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基于n阶剪切变形理论的表面梯度脱碳汽车前轴弯曲分析
1
作者 袁荣富 吴敏 +3 位作者 胡泽启 冯玮 王荣诚 徐敬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期414-426,共13页
汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁... 汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁在两点载荷作用下的弯曲行为。利用虚功原理推导出位移场控制方程,采用Navier解析方法得到简支边界条件下梁的弯曲行为,并与相关文献中的实例进行比较。结果表明:n阶剪切变形理论具有良好的精度与可靠性;梁的挠度与转角随脱碳指数k的增大而增大,并于k≈10处达到准稳态;脱碳深度大于5 mm时,脱碳层厚度对梁弯曲时产生应力的影响比梁的高度变化带来的影响更大;两侧脱碳深度不对称时,物理中性面发生迁移;梁的弯曲挠度与转角随梁的厚度、宽度的增大而减小,但梁的厚度变化的影响更大。 展开更多
关键词 汽车前轴 脱碳 梯度夹层梁 n阶剪切变形理论 弯曲分析
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HA-Al_(2)O_(3)复相陶瓷浆料的调制及其高精度光固化性能
2
作者 刘秋玉 黎志伟 +3 位作者 王澳 王志浩 王宇蓝 陈斐 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第10期3787-3797,共11页
利用高强度氧化铝(Al_(2)O_(3))作为增强相,可以改善生物活性材料羟基磷灰石(HA)的强度,但传统水热法制备的HA-Al_(2)O_(3)陶瓷无法实现孔隙大小和孔隙率的精确控制,而光固化增材制造技术可以利用高性能光固化浆料实现HA-Al_(2)O_(3)陶... 利用高强度氧化铝(Al_(2)O_(3))作为增强相,可以改善生物活性材料羟基磷灰石(HA)的强度,但传统水热法制备的HA-Al_(2)O_(3)陶瓷无法实现孔隙大小和孔隙率的精确控制,而光固化增材制造技术可以利用高性能光固化浆料实现HA-Al_(2)O_(3)陶瓷的高精度成型。通过加入分散剂、光引发剂及光吸收剂,调节HA-Al_(2)O_(3)浆料状态,缓解HA粉末、Al_(2)O_(3)粉末和光敏树脂之间折射率不匹配而产生的严重散射效应。本研究探索了光引发剂和分散剂的种类和含量对浆料的影响,流变性和固化性能随着两者含量增加先改善后削弱,光引发剂和分散剂最佳用量分别为0.5%和4%(质量分数)。比较了石墨和甲基黄两种光吸收剂对提高打印精度的影响,虽然石墨对浆料的打印精度和流变性均有改善,但是降低了打印质量,因此确定甲基黄的用量为5.0×10^(-5),最终获得了适用于高精度打印的HA-Al_(2)O_(3)光固化浆料。 展开更多
关键词 陶瓷 HA-Al_(2)O_(3) 精度调控 固化深度 流变性 浆料调控
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基于密度比例增长一致性原理的车身构件点云分割算法
3
作者 廖泽航 贺敏琦 +3 位作者 吴浩 夏婉扬 王中任 朱大虎 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第14期209-218,共10页
针对现有算法在车身构件点云分割过程中存在微小型面结构过分割,孔洞边缘、区域平缓过渡区域欠分割的问题,提出一种密度比例增长一致性(DPGC)分割算法,用于实现复杂型面构件点云的精确分割。该算法以密度比例增长一致性原理为核心,具体... 针对现有算法在车身构件点云分割过程中存在微小型面结构过分割,孔洞边缘、区域平缓过渡区域欠分割的问题,提出一种密度比例增长一致性(DPGC)分割算法,用于实现复杂型面构件点云的精确分割。该算法以密度比例增长一致性原理为核心,具体过程为:首先,对扫描点云数据进行主成分分析,计算标准密度点云,得到算法的密度比例基准;其次,通过建立自适应点云搜索半径函数模型,获得各区域最佳近邻搜索半径,提高算法对不同特征区域的分割准确性;然后,采用自适应半径密度分割算法,通过设置点云与主投影点云的密度比例阈值初步筛选平面区域;最后,采用等比例自适应半径密度分割算法,通过计算搜索半径内局部投影点云,并以原点云与局部投影点云的密度比值及其等比例缩放区域密度比值的关系为分割依据,对非平面区域进行进一步筛选,得到最终分割结果。实验结果表明,以汽车车门框为典型代表,DPGC分割算法具有更高交并比,在车门框强特征区域的分割效果优于RANSAC-LS和改进区域增长分割算法等主流算法,能够有效实现对车身构件点云的准确分割。 展开更多
关键词 三维点云 点云分割 投影点密度 车身构件 机器人视觉测量
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MgAlON-Al_(2)O_(3)复相陶瓷的热压烧结制备及性能
4
作者 徐勇 靖正阳 +3 位作者 陈浩 陈博文 涂兵田 王皓 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期3017-3025,共9页
MgAlON与α-Al_(2)O_(3)的光学折射率相近,两种材料构成的复相陶瓷有望在保持较好光学性能的同时获得优化的显微结构及机械和热性能。本研究基于Van-de-Hulst理论对MgAlON-Al_(2)O_(3)复相陶瓷的光学透过行为进行预测,发现其理论直线透... MgAlON与α-Al_(2)O_(3)的光学折射率相近,两种材料构成的复相陶瓷有望在保持较好光学性能的同时获得优化的显微结构及机械和热性能。本研究基于Van-de-Hulst理论对MgAlON-Al_(2)O_(3)复相陶瓷的光学透过行为进行预测,发现其理论直线透过率随α-Al_(2)O_(3)含量降低和晶粒尺寸减小而增大,且在波长为2μm处达86%。在热压烧结制备的复相陶瓷中,α-Al_(2)O_(3)通过晶界钉扎效应有效抑制了MgAlON晶粒的长大。随着烧结温度升高,复相陶瓷中的α-Al_(2)O_(3)含量下降,陶瓷的光学透过率上升,机械性能和热导率降低。1 500~1 650℃烧结的1 mm厚样品在波长为4μm处的最大直线透过率大于72.6%。其中,1 600℃烧结样品的最大直线透过率为76.1%,弹性模量为321.69 GPa,硬度为15.93 GPa,四点抗弯强度为268.09 MPa,断裂韧性为2.41 MPa·m^(1/2),热导率为13.98 W·m^(-1)·K^(-1)。 展开更多
关键词 MgAlON-Al_(2)O_(3) 钉扎效应 显微结构 Van-de-Hulst理论 光学性能 机械性能
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MgF_(2)助剂对MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷的制备与光学性能的影响
5
作者 吕朝阳 徐勇 +3 位作者 杨久延 涂广升 涂兵田 王皓 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期531-538,共8页
MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF_(2)为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了... MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF_(2)为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了不同尺寸的MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷样品,并系统分析了MgF_(2)对材料显微结构、光学和机械性能的影响。研究表明:MgF_(2)在~1230℃熔化形成的液相促使陶瓷的致密度与晶粒尺寸增大,后续烧结过程中残留的MgF_(2)氧化为MgO并固溶进入MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)晶格。添加质量分数0.2%MgF_(2)的2.04 mm厚透明陶瓷样品在紫外和可见光区域具有76.5%~83.4%的直线透过率和较高的光学质量。此外,该陶瓷的特征抗弯强度为167.1 MPa,与细晶MgAl2O4透明陶瓷相近,但是前者的Weibull模数(8.81±0.29)更高。本研究为制备光学性能良好的大尺寸MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷提供了新的选择。 展开更多
关键词 透明陶瓷 MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4) MgF_(2) 瞬时液相烧结 光学性能
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异常点云干扰下的车身构件鲁棒性配准方法
6
作者 丁涛 吴浩 朱大虎 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1074-1085,共12页
点云配准是大型车身构件位姿参数测量的关键方法,但现有算法在大量异常点云干扰下难以配准至有效位姿,从而导致匹配失真,进而无法保证后续机器人作业质量。针对此问题,提出一种能够有效抑制异常点云干扰的车身构件鲁棒性配准算法——鲁... 点云配准是大型车身构件位姿参数测量的关键方法,但现有算法在大量异常点云干扰下难以配准至有效位姿,从而导致匹配失真,进而无法保证后续机器人作业质量。针对此问题,提出一种能够有效抑制异常点云干扰的车身构件鲁棒性配准算法——鲁棒函数加权方差最小化(RFWVM)算法。建立鲁棒函数加权目标函数,通过施加随迭代次数可变的动态权重来抑制配准过程中异常点云的影响,并由高斯-牛顿法迭代完成刚性转换矩阵的求解。以高铁白车身侧墙、汽车车门框为研究对象的试验结果表明,较经典的最近点迭代(ICP)算法、方差最小化(VMM)算法、加权正负余量方差最小化(WPMAVM)算法和去伪加权方差最小化(DPWVM)算法,所提出的RFWVM算法配准精度更高,能够有效抑制各种异常点云对配准结果的影响,并具有更好的稳定性和鲁棒性,能够有效实现各类车身构件点云的精确配准。 展开更多
关键词 点云配准 异常点云干扰 鲁棒函数 车身构件 机器人视觉测量
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基于仿蜘蛛网流道结构设计的圆柱形锂电池热管理系统性能研究
7
作者 汪朝晖 熊肖 +1 位作者 高全杰 范益伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期150-162,共13页
电池热管理系统安全设计是保持电池模组最佳工作温度范围及均匀温度分布的重要保障。利用蜘蛛网几何结构特征,设计一种含仿生流道结构的电池热管理系统应用于圆柱形锂离子电池模组。建立电池模组的计算流体动力学模型,研究不同流道结构... 电池热管理系统安全设计是保持电池模组最佳工作温度范围及均匀温度分布的重要保障。利用蜘蛛网几何结构特征,设计一种含仿生流道结构的电池热管理系统应用于圆柱形锂离子电池模组。建立电池模组的计算流体动力学模型,研究不同流道结构参数和进口速度对热管理系统散热性能的影响。研究结果表明,仿生流道结构高度是影响电池热管理系统冷却性能与功耗的最大因素,当进口速度为0.4 g/s时,在2C放电速率下,计算得到的最佳结构参数能保持电池最高温度、最大温差和进出口压降分别为302.972 K,3.858 K和22.75 Pa。仿蜘蛛网结构热管理系统能有效降低电子水泵的功耗,有利于电动汽车长时间的续航,它的进出口压降在相同流道结构参数下较仿蜂窝结构降低了60%以上。 展开更多
关键词 电池热管理系统 锂离子电池 蜘蛛网结构 仿生结构
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纳米复合海洋防污涂料研究进展
8
作者 贺小燕 白秀琴 +1 位作者 袁成清 任坤 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期37-51,共15页
海洋生物污损带来巨大的损失是亟须解决的难题。开发含纳米填料的无机-有机杂化涂料是传统防污手段的绿色替代方案,然而目前缺乏纳米复合涂料在海洋防污领域应用的系统报道。综述无机纳米材料改性聚合物涂料的研究进展,按照防污机制的不... 海洋生物污损带来巨大的损失是亟须解决的难题。开发含纳米填料的无机-有机杂化涂料是传统防污手段的绿色替代方案,然而目前缺乏纳米复合涂料在海洋防污领域应用的系统报道。综述无机纳米材料改性聚合物涂料的研究进展,按照防污机制的不同,重点总结低表面能纳米复合防污涂料、超疏水纳米复合防污涂料、释放型纳米复合防污涂料、催化型纳米防污涂料、多因素协同纳米防污涂料的研究现状,对其防污特性进行分析,并指出各类涂层所存在的问题。最后,提出无机纳米材料在聚合物中的稳定分散、多种防污机制协同优化、无机纳米复合涂层的长效防污性能保障是纳米防污涂料在海洋防污领域所面临的难题及未来发展方向,填补了纳米复合涂料在海洋绿色防污领域应用系统报道的空白。 展开更多
关键词 生物污损 纳米复合 海洋防污涂料 防污机制
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