摘要：目的研究Q345钢和SQ420NH钢在模拟海洋工业大气环境下的腐蚀动力学规律、锈层演化规律和力学性能退化规律,着重对比探讨两种低合金钢在腐蚀规律方面表现出的差异性。方法采用干/湿交替循环盐雾腐蚀试验模拟海洋工业大气环境,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学测试和电子万能试验机等手段,分析总结低合金钢加速腐蚀行为规律和腐蚀机理。结果两种低合金钢腐蚀动力学均符合幂函数规律,腐蚀后期SQ420NH钢腐蚀深度显著低于Q345钢。Q345钢表面锈层疏松多孔,腐蚀中期有裂纹、孔洞产生,而SQ420NH钢中后期表面锈层则整体较为致密均匀。两种低合金钢腐蚀产物都以α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)为主,各腐蚀产物相对含量随腐蚀周期变化而有所差异。随着腐蚀周期的延长,Q345钢和SQ420NH钢表面锈层不断增厚,引起低合金钢塔材强度和塑性下降,低合金钢强度退化大小与锈层累积厚度呈负相关关系。腐蚀加快裂纹扩展,使腐蚀位置出现随机性。结论干/湿交替循环盐雾腐蚀试验加速效果明显,通过腐蚀动力学、表面锈层形貌及成分、力学性能等分析,能够对低合金钢腐蚀规律和腐蚀机理进行比较全面的表征,从而为海洋工业大气环境下输电杆塔防腐蚀设计和维护提供一定的参考。

摘要：三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结构,采用激光选区熔化技术制备了相应的点阵结构,并与体积分数相同的初级Ti6Al4V Gyroid点阵结构进行了对比研究.在此基础上,通过有限元模拟和压缩试验,系统研究了多层级Gyroid点阵结构的压缩性能、变形行为和能量吸收性能.结果显示,与相同体积分数的初级Gyroid点阵结构相比,多层级Gyroid点阵结构压缩性能显著提升,其弹性模量、屈服强度和极限强度分别提高了约36.52%,58.55%和57.62%,能量吸收能力提升了约42.85%.此外,与初级Gyroid点阵结构在斜压杆中心区域的45°剪切断裂模式不同,多层级Gyroid点阵结构初期在填充区域发生层状断裂,随后在未填充区域的斜压杆中心区域发生45°剪切断裂.基于Johnson-Cook塑性模型和损伤模型所建立的有限元模型能够准确预测多层级Gyroid点阵结构的变形行为和力学性能,其预测误差在20%以内.文章所设计的多层级Gyroid点阵结构具有优异的力学性能和能量吸收能力,为航空航天领域高性能轻量化零件优化设计与制造提供了新的思路与技术支持.

摘要：难熔高熵合金(RHEAs)是一种由多种难熔元素组成的新型合金,具有优异的高温力学、高温抗氧化、摩擦磨损、耐腐蚀和抗辐照等综合性能,有望应用于航空、航天、核能、石油化工和医疗器械等领域。受限于传统合金熔炼技术,目前制备的高熔点难熔高熵合金存在成型尺寸较小、元素偏析严重以及密度大等问题,极大地限制了难熔高熵合金的发展和应用。激光增材成形技术以高能量密度激光束为加热源,通过计算机辅助设计与控制实现金属材料“离散-堆积”成形过程,为突破难熔高熵合金的研究瓶颈提供了一条行之有效的途径。本文综述了近几年采用激光熔覆技术制备的难熔高熵合金涂层(RHEACs)的加工特性、显微结构和性能特点。重点讨论了合金成分、加工工艺对难熔高熵合金涂层相组成,显微形貌,显微硬度,以及耐磨损、耐腐蚀和抗氧化性能的影响,指出目前激光熔覆难熔高熵合金的研究现状、不足和挑战,并对其未来的发展趋势进行了展望。

摘要：针对工业过程中故障发生源与故障信息在传播过程中的差异性问题,提出了一种基于不同故障传播路径差异化(Fault propagation path-aware network,FPPAN)的故障诊断方法.该方法分别从故障源邻域信息关系和故障信息传播两个角度出发,设计了基于k近邻筛选(k-nearest-neighbor,k-NN)和基于剪枝的k跳可达路径选择(Pruning-based k-hop reachable path selection,k-PHop)的两种故障源图的构建方式,构建“故障源图”.从故障在变量间的差异化表现着手,将基于特征的分类问题转换为基于结构关系的图匹配问题,利用该结构化信息优化过程特征,提升模型故障诊断性能.最后,通过田纳西−伊斯曼(Tennessee-Eastman,TE)过程和某海底盾构掘进施工过程进行仿真验证,实验结果证明了所提方法的有效性.

摘要：光照环境变化、印刷材质差异、相机彩色滤光片曲线或色彩响应偏差容易影响相机检测印刷色度测量值,而高光谱成像仪可获取物体的自身反射率曲线并配合色度算法有效提升色度测量的准确性,并可得到各种光照环境条件下的色度值。基于印刷品色差检测需求,提出以印刷品三原色混合反射率为基础建立成像色度测量系统各指标的三刺激值影响分析模型,重要指标有信噪比、光谱分辨率、谱线弯曲、色畸变等。为降低非均匀性、噪声及辐射标准传递影响,摒弃传统成像光谱仪相对辐射定标、绝对辐射定标而采用均匀间隔分布的标准漫反射板来直接建立物体反射率和仪器探测器像元响应的物理关系。基于Offner型分光组件研制了推扫式宽幅色度成像装置(PBCID),具有低谱线弯曲和色畸变的分光组件减免了校正处理,并由分析模型和CIEDE2000色差公式得到该装置各指标引起的色差均小于0.3。对比PBCID和参照仪器CM-700d测量24色标准色卡的颜色结果,光谱精度和色度精度能够达到分辨精细印刷品色差的要求。反射率定标后狭缝视场内光谱辐射响应均匀,色度测量均匀性良好,最大色差为1.02。不同光源照明时PBCID测得各色块的平均色差为1.56,表明使用研制的PBCID测量颜色时不受光源的影响。本文提出的色度测量仪器指标影响分析模型和基于反射率板的定标流程为开发在线式宽幅成像色度仪器提供了设计依据和技术基础。

摘要：文中通过有限元仿真,研究了集磁器的工作原理,分析了磁脉冲焊接线圈放电电流大小和波形、焊接过程中磁场和电磁力分布;对比了集磁器结构强度以及铝管电磁缩径的大小.结果表明,集磁器利用结构内外侧的高度差,使得感应电流从面积较大的外表面流向面积较小的内表面,从而实现感应电流的汇聚.集磁器对磁场分布的改善与其斜壁的倾斜角α成正相关,垂直型集磁器性能整体高于常规集磁器,低于曲线型集磁器;集磁器截面的形状对其性能也有一定的影响,α角为0的曲线型集磁器性能最好,相较于目前应用较多的常规集磁器,在焊接区域磁感应强度大小提高了12%,铝管的缩颈变形量高了24.9%.3种集磁器在结构强度上差异较小,均可以保证焊接的稳定性.文中对集磁器结构的设计可以提供一定的参考.

摘要：建立了环形弹性杆的有限元模型,研究其在连续扭转作用下的力学响应,分析环形弹性杆在不同约束条件下的多稳态特性。静力学模拟发现,承受扭矩的环形弹性杆在特定约束下发生突弹跳变,但失稳后的环形弹性杆恢复为其初始形状,因而存在循环失稳的独特现象;动力学分析表明,环形弹性杆抗扭的变形模态和突跳翻转的时机不但依赖于其几何及材料性质,而且和扭转速度相关。据此,提出了一种单自由度功能-结构一体式机构,可通过环形弹性杆的扭转产生复杂的波浪形运动并被应用于仿生机器鱼的运动驱动中。与传统的机构相比,环形弹性杆机构结构简单,易于控制,在软体机器人设计中具有良好的应用前景。

摘要：超高强度马氏体时效不锈钢同时拥有优异的强度及易加工等良好性能,广泛应用于如飞机起落架等关键承载部件中.然而,由于析出的纳米粒子通常与体心立方(BCC)马氏体基体呈半共格或非共格关系,传统马氏体时效不锈钢在追求超高强度的同时依然面临材料强韧性制衡这一难题.本工作通过团簇式设计方法设计了一种新型共格析出强化的超高强度马氏体时效不锈钢(Fe-7.95Cr-13.47Ni-3.10Al-1.83Mo-0.03C-0.23Nb,数字为各元素的质量百分含量).实验结果表明,该冷轧态不锈钢时效后马氏体组织晶粒破碎、拉长,同时BCC马氏体基体中存在高密度位错(~1.8×10^(-3) nm^(-2))和大量的共格析出的B2-NiAl纳米粒子(<5 nm).力学性能方面,该不锈钢在时效过程后表现出明显的时效硬化,峰值时效硬度达到651 HV.并且该不锈钢不仅具有极高的屈服强度(σYS=2.3 GPa),而且具有良好的断后延伸率(El=3.6%),表明实现了良好的强塑性匹配.最后,对该不锈钢的超高强度来源进行深入讨论,发现该不锈钢的超高强度来自于各不同微观结构的强化作用.本工作为进一步设计开发出高性能超高强度马氏体时效不锈钢提供了有价值的参考.

摘要：为研究车-车碰撞事故中驾驶人风格与避撞参数、避撞率间的关系以提高行车安全性,本文通过车-车碰撞数据库(vehicle-vehicle traffic accident database with video,VV-TRAVi)中610例真实事故视频聚类分析出5种典型场景,其中十字路口处占比最大,主要分为有、无视觉障碍2种典型碰撞场景,基于6自由度驾驶模拟器动态搭建上述2种十字路口处典型碰撞场景。通过问卷调查、主成分分析和K均值聚类将驾驶风格分为激进型、普通型和谨慎型,并招募60名3种驾驶风格志愿者在所搭建的2种典型碰撞场景下进行实验数据采集,并在92组有效数据样本中提取3种风格下的避撞参数:TTC(time-to-collision)、BRT(braking reaction time)、速度和纵向减速度,采用单因素方差分析和独立样本T检验分析3种驾驶风格对上述避撞参数的影响。结果表明:在有、无视觉障碍的2种典型碰撞场景下,3种驾驶风格的TTC、BRT、速度和纵向减速度均呈现显著差异;其中,激进型、普通型以及谨慎型的TTC均值(s)分别为0.54和1.21、0.59和1.33以及1.01和2.58,BRT均值(s)分别为1.12和0.9、1.32和1.3以及1.6和1.56,两者均呈现依次增大趋势;速度均值(km/h)分别为37.53和45.03、30.37和34.93以及27.62和30.37,纵向减速度均值(m/s~2)分别为9.38和9.13、6.2和5.6以及3.92和3.66,两者均呈现依次减小趋势;3种驾驶风格避撞率呈现“谨慎型>普通型>激进型”。研究结果为制定考虑驾驶风格的车辆避撞策略提供参考。

摘要：针对低功耗蓝牙(BLE)标准配对协议仍然存在无法抵御中间人(MITM)攻击、窃听攻击等安全问题,提出一种基于X3DH优化协议的轻量化BLE安全配对方案.在不安全的网络环境下对X3DH协议进行安全性分析,通过采取用户配置公钥和提供双向签名认证等措施对该协议进行优化改进,有效防止攻击者分别与合法的主/从设备建立共享密钥进而实施攻击.在优化的X3DH协议基础上,结合该协议原有的前向安全性和保密性,设计了BLE配对的系统方案,确保BLE设备安全可靠地建立连接.最后,通过分析对比该方案与BLE标准SSP协议、原X3DH协议方案的安全性,进行性能分析和实验验证,证明本方案是安全的、轻量化的.