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珠链状FeNi_(3)/Ni_(3-x)S_(2)/C纳米催化剂的制备与析氧性能

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材料工程 2024年第10期52卷 146-152页

作者：李涛钟叔洁凌帅娄琼月成都大学机械工程学院材料工程系成都610106

在碱性环境下电解水制氢过程中,FeNi基复合材料是一类最有前途替代传统贵重金属的催化剂。以Ni(CH_(3)COO)_(2)和FeSO_(4)为金属离子原料,控制Ni^(2+):Fe^(2+)的摩尔比为3:1和金属离子(Fe^(2+)+Ni^(2+))总浓度为0.6 mol/L。以PVA为胶体... 详细信息

在碱性环境下电解水制氢过程中,FeNi基复合材料是一类最有前途替代传统贵重金属的催化剂。以Ni(CH_(3)COO)_(2)和FeSO_(4)为金属离子原料,控制Ni^(2+):Fe^(2+)的摩尔比为3:1和金属离子(Fe^(2+)+Ni^(2+))总浓度为0.6 mol/L。以PVA为胶体剂,采用静电纺丝与气氛热处理技术制备前驱体纤维,再经1000℃气氛热处理,通过Ni,Fe,S元素的原位反应,成功制备了珠链状的FeNi_(3)/Ni_(3-x)S_(2)/C混晶复合纳米材料。结果表明,纳米珠链的直径约为200 nm,链珠的表面均呈蓬松状,Fe,Ni,S和C元素均匀分布于纳米珠链基体中。电化学分析表明,由1000℃气氛热处理制备的FeNi_3/Ni_(3-x)S_(2)/C混晶复合催化剂,在1 mol/L的KOH水溶液中表现出优异的析氧(OER)性能,在10 mA·cm^(-2)时,表现出278.59 mV的过电位。

关键词：珠链状 FeNi_(3) 静电纺丝析氧

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一种基于条纹相位特征的印刷电路板三维重建方法

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光学学报 2024年第14期44卷 144-153页

作者：吴福培彭俊龙叶玮琳郑志丹李昇平汕头大学工学院机械工程系广东汕头515063

重建印刷电路板(PCB)表面元器件的三维形貌对确保其贴装质量具有重要意义。为提升PCB表面三维重建的精度和可靠性,本文提出了一种基于条纹相位特征的PCB三维重建方法。首先,基于自适应权重法建立多曝光图像的融合规则,进而合成高质量的... 详细信息

重建印刷电路板(PCB)表面元器件的三维形貌对确保其贴装质量具有重要意义。为提升PCB表面三维重建的精度和可靠性,本文提出了一种基于条纹相位特征的PCB三维重建方法。首先,基于自适应权重法建立多曝光图像的融合规则,进而合成高质量的条纹图像,并构建异步多频相移法以求解视场内各像素点的相位值;其次,针对结构光三角立体模型因标定误差而影响PCB重建精度的问题,由相机和结构光发生器视线映射关系建立高度重建模型;在此基础上,基于标准量块的测量值标定并拟合出最终的三维重建参数。实验结果表明,所提方法可有效提升高动态范围复杂表面的三维重建效果;在精度评价实验中,采用所提三维重建方法测量陶瓷标准球的平均直径误差为0.0188 mm,且能准确可靠地恢复PCB表面元器件的三维形貌,进一步检验了所提方法的有效性。

关键词：三维重建条纹结构光印刷电路板参数标定图像融合

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基于插值超分辨的双目三维重建方法

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 862-874页

作者：刘宇豪吴福培吴树壮王瑞汕头大学工学院机械工程系广东汕头515063

基于双目立体匹配重建物体表面三维形貌时,其匹配精度往往受限于传感器尺寸、镜头焦距和光源环境等物理条件。针对此问题,本文提出了一种基于插值超分辨的双目表面三维重建方法。首先,在图像预处理阶段,建立基于小波变换与双直方图均衡... 详细信息

基于双目立体匹配重建物体表面三维形貌时,其匹配精度往往受限于传感器尺寸、镜头焦距和光源环境等物理条件。针对此问题,本文提出了一种基于插值超分辨的双目表面三维重建方法。首先,在图像预处理阶段,建立基于小波变换与双直方图均衡融合的图像增强方法,克服传统双目视觉受限于复杂环境光干扰等问题;其次,构建基于拉格朗日与三次多项式插值的超分辨算法,提升图像像素密度,为双目匹配代价计算阶段增加图像细节,从而提高匹配精度;最后,基于SLIC算法对目标图像进行分割,并针对各分割区域分别做二次曲面拟合,进而获得与物体实际表面更为贴合的高度曲线,从而降低重建误差并可提高重建精度。实验结果表明:5组测量样品的全局高度测量平均相对误差为±2.3%,实验平均测量时长为1.8828 s,最大时长为1.9362 s,较传统方法有明显提升。实验分析结果验证了本文所提方法的有效性。

关键词：双目视觉三维测量插值超分辨超像素分割

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基于多特征SAD-Census变换的立体匹配算法

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中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 278-290页

作者：吴福培黄耿楠刘宇豪叶玮琳李昇平汕头大学工学院机械工程系广东汕头515063

视差不连续区域和重复纹理区域的误匹配率高一直是影响双目立体匹配测量精度的主要问题,为此,本文提出一种基于多特征融合的立体匹配算法。首先,在代价计算阶段,通过高斯加权法赋予邻域像素点的权值,从而优化绝对差之和(Sum of Absolute... 详细信息

视差不连续区域和重复纹理区域的误匹配率高一直是影响双目立体匹配测量精度的主要问题,为此,本文提出一种基于多特征融合的立体匹配算法。首先,在代价计算阶段,通过高斯加权法赋予邻域像素点的权值,从而优化绝对差之和(Sum of Absolute Differences,SAD)算法的计算精度。接着,基于Census变换改进二进制链码方式,将邻域内像素的平均灰度值与梯度图像的灰度均值相融合,进而建立左右图像对应点的判断依据并优化其编码长度。然后,构建基于十字交叉法与改进的引导滤波器相融合的聚合方法,从而实现视差值再分配,以降低误匹配率。最后,通过赢家通吃(Winner Take All,WTA)算法获取初始视差,并采用左右一致性检测方法及亚像素法提高匹配精度,从而获取最终的视差结果。实验结果表明,在Middlebury数据集的测试中,所提SAD-Census算法的平均非遮挡区域和全部区域的误匹配率为分别为2.67%和5.69%,测量200~900 mm距离的平均误差小于2%;而实际三维测量的最大误差为1.5%。实验结果检验了所提算法的有效性和可靠性。

关键词：机器视觉立体匹配 SAD-Census变换十字交叉法引导滤波

基于深度强化学习算法的纯电动矿用汽车再生制动策略研究

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工程科学学报 2024年第3期46卷 503-513页

作者：杨威威罗登昊张文明北京科技大学机械工程学院车辆工程系北京100083

以载重50 t纯电动矿用汽车为研究对象,提出了一种基于深度强化学习优化算法的再生制动回馈策略.首先建立了纯电动矿用自卸车的数学模型.随后提出了一种考虑载重和坡度变化的基于自动熵调节Soft actor-critic (SAC)和深度确定性策略梯度... 详细信息

以载重50 t纯电动矿用汽车为研究对象,提出了一种基于深度强化学习优化算法的再生制动回馈策略.首先建立了纯电动矿用自卸车的数学模型.随后提出了一种考虑载重和坡度变化的基于自动熵调节Soft actor-critic (SAC)和深度确定性策略梯度算法(DDPG)的能量管理策略.其中车速、加速度、车辆质量与道路坡度、动力电池荷电状态(SOC)及充放电倍率作为状态变量;变速箱挡位作为动作变量;动力电池SOC及电池寿命作为奖励函数.仿真结果表明,基于动态规划的控制策略和所提出的基于SAC算法与基于DDPG算法的优化控制策略回馈效率分别提高了18.15%、17.18%和16.63%,电池寿命分别提升了57.31%、56.87%和57.38%.最后通过比较两种基于深度强化学习算法策略的奖励曲线,可以看出与基于DDPG算法的控制策略相比,所提出的基于SAC的能量管理控制策略的收敛速度提升了166.7%.

关键词：纯电动矿用汽车再生制动电池寿命控制策略强化学习

蓝宝石衬底上的半极性面GaN基LED超快激光剥离

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发光学报 2024年第4期45卷 681-687页

作者：项文辞孙浩王思博周慧莲帅凌霄叶云霞张韵江苏大学机械工程学院光电信息科学与工程系江苏镇江212013

衬底导电性和导热性差一直是困扰生长于蓝宝石衬底上的GaN基LED的难题,利用激光剥离技术将蓝宝石衬底上的GaN基LED转移至其他衬底是解决该问题的有效方法之一。本文使用超快皮秒激光将生长于图案化蓝宝石衬底上的半极性面GaN基LED进行... 详细信息

衬底导电性和导热性差一直是困扰生长于蓝宝石衬底上的GaN基LED的难题,利用激光剥离技术将蓝宝石衬底上的GaN基LED转移至其他衬底是解决该问题的有效方法之一。本文使用超快皮秒激光将生长于图案化蓝宝石衬底上的半极性面GaN基LED进行衬底剥离,并成功转移至Si衬底,形成垂直结构的LED器件。利用SEM测试发现,当超快激光能量密度在1.3 J/cm^(2)附近可以有效分解蓝宝石和GaN交界层,且对器件产生最小负面损伤。拉曼光谱测试结果表明,剥离后的LED中GaN层的残余应力得到有效释放,从1.42 GPa降低为0.29 GPa。对制备的垂直结构LED进行I-V性能测试,5 V电压下正向电流由0.164 mA增大至0.759 mA,光致发光和电致发光性能均有增强。本文完成了蓝宝石衬底上的半极性面GaN基LED超快激光剥离的实验研究,为实现低损伤、高效率的转移技术的开发提供理论支撑,有望加速半极性面GaN基LED的发展与应用。

关键词： LED 超快激光图案化蓝宝石半极性面氮化镓

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紧凑型感应电磁驱动的液态金属高热通量散热技术研究

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中国科学：技术科学 2024年第7期54卷 1305-1317页

作者：刘传科何志祝中国农业大学工学院机械工程系北京100083

本文提出了一种用于高热流密度电子器件热管理的新型液态金属小通道散热方法,研制了一种可提供4.55 L/min流量和64.2 kPa驱动压头的紧凑型感应电磁泵.搭建了基于电磁驱动高热通量液态金属热控平台,实现了热流密度高达249 W/cm^(2)的散... 详细信息

本文提出了一种用于高热流密度电子器件热管理的新型液态金属小通道散热方法,研制了一种可提供4.55 L/min流量和64.2 kPa驱动压头的紧凑型感应电磁泵.搭建了基于电磁驱动高热通量液态金属热控平台,实现了热流密度高达249 W/cm^(2)的散热需求.发展了三维流固耦合的多参量优化仿真模型并实验验证了数值模拟有效性.研究发现,低流量下液态金属热容热阻是影响液态金属散热的主要因素(约占总热阻23.6%),优化热源相对位置有利于提高其表面均温性.

关键词：液态金属高热流密度电磁驱动小流道散热

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基于多核监督流形学习的旋转机械故障诊断

航空动力学报 2024年第10期 148-156页

作者：杨长远马赛韩勤锴山东大学机械工程学院清华大学机械工程系

为了准确地对旋转机械进行故障诊断，提出了一种多核监督流形学习算法（multi-kernel supervised manifold learning,MKSML）。MKSML算法可以有效地对高维故障数据进行特征选择，筛选出区分度高的低维故障特征。借助监督学习的思想，增... 详细信息

为了准确地对旋转机械进行故障诊断，提出了一种多核监督流形学习算法（multi-kernel supervised manifold learning,MKSML）。MKSML算法可以有效地对高维故障数据进行特征选择，筛选出区分度高的低维故障特征。借助监督学习的思想，增强了同类样本的聚集性和不同类样本之间的差异性；同时基于所设计的多核函数提出了加权邻域图构建方法，能够保留近邻点之间的距离信息和角度信息，有效地抑制故障特征选择时样本中的异常值和噪声的干扰。通过灰狼优化算法调整MKSML算法相应的参数，使算法能够应用于不同类型的旋转机械故障诊断。在此基础上，建立了一种基于MKSML算法的旋转机械故障诊断模型，并进行了轴承故障诊断实验以及齿轮故障诊断实验。

关键词：故障诊断信号处理数据降维流形学习特征选择

PCrNi3MoV高强钢带状组织在调质工艺中的显微特征

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金属热处理 2024年第3期49卷 135-140页

作者：杜云飞白瑞吴璞张亚琴太原工业学院机械工程系山西太原030008

PCrNi3MoV高强钢中合金元素在提升淬透性和力学性能的同时,也会在钢中因合金元素偏析形成带状组织。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针研究了PCrNi3MoV钢中带状组织在不同热处理工艺下的显微特征,结果表明,带状组织在PCrNi3... 详细信息

PCrNi3MoV高强钢中合金元素在提升淬透性和力学性能的同时,也会在钢中因合金元素偏析形成带状组织。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针研究了PCrNi3MoV钢中带状组织在不同热处理工艺下的显微特征,结果表明,带状组织在PCrNi3MoV钢的不同热处理阶段始终存在,其微观组织构成及表现形式各不相同;淬火态下,PCrNi3MoV钢带状组织呈大尺寸晶粒和小尺寸晶粒交替分布的显微特征;回火态下,带状组织细晶区马氏体板条束尺寸细小,碳化物析出密度高。带状组织细晶区的显微硬度高于其粗晶区,主要与C元素及Cr、Mo、Mn和V等合金元素的在细晶区偏聚,从而使得该区域内细晶强化及析出强化效应增强。

关键词： Cr-Ni-Mo-V系钢带状组织调质处理元素偏析