摘要：增材制造技术的快速发展为高性能铝合金及其复合材料的设计制备与应用带来了机遇。本文介绍了增材制造技术在铝合金及其复合材料中的应用现状与未来趋势,并分析了增材制造工艺参数对铝合金及其复合材料显微组织及力学性能的影响。在此基础上,以激光增材制造技术为主,综述了铝合金及其复合材料在增材制造过程中的缺陷形成机理与缺陷控制策略。其中,铝合金的宽半固态区间、高热导率、对激光的高反射率、激光增材制造本身特有的大升降温速率,以及高温度梯度等特性共同导致了打印复合材料组织粗大、孔洞、微裂纹缺陷的产生。通过引入纳米颗粒以提高形核率、稳定熔池或提高铝合金对激光的吸收率,可显著减少增材制造铝合金及其复合材料缺陷数量。未来,应对新型增材制造技术的缺陷形成与控制机理、增材制造专用铝合金粉体研发及增强体分布调控方法等开展相关研究。本文将为高性能铝合金及其复合材料的增材制造开发与应用提供参考。

摘要：以YOLOv8为代表的单阶段目标检测算法,在骨干网络中有比较明显的优化,但在颈部网络未能高效地融合上下文信息,导致在小目标检测方面存在漏检、错检的问题,并且还存在模型参数量大、计算复杂度高的问题,无法满足端到端的工业部署需求。针对以上问题,引入基于Transformer结构的BiFormer注意力机制,加强对小目标的检测性能,提升算法的精度;引入GSConv模块,在保证算法性能不受到负面影响的前提下减小算法规模。为了平衡BiFormer带来的计算量和参数量的增加,设计了一种名为Bi-YOLO的目标检测算法,以达到轻量化和算法性能的平衡。实验结果表明,Bi-YOLO目标检测算法和YOLOv8n相比,算法精度提高了4.6%,DOTA数据集小目标检测精度提高了2.3%,参数量下降了12.5%。Bi-YOLO有效实现了模型轻量化和性能的平衡,为端到端的工业部署提供了新思路。

摘要：动态环境下的机器人导航是一个重要且具有挑战性的任务。针对机器人在受限密集环境下的导航任务,本文提出了一种基于深度强化学习(DRL)和对比学习结合的机器人导航方法。首先通过轨迹向量化方法来获取机器人和行人的历史信息,并设计了一个子图网络对其进行聚合,从而提高机器人对未来场景的预测能力。其次通过图神经网络(GNN)提取智能体(机器人、行人)之间的交互信息,赋予机器人预测行人意图的能力。最后在强化学习的基础上融入对比学习,并基于随机性策略强化学习算法性质提出了一种正样本增强方法,从而赋予机器人判断场景中其余位置安全性的能力以及找到更多可行路径的能力,提高其在复杂环境中的导航成功率。仿真实验验证了本文方法在受限密集环境中比现有的方法具有更好的性能。

摘要：浮式风电场建设是深海风能资源开发的重要举措,但成本问题严重制约了其商业化进程。近年来,共享锚点或共享锚泊线的共享系泊设计理念极大降低了浮式风电场建设成本,使规模化浮式风机建设成为可能。文章对共享系泊漂浮式风电场的研究现状和存在挑战进行综述,包括共享系泊浮式风电场动力分析方法和共享系泊系统锚泊基础承载特性等关键问题;总结目前浮式风电场概念设计的布局形式、可靠性优化方法和数值模拟手段等,指出共享系泊荷载传递特征及锚泊基础相关设计要点等。研究结论可为国内外深远海浮式风电场共享系泊应用提供参考。

摘要：为解决飞机座舱人机工效实验所需的座舱外全天候高均匀性光环境模拟问题,对光源模组发光机理与照度叠加原理进行了研究。建立了大面积LED环境光照系统光照数学模型,通过测试计算和仿真设计分析设计了大面积、高均匀性、快速可调的全天候光环境照明系统,并对供电电流、光源发光角、光源排布等因素进行了分析。当光源分布确定后,光环境照明系统的均匀性主要取决于供电稳定性和一致性,系统的供电稳定性与一致性越高则照度的均匀性也越高,系统的光照度取决于系统电功率的大小,系统电功率越大,则光照度越强;当光源的供电功率确定后,照度的均匀性和动态范围取决光源的数量和分布,光源发光角以及光源排布间距越小则照度的动态范围越小,照度的均匀性越高。搭建一套10 m×10 m的大面积光环境模拟系统,该系统照度从正午1.5×10^(5) lx到夜晚星光0.01 lx的8个数量级大范围可调,3 000~6 500 K全天候色温范围可调,照度均匀性超过95%。实验结果表明该系统满足飞机座舱外所需的大面积高强度、高均匀性的光环境模拟系统的设计要求。

摘要：针对现行沥青路面设计时材料力学参数取值的可靠性不足,基于道路材料的拉压差异特性,开展了多因素耦合影响下沥青混合料拉压力学参数非线性特性及量化关系研究。结果表明,沥青混合料拉压应力应变特性符合双模量理论的双线性特征;拉压力学参数随加载速度增大先急剧增加后趋于平缓,且呈幂函数关系;与温度呈负指数函数关系,且温度增幅越高力学参数减小幅度越大;与沥青用量呈指数衰减模型函数关系,高温时(>30℃)沥青用量的变化对力学参数影响相对较小,最大力学参数所对应的沥青用量与马歇尔试验得到的最佳沥青用量基本一致;就影响程度而言,温度对力学参数的影响最大,各因素对强度的影响最为显著,抗拉力学参数较抗压力学参数更为敏感;据此建立了多因素耦合作用下沥青混合料的拉压力学参数量化取值模型,并推荐规范常用温度15℃(20℃)下的压拉强度比及压拉模量比分别为6.5(7.5)、1.6(1.7),压缩模强比及拉伸模强比分别为400(1700)、450(2000)。

摘要：服务车辆时空分布与出行需求的不一致严重影响网约车平台的服务效率,降低平台和服务车辆的收益以及乘客的服务体验。针对该问题,提出融合空间、时间和天气3种维度影响因素的时空流差计算方法,并构造双层深度森林模型对时空流差进行准确预测。双层深度森林模型通过集成两种不同输入数据的深度森林模型来提升模型预测准确性。基于时空流差预测,设计一种在线局部调度与离线全局调度相结合的双模式混合调度算法。在线局部调度采用集成并行和n阶段求解模式对正在等待订单的车辆进行实时调度,离线全局调度则通过遗传匹配算法对可提前预测的车辆进行离线全局调度。依据遗传算法获取最优路径以及车辆对应子空间的最优匹配值,设计一种迭代Kuhn-Munkres算法和更新机制得到所有车辆和子空间的最优匹配。实验结果表明,该预测模型较其他预测模型解释方差平均提升0.13,确定系数平均提升0.16,平均绝对误差平均减少2.39,均方误差平均减少100.44;调度算法可将全局供需差异降低57.16%,司机接单率提升88.4%。

摘要：利用ANSYS Workbench软件分析了管式真空热处理炉炉膛内部温度场分布,通过模拟隔热层放置位置/厚度、工件盒厚度/材质、筛网厚度/材质对炉膛内部均温区范围及其平均温度的影响,获得了不同热处理炉隔热层、工件盒与筛网的设计参数;通过优选设计参数,可使均温区长度从240 mm提升至320 mm,提升了33.33%,平均温度从958.25℃提升至962.94℃。最后采用优化后的热处理炉结构参数对负载Nd2Fe14B试样的温度场进行了仿真。结果表明,Nd2Fe14B永磁体的均温区范围及平均温度得到了明显提升,磁体平均温度从959.07℃提高到963.06℃,且磁体的温度起伏明显趋于平稳,从±1.06℃优化至±0.21℃。

摘要：目的:探究长跑前后足部生物力学改变对黑踇趾损伤风险的影响,揭示长跑致黑踇趾损伤的生物力学机制,基于黑踇趾损伤预防理念进行鞋头设计并验证其防护效果,为长跑黑踇趾损伤预防和防护跑鞋研究提供支撑。方法:选取10名男性半职业马拉松跑者为受试者进行跑步测试,采集其跑前、5 km跑后即刻及10 km跑后即刻的足部形态特征、足部各区域温度、大踇趾主观舒适度以及足-鞋相对运动距离等参数,进行单因素重复测量方差分析,以揭示长跑致足部黑踇趾损伤的潜在生物力学机制。基于黑踇趾损伤生物力学机制进行鞋头抬高的防护跑鞋设计,其中原型跑鞋的鞋头高度为65.8 mm,长度为85.5 mm;防护跑鞋的鞋头高度为79.5 mm,长度为85.8 mm。采集跑鞋优化前后的大踇趾主观舒适度、大踇趾-鞋面接触力以及三维有限元模拟仿真计算的大踇趾应力,并进行独立样本分析,以期对防护跑鞋的黑踇趾损伤预防效果进行验证。结果:随着跑步距离增加,10 km跑后的足前掌宽度以及足弓高度显著下降。所有足部分区的温度在5 km和10 km跑后均显著上升,其中10 km跑后的大踇趾足背区温度上升明显,与5 km跑后即刻呈现显著差异。与此同时,跑后的大踇趾主观舒适度显著降低。着地即刻的足-鞋相对位移在10 km跑后较5 km显著增加,而增加的距离在支撑中期较跑前以及5 km跑后又显著降低。相较于原型跑鞋,防护跑鞋在提升大踇趾主观舒适度的同时,使得大踇趾-鞋头作用力在两者接触期的0~80%显著减小,且应力分布更加均匀。结论:10 km跑后足前掌宽度、足弓高度显著下降,大踇趾足背区温度明显上升,伴随跑者大踇趾主观舒适度降低和足-鞋相对位移增加,表明长跑后足部形态与功能改变可能是黑踇趾损伤的潜在生物力学机制。基于鞋头抬高设计的防护跑鞋能够在提升跑者主观舒适度的同时,降低接触力,并且使大踇趾区域应力分布更加均匀,可以有效降低因长跑引发的黑踇趾运动损伤风险。

摘要：针对海洋工程中的波浪消能问题,该文提出了一种基于神经网络的反向式造波消波控制方法。利用PyTorch开源机器学习库构建神经网络模型,获取智能体与波浪的映射关系,通过大量数据训练使该模型可预测造波机的运动速度。根据神经网络模型预测得到的速度,该模型主动控制造波机生成与入射波相位相反的反向波,达到消波的效果。模型验证结果表明,该方法有较好的拟合效果,能够适用于不同造波机,可为海洋工程中的波浪消能问题提供一种新的解决思路。