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齿槽表面多级微织构构筑及其润湿机理

表面技术 2024年第10期53卷 207-215,229页

作者：李旭航王海斗朱丽娜底月兰朱凯悦中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 陆军装甲兵学院再制造国家工程研究中心北京100072 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

目的使外科手术器械表面具有超疏水功能,有效防止感染,解决医疗器械的清洁问题,降低设备维护成本。方法通过电火花线切割(WEDM)复合纳秒激光烧蚀在3Cr13不锈钢表面制备了亚毫米/微米多级复合织构表面,随后在表面上制备了1H,1H,2H,2H-全... 详细信息

目的使外科手术器械表面具有超疏水功能,有效防止感染,解决医疗器械的清洁问题,降低设备维护成本。方法通过电火花线切割(WEDM)复合纳秒激光烧蚀在3Cr13不锈钢表面制备了亚毫米/微米多级复合织构表面,随后在表面上制备了1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷溶液(PFDS)自组装超疏水涂层。利用台式扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察复合织构表面形貌特征,使用接触角测量仪对水滴与复合织构表面的接触状态进行观察,并测量水滴的接触角与滚动角。利用表界面张力仪对多级织构表面黏附力进行表征。结果微米沟槽在亚毫米齿槽斜面上均布且不同高度的沟槽形状一致,方向与齿槽平行。水滴与齿槽阵列表面为Wenzel模型接触,水滴与多级结构表面为Cassie-Baxter模型接触。齿槽阵列试样最大黏附力为164.1μN,最小黏附力为123.5μN,多级织构试样的黏附力分别为77.2、47、24.1μN。结论微米沟槽的存在改变了水滴接触状态,在亚毫米尺度上水滴与表面的接触状态由Wenzel状态转为Cassie-Baxter状态,有效改善了水滴的接触性能与滚动性能。多级织构试样齿槽顶角的减小,有效减小了固液接触面积,水滴接触角最大为163.2°。

关键词：多级复合织构激光超疏水齿槽接触状态黏附力

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基于熵权-主客观赋权法的装备保障单元效能评估研究

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现代防御技术 2024年

作者：胡浩冯辅周朱俊臻韩俊峰陆军装甲兵学院车辆工程系陆军装甲兵学院士官学校战场抢修系

针对效能评估指标具有随机性和模糊性，影响效能评估结果的问题，提出了某型装备机动能力效能评估方法。利用主客观赋权法、熵权法和云模型相关理论对某型装备机动效能进行综合评估。建立了某型装备机动效能评估模型，论述了机动效能评... 详细信息

针对效能评估指标具有随机性和模糊性，影响效能评估结果的问题，提出了某型装备机动能力效能评估方法。利用主客观赋权法、熵权法和云模型相关理论对某型装备机动效能进行综合评估。建立了某型装备机动效能评估模型，论述了机动效能评估的基本步骤。得到了装备机动效能评估结果隶属云。该方法评估了某型装备的机动效能，评估结果较为直观。实例结果表明：该方法可对某型装备机动效能进行评估，可服务于装备机动决策。

关键词：装备效能评估熵权主客观赋权

基于PSO算法的无人平台无线电能传输系统参数优化

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电源学报 2024年

作者：魏曙光许非凡李嘉麒袁东陆军装甲兵学院兵器与控制系

无人平台具有体积小、成本低、无需载员操作等优势，广泛应用于执行各类军事任务中。目前，无人平台主要以电能作为能源，其对可靠电能传输方式的需求不断增大，在人员无法参与、充电接口不适配、充电流程效率低等场合，有线充电或更换... 详细信息

无人平台具有体积小、成本低、无需载员操作等优势，广泛应用于执行各类军事任务中。目前，无人平台主要以电能作为能源，其对可靠电能传输方式的需求不断增大，在人员无法参与、充电接口不适配、充电流程效率低等场合，有线充电或更换电池存在弊端，无法满足无人平台对电能传输的需求。本文针对无人平台无线电能传输需求设计系统结构，并基于该结构提出了一种基于粒子群优化（Particle Swarm Optimization， PSO）算法的参数优化方法。通过对无人平台无线电能传输系统补偿电路、耦合线圈、储能器件结构及特性进行分析，提出系统参数优化数学模型的优化目标及功率、效率、电流三方面约束条件，设计基于PSO算法的无人平台无线电能传输系统参数优化方法的算法流程。通过算法仿真与样机实验相结合的方法进行验证，结果表明，提出的基于PSO算法的无人平台无线电能传输系统参数优化方法能够降低系统输出电压和功率、效率随负载电阻和耦合系数变化的波动幅度，提高无人平台无线电能传输系统的鲁棒性和环境适应性。

关键词：无线电能传输 LCC/S补偿电路参数优化方法粒子群优化(PSO)算法

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钛合金表面主-被动抑菌改性方法研究进展

表面技术 2024年第1期53卷 1-14页

作者：朱凯悦朱丽娜底月兰王海斗段天南中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心北京100072

钛合金材料具有良好的耐腐蚀性、抗疲劳性和生物相容性,被广泛用于医疗领域,特别是可植入器械。医疗器械的型号多样、结构复杂、局部尺寸较小,且在使用过程中会接触多种媒介,极易黏附污渍,导致微生物的聚集,引发器械感染,安全、可靠的... 详细信息

钛合金材料具有良好的耐腐蚀性、抗疲劳性和生物相容性,被广泛用于医疗领域,特别是可植入器械。医疗器械的型号多样、结构复杂、局部尺寸较小,且在使用过程中会接触多种媒介,极易黏附污渍,导致微生物的聚集,引发器械感染,安全、可靠的医疗器械是提高救治效率的关键。从细菌生长机制出发,将现有金属材料表面抑菌改性方法归纳为两大类:依靠抗菌涂层主动杀菌的改性方式和控制表面润湿性的被动抑制细菌黏附的改性方式。采用主动改性方式,虽然能从根本上杀死细菌,但是在实际应用中这些杀菌剂存在耐药性、成本高、生物毒性等问题。被动改性方式无法直接杀死细菌,一旦表面被细菌定植,就会失去抑菌效果。为了实现医疗器械表面高效、长时、安全的清洁,研究者提出主–被动协同抑菌改性方法,将化学杀菌方法与抗黏附抑菌方法相结合,充分发挥2种方法的优势,这是未来研究的重点。

关键词：钛合金医疗器械表面改性抑菌超疏水表面纳米粒子

融合稀疏自表示和残差驱动的自适应模糊C均值聚类

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控制与决策 2024年第4期39卷 1333-1341页

作者：宋燕李元昊李明上海理工大学控制工程系上海200093

提出一种融合稀疏自表示和残差驱动的自适应模糊C均值聚类算法(R2AFCM).该算法的优点主要体现在以下两个方面:1)利用稀疏自表示技术求解样本数据的字典矩阵,并将其表征的全局信息考虑到目标函数中,充分考虑数据分布特点,改进传统模糊C... 详细信息

提出一种融合稀疏自表示和残差驱动的自适应模糊C均值聚类算法(R2AFCM).该算法的优点主要体现在以下两个方面:1)利用稀疏自表示技术求解样本数据的字典矩阵,并将其表征的全局信息考虑到目标函数中,充分考虑数据分布特点,改进传统模糊C均值聚类算法重点关注局部信息的不足;2)在目标函数中引入加权残差估计正则化项,与自适应模糊聚类算法的正则化项相结合,约束模型训练,有效降低混合噪声对分割结果的影响.在磁共振成像、VOC 2012数据集以及自然图像上进行对比实验,结果表明,所提出的聚类算法在添加了20%椒盐噪声和均值为0.4、方差为0.01的高斯噪声,以及50%椒盐噪声和均值为0、方差为0.1的混合噪声下与其他算法相比,具有更高的分割精度和更强的鲁棒性.

关键词：图像分割自适应模糊聚类混合噪声稀疏自表示加权残差估计

SPS制备铜基稀土发光复合材料的微观组织及摩擦学性能

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 460-469页

作者：陈辉康嘉杰于鹤龙宋占永王海斗中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心北京100072 中国地质大学(北京)郑州研究院河南郑州451283

以(Ca,Sr)AlSiN_(3):Eu^(2+)荧光粉和铜粉为原料,利用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了铜基稀土发光复合材料.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光显微镜、显微硬度计、纳米压痕仪以及磨损试验机等研究了(Ca,Sr)AlSiN_(3):Eu^(2+)... 详细信息

以(Ca,Sr)AlSiN_(3):Eu^(2+)荧光粉和铜粉为原料,利用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了铜基稀土发光复合材料.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光显微镜、显微硬度计、纳米压痕仪以及磨损试验机等研究了(Ca,Sr)AlSiN_(3):Eu^(2+)含量对铜基复合材料微观组织、物相结构、发光性能、微纳力学性能及摩擦学行为的影响.结果表明:适量(Ca,Sr)AlSiN_(3):Eu^(2+)的掺入能够细化铜基质相晶粒,从而提高复合材料硬度与耐磨性.当荧光粉掺入的质量分数为5%时,复合材料拥有较高的硬度和最佳的耐磨性;过量的荧光粉会降低材料致密度和组织均匀性,从而导致复合材料硬度和耐磨性下降.

关键词： (Ca Sr)AlSiN_(3):Eu^(2+) 复合材料微观组织摩擦磨损发光涂层

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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究现状

中国表面工程 2024年第3期37卷 89-102页

作者：朱合法邢志国郭伟玲董丽虹王海斗董瀚黄艳斐上海大学材料科学与工程学院上海200444 陆军装甲兵学院再制造技术国家重点实验室北京100072 陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心北京100072

钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,... 详细信息

钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,通过对BNT基无铅压电陶瓷进行掺杂改性构建三方相–四方相共存的准同型相界(MPB)。掺杂改性是改善BNT基无铅压电陶瓷性能的一种重要方法,针对BNT基无铅压电陶瓷掺杂改性进行系统总结十分必要。主要从BNT基无铅压电陶瓷多组元改性、A/B位离子掺杂和稀土离子掺杂改性等三方面综合论述近年来BNT基压电陶瓷研究进展。结果表明,引入合适的组元有利于BNT基无铅压电陶瓷构建三方相–四方相共存的准同型相界;A/B离子掺杂是根据离子半径和电价大小的一致性对BNT陶瓷中对应位置的离子进行取代;稀土离子掺杂主要对该陶瓷的光电特性有显著影响。上述三方面从不同角度改善了BNT基无铅压电陶瓷的性能,以期为研究性能更好的BNT基无铅压电陶瓷的科研和技术人员提供参考,并为BNT基无铅压电陶瓷的实际应用奠定基础。

关键词：无铅压电陶瓷钛酸铋钠准同型相界掺杂电学性能

无刷直流电机短反馈分数阶PID滑模的优化控制

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兵器装备工程学报 2024年第9期45卷 291-299页

作者：郭志坚于少娟山西工程技术学院电气与控制工程系太原科技大学电子信息工程学院

针对无刷直流电机(BLDCM)的非线性、强耦合、多变量及参数时变等特性，导致其调速系统的控制性能欠佳的问题，提出了一种灰色预测短反馈分数阶PID滑模优化控制算法。引入内分泌激素调节中的超短反馈算法构成系统双层反馈机制，补偿自身... 详细信息

针对无刷直流电机(BLDCM)的非线性、强耦合、多变量及参数时变等特性，导致其调速系统的控制性能欠佳的问题，提出了一种灰色预测短反馈分数阶PID滑模优化控制算法。引入内分泌激素调节中的超短反馈算法构成系统双层反馈机制，补偿自身的输出信号；系统反馈环节，引入GM(1,1)模型灰色预测，用灰色预测值取代测量值进行超前控制运算。针对分数阶PID型滑模趋近律参数，采用了一种改进蜣螂优化算法进行寻优，实现更加精确的控制。仿真模拟对比实验结果表明，经蜣螂算法优化的灰色预测短反馈分数阶PID滑模控制下的无刷直流电机调速控制系统，具有比常规PID控制更出色的响应速度、控制精度和鲁棒性等性能。

关键词：无刷直流电机灰色预测分数阶控制滑模控制超短反馈算法改进蜣螂算法

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增材制造成形件中位错的研究进展

材料导报 2024年第1期38卷 160-170页

作者：田根王文宇王晓明赵阳韩国峰任智强朱胜陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质... 详细信息

增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质机制,需进一步了解增材制造成形件中的位错特点。本文基于近年来增材制造成形件中位错的研究成果,梳理了位错的起源、特征和密度,分析了位错对强度等性能的影响。与传统制造相比,增材制造成形过程中因固有的循环加热-冷却而造成的压缩-拉伸应力循环使得增材制造成形件中的位错具有独特的结构和性质。在塑性变形中,位错随应变变化明显,不同的初始位错影响成形件对应变的响应;增材制造成形件中测量的位错密度高于锻件或铸件,不同位置、不同形状的位错密度也存在一定的差异;位错强化是增材制造成形件中的主要强化作用,与此同时,在钢的成形件中,位错还可诱发马氏体相变,促使再结晶,另外还影响成形件的腐蚀、蠕变和氢脆等。

关键词：增材制造位错结构位错特性位错密度位错强化