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原位生成周期性层片结构镀层及其在NaCl溶液中的腐蚀形貌

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材料导报 2024年第12期38卷 162-168页

作者：张先满李星涛季坤鹏陈再雨罗洪峰海南大学机电工程学院海口570228

金属在海洋氯离子环境中极易发生腐蚀,并造成巨大的经济损失。通过制备新型Fe-Cr-B铸钢,采用热浸镀铝-扩散热处理原位生成含有周期性层片结构(PLSs)的镀层,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针X射线显微分析仪(EPMA)等手段研究了该镀... 详细信息

金属在海洋氯离子环境中极易发生腐蚀,并造成巨大的经济损失。通过制备新型Fe-Cr-B铸钢,采用热浸镀铝-扩散热处理原位生成含有周期性层片结构(PLSs)的镀层,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针X射线显微分析仪(EPMA)等手段研究了该镀层的组织结构及其在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,该铸钢的显微组织主要由粗大的初生(Cr,Fe)_(2)B及α-Fe组成;热浸镀铝时在(Cr,Fe)_(2)B/Al界面上生成由FeAl3和Cr-Al-B相组成的PLSs,在α-Fe/Al界面上生成FeAl3;扩散热处理使得反应层增厚,且PLSs在反应层中大量生成;相比FeAl3,镀层中的PLSs在腐蚀过程中充当阳极优先腐蚀,并表现出腐蚀各向异性,尤其是其中的Cr-Al-B相可明显阻挡氯离子腐蚀,使得PLSs通过延长腐蚀路径进而提高镀层的耐氯离子腐蚀性能。

关键词： Fe-Cr-B铸钢热浸镀铝扩散热处理周期性层片结构(PLSs) 氯离子

基于融合注意力机制深度网络的半色调图像分类

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运城学院学报 2024年第3期42卷 55-60页

作者：李梅许宝卉刘琦王新海运城学院机电工程系运城学院大学生创新创业中心山西运城044000

现有的半色调图像分类方法存在着识别半色调图像类型较少、分类准确率较低等问题。为了进一步提高半色调图像的分类准确率,本文提出一种基于融合注意力机制深度网络的半色调图像分类方法。首先,应用稠密残差块深度提取半色调图像信息,... 详细信息

现有的半色调图像分类方法存在着识别半色调图像类型较少、分类准确率较低等问题。为了进一步提高半色调图像的分类准确率,本文提出一种基于融合注意力机制深度网络的半色调图像分类方法。首先,应用稠密残差块深度提取半色调图像信息,并应用通道注意力机制提取不同通道间的半色调图像噪点分布特征;然后,应用空间注意力机制提取不同通道不同空间下半色调图像噪点之间的关系;最后,应用分类器对识别到的半色调图像噪点分布特征进行分类,从而实现对半色调图像的分类。实验结果表明,运用基于融合注意力机制深度网络的半色调分类方法可以以99.72%的准确率、0.9971的F1分数实现14类半色调图像的分类。与其他方法相比,本文提出的方法在半色调图像分类准确率上提高了0.14%~0.24%,在F1分数上提高了0.0014。该方法可以以最高的准确率实现最多类型的半色调图像的分类。

关键词：图像分类半色调图像稠密残差块注意力机制全卷积网络

周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿和经典-量子对应

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 151-158页

作者：辛俊丽马紫微黄丽运城学院物理与电子工程系运城044000 山西省光电信息科学与技术实验室运城044000

本文构造一非幺正厄米变换算符和广义规范变换,定义了非厄米哈密顿算符双正交基矢的度规算符,证明了周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿是赝厄米哈密顿算符;从双含时薛定谔方程出发将其厄米化,从而得到其解析量子波函数;基于经典正则变换... 详细信息

本文构造一非幺正厄米变换算符和广义规范变换,定义了非厄米哈密顿算符双正交基矢的度规算符,证明了周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿是赝厄米哈密顿算符;从双含时薛定谔方程出发将其厄米化,从而得到其解析量子波函数;基于经典正则变换,得到非厄米哈密顿的经典对应;将系统演化一个周期,得到量子LR相和经典角变化率,以及它们之间的对应关系.本文通过对周期驱动谐振子非厄米哈密顿的分析,得出结论:哈密顿算符的厄米性是其有实数本征值的充分,但非必要条件,非厄米哈密顿算符都可以通过构造一非幺正的厄米变换算符和广义规范变换得到其厄米对应,此结论为研究非厄米系统提供了一种新思路.

关键词：非厄米哈密顿广义规范变换经典-量子对应

水基炭黑-胶原蛋白纳米流体制备及稳定性实验

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化工进展 2024年第4期43卷 1944-1952页

作者：李凯魏鹤琳左夏华杨卫民阎华安瑛北京化工大学机电工程学院北京100029

纳米流体由于其优异的光热转换性能,已成为新型太阳能集热介质的研究重点;但因其稳定性差、制备工艺复杂,未能在实际应用中得到推广。本文以去离子水为基液,通过两步法制备炭黑-胶原蛋白纳米流体。探究了材料添加顺序、胶原蛋白种类、... 详细信息

纳米流体由于其优异的光热转换性能,已成为新型太阳能集热介质的研究重点;但因其稳定性差、制备工艺复杂,未能在实际应用中得到推广。本文以去离子水为基液,通过两步法制备炭黑-胶原蛋白纳米流体。探究了材料添加顺序、胶原蛋白种类、超声时间、材料配比以及溶液pH等对纳米流体稳定性的影响。结果表明,制备水基炭黑-胶原蛋白纳米流体时,先分散炭黑再加入胶原蛋白可以提高其稳定性;猪皮胶原蛋白更适用于炭黑-胶原蛋白纳米流体的制备;超声45min,炭黑胶原蛋白质量配比为1/20,悬浮液pH在6.5~7.5之间制备得到的纳米流体稳定性较好。本研究有助于今后水基炭黑-胶原蛋白纳米流体产业化应用于太阳能光热转换领域。

关键词：纳米流体炭黑胶原蛋白稳定性分光光度计法 zeta电位

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可调谐半导体激光器压电驱动系统的优化设计

中国机械工程 2024年第4期35卷 656-665页

作者：张萌张松林刘玉为刘时成范鹏举陕西科技大学机电工程学院西安710016

针对可调谐半导体激光器中普遍存在的输出光频率无跳模调谐范围小、扫描频率低、结构复杂等亟待解决的问题,研究了可调谐半导体激光器内部压电驱动系统的动力学特性。基于提高回转精度、降低轴心偏移量的设计目标,提出了一种多叶片并联... 详细信息

针对可调谐半导体激光器中普遍存在的输出光频率无跳模调谐范围小、扫描频率低、结构复杂等亟待解决的问题,研究了可调谐半导体激光器内部压电驱动系统的动力学特性。基于提高回转精度、降低轴心偏移量的设计目标,提出了一种多叶片并联的星型柔性机构结构。基于Lagrange方程和Duhamel积分,分别建立了压电驱动系统的运动微分方程和振动方程,在此基础上建立了柔性机构的动力学模型并对其结构参数进行了优化。最后,搭建了压电驱动系统动态特性测试平台,测试了压电驱动系统的机械响应特性以及可调谐半导体激光器的输出光可调谐范围。实验结果表明,压电驱动系统一阶固有频率为2187 Hz,柔性机构最大轴心偏移量为0.947 mm。在可调谐半导体激光器无跳模调谐性能测试中,当调谐频率为20 Hz时,实现了103.5 GHz的无跳模调谐范围。

关键词：压电驱动系统柔性铰链优化设计可调谐半导体激光器

融冰沿气槽结构超疏水斜面下滑的解析数值分析

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力学学报 2024年第6期56卷 1595-1605页

作者：王昊利金陵科技学院机电工程学院南京211169

文章提出了融冰沿气槽结构超疏水表面顺向下滑过程的物理几何模型.对融冰层液膜微剪切流进行分析,利用超疏水壁面“黏-滑”边界条件建立了微剪切流场的双Fourier级数方程,求得解析数值解,在此基础上研究了融冰层液膜微剪切流的速度分布... 详细信息

文章提出了融冰沿气槽结构超疏水表面顺向下滑过程的物理几何模型.对融冰层液膜微剪切流进行分析,利用超疏水壁面“黏-滑”边界条件建立了微剪切流场的双Fourier级数方程,求得解析数值解,在此基础上研究了融冰层液膜微剪切流的速度分布及冰层下滑速度与超疏水表面气槽占比(a)、斜面倾角(α)以及融冰层液膜厚度(δ)之间的定量规律.研究结果表明,融冰层越薄或空气槽占比越大,融冰层微剪切流场偏离平板剪切流越显著;三相接触线处滑移速度梯度发生突变并达到峰值;a,α与δ的增大均会导致冰层超滑速度非线性增加,融冰层厚度增大到1之后超滑速度趋于渐近解析解函数.基于所取的参数值,a=0.95,δ=0.2以及a=0.9,δ=0.1时,由超疏水壁面结构导致的冰层下滑速度增量相对于总下滑速度的占比超过60%,此时冰层下滑速度主要来自超滑速度的贡献.文章的研究为当前超疏水除冰应用中的相关流体物理过程提供了参考.

关键词：融冰超疏水斜面气槽顺向下滑超滑速度

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对辊式干辣椒脱帽装置设计与试验

农业机械学报 2024年第7期55卷 191-199页

作者：王方艳李凤刚张鹏程张良龙王红提青岛农业大学机电工程学院

针对辣椒机械化脱帽存在的辣椒损伤大、辣椒蒂去除不净等问题，结合辣椒物理力学特性及机械化加工要求，设计了一种对辊式干辣椒脱帽装置。该装置关键部件包括滚筒、脱帽辊和筛网3部分，采用旋转滚筒和回转辊轴的方式实现辣椒脱帽。通... 详细信息

针对辣椒机械化脱帽存在的辣椒损伤大、辣椒蒂去除不净等问题，结合辣椒物理力学特性及机械化加工要求，设计了一种对辊式干辣椒脱帽装置。该装置关键部件包括滚筒、脱帽辊和筛网3部分，采用旋转滚筒和回转辊轴的方式实现辣椒脱帽。通过对脱帽装置工作过程分析，确定了去除辣椒蒂的临界条件。借助辣椒受力及运动特征研究，确定了滚筒及脱帽辊的关键参数。滚筒直径为1.8 m、长度为6.0 m、转速为28.83 r/min,脱帽辊的直径为36.0 mm、间隙为0.5 mm、转速为134.21 r/min。通过对筛面利用系数分析，确定了筛分效率较高的方形筛网，且筛面利用系数为60.5%。通过Design-Expert 12软件进行试验设计及数据处理，明确了滚筒转速、脱帽辊转速对损伤率、脱净率的影响规律，并确定了较优参数组合，为辣椒机械化加工技术及装备研发提供理论依据。试验结果表明，该装置损伤率为0.6%,脱净率为98.8%,符合行业标准且满足辣椒机械加工要求。

关键词：干辣椒对辊式脱帽辊筛网

时效析出强化对GW83镁合金摩擦磨损行为的影响

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材料工程 2024年第4期52卷 127-137页

作者：陈庆强马冠杰孙捷孙幸子于亚磊李顺龙山东建筑大学机电工程学院济南250000

为了研究时效强化对稀土镁合金磨损机理和摩擦变形行为的影响,采用挤压工艺制备GW83(Mg-8Gd-3Y-0.5Zr,质量分数/%)稀土镁合金。利用电子万能试验机测试合金的室温力学性能,利用光学显微镜(optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(scann... 详细信息

为了研究时效强化对稀土镁合金磨损机理和摩擦变形行为的影响,采用挤压工艺制备GW83(Mg-8Gd-3Y-0.5Zr,质量分数/%)稀土镁合金。利用电子万能试验机测试合金的室温力学性能,利用光学显微镜(optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察分析合金的组织,利用球-盘式干滑动摩擦磨损试验机测试分析合金的耐磨性能。结果表明:经过T5峰时效处理后,析出了大量透镜状β′相,硬度和抗拉强度分别为124.1HV和420.31 MPa,相比在挤压态(O态)时有明显的增加。在实验载荷范围内,随着载荷的增加,合金的摩擦因数逐渐降低,磨损率逐渐增加。T5处理可显著降低GW83镁合金的磨损体积,提高耐磨性能。耐磨性能的提升与磨损机制及摩擦变形程度的改变有关。在5~10 N时,两种样品的主要磨损机制均为磨粒磨损、氧化磨损与黏着磨损。当载荷增加至20 N,O态样品的主要磨损机制转变为剥层磨损,而T5态样品直至80 N才出现轻微剥层磨损机制。T5处理显著减小了由摩擦引起的表层金属变形程度和变形层厚度,减少了摩擦裂纹的产生。

关键词： GW83镁合金时效处理微观组织磨损行为

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基于双重距离的多目标粒子群优化算法

控制与决策 2024年第6期39卷 1801-1809页

作者：慈雨荣淼彭晨上海大学机电工程与自动化学院上海200444

多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法在维护收敛性的同时搜索分布良好的最优解集较为费力.为此,提出一种基于双重距离的MOPSO,由种群的平均距离定义粒子的邻域空间,邻域粒子数为粒子的等级,数量越... 详细信息

多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法在维护收敛性的同时搜索分布良好的最优解集较为费力.为此,提出一种基于双重距离的MOPSO,由种群的平均距离定义粒子的邻域空间,邻域粒子数为粒子的等级,数量越多,粒子的等级越大.当等级相同时,算法结合粒子的拥挤距离选择最优粒子,并更新外部归档集.此外,算法结合粒子的变异行为避免陷入局部最优.在对比实验中,该算法在收敛性和多样性上可取得较优结果.最后,将该算法应用到电力系统的环境/经济调度模型(environmental/economic dispatch,EED),也可获得性能较好的解集.

关键词：平均距离拥挤距离邻域信息多目标粒子群优化多目标问题环境/经济调度