽车零配件配载优化

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汽车工程 2010年第8期32卷 731-736页

作者：王向银刘坚武春燕于德介湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

综合考虑汽车零配件物流运输配载过程中成本、资源及服务质量等决策要素，建立了汽车零配件配载优化模型。引入二次粒子群算法对该问题进行求解，并针对该算法在搜索早期粒子多样性低的缺点，提出了改进二次粒子群优化算法，它采用遗传... 详细信息

综合考虑汽车零配件物流运输配载过程中成本、资源及服务质量等决策要素，建立了汽车零配件配载优化模型。引入二次粒子群算法对该问题进行求解，并针对该算法在搜索早期粒子多样性低的缺点，提出了改进二次粒子群优化算法，它采用遗传算法的变异思想和互换更新机制来提高种群的多样性，以避免过早收敛和改进优化效果。仿真实例表明，与原算法相比，改进后算法的计算效率显著提高，且搜索到全局最优解的概率也更高。

关键词：汽车零配件配载二次粒子群优化算法变异