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碳纤维复合材料层合板胶接接头力学性能影响因素分析
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作者 张云鹏 梁福地 +4 位作者 杨康 董鹏飞 刘本刚 乔永莲 冯欢 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期711-715,共5页
采用结构胶对不同胶层厚度(0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm)、不同被粘物(织物/织物F1F1,预浸料/织物P1F1)以及不同环境(常温干态、高温湿态、水、航空煤油)条件下的碳纤维增强树脂基复合材料层合板的单搭胶接结构进行拉伸剪切试验,研... 采用结构胶对不同胶层厚度(0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm)、不同被粘物(织物/织物F1F1,预浸料/织物P1F1)以及不同环境(常温干态、高温湿态、水、航空煤油)条件下的碳纤维增强树脂基复合材料层合板的单搭胶接结构进行拉伸剪切试验,研究其力学性能。同时,采用扫描电子显微镜(SEM)对胶接接头断裂表面的微观形貌进行分析,探讨其破坏模式。实验结果表明:随着胶层厚度从0.5 mm增加到1.5 mm时,试样常温干态拉伸剪切强度持续降低,减少了21.53%;胶层厚度增加到2.0 mm时强度有所回升;高温湿态环境条件下的强度逐渐减小,降低了49.25%。在相同胶层厚度、不同环境状态条件下,高温湿态环境下的强度最大,在水中浸泡过的强度最小;在常温干态及相同厚度条件下,P1F1的强度均比F1F1的强度大。通过观察胶接接头断面的电镜扫描结果发现,结构胶接接头的破坏模式主要为被粘物失效、胶层失效及两者的混合失效。 展开更多
关键词 结构胶 胶接接头 拉伸剪切强度 失效模式
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基于DIC的疲劳裂纹张开载荷影响因素研究 被引量:1
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作者 龚宝明 刘昊 +1 位作者 张文强 邓彩艳 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期576-582,共7页
疲劳裂纹闭合效应对结构疲劳寿命预测精确度有重要影响,如何确定疲劳裂纹扩展时张开载荷的变化规律是疲劳研究的重要课题之一.针对DH36钢,使用数字图像相关(DIC)技术获得裂纹尖端位移场,通过全场位移拟合法得到了不同裂纹长度的三点弯曲... 疲劳裂纹闭合效应对结构疲劳寿命预测精确度有重要影响,如何确定疲劳裂纹扩展时张开载荷的变化规律是疲劳研究的重要课题之一.针对DH36钢,使用数字图像相关(DIC)技术获得裂纹尖端位移场,通过全场位移拟合法得到了不同裂纹长度的三点弯曲(SENB)试样的裂纹尖端有效张开载荷,分析了影响拟合效果的因素,并获得张开载荷随裂纹长度和表面减薄的变化关系.最终通过裂纹扩展速率试验验证了全场位移拟合法所确定张开载荷的准确性.结果表明:DH36钢的疲劳裂纹张开载荷随裂纹长度的增加而增大,表面减薄试样的张开载荷显著低于未减薄试样. 展开更多
关键词 裂纹闭合 疲劳裂纹张开载荷 数字图像相关 疲劳裂纹扩展速率
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纤维含量对复合圆管周向导波频散特性的影响 被引量:1
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作者 张保钦 门森 《应用声学》 北大核心 2025年第3期780-788,共9页
基于线性三维弹性理论,推导了横观各向同性圆管中的波动方程,采用Legendre正交多项式方法进行了计算。为了验证Legendre正交多项式方法的有效性,首先计算了各向同性圆管中的相速度频散曲线,并与商业软件Disperse产生的结果进行了比对,... 基于线性三维弹性理论,推导了横观各向同性圆管中的波动方程,采用Legendre正交多项式方法进行了计算。为了验证Legendre正交多项式方法的有效性,首先计算了各向同性圆管中的相速度频散曲线,并与商业软件Disperse产生的结果进行了比对,验证了该方法的可行性。根据细观力学理论,分析了横观各向同性圆管的弹性常数随纤维体积含量增加的变化特征,绘制并详细比较了不同纤维体积含量横观各向同性圆管的频散曲线随着纤维体积含量从0%增加到100%,前三个主要模态频散曲线A0、SH0和S0在频率0.5 MHz处的变化特征。S0和A0的相速度在整个区域内单调增加,但当纤维体积含量等于21%时,SH0的相速度首先逐渐降低到1233.37 m/s,然后不断增加;群速度表现出相同的规律。研究结果有助于对纤维树脂构成的复合材料圆管结构进行纤维含量评估和无损检测。 展开更多
关键词 横观各向同性圆管 周向导波 纤维体积含量 正交多项式
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流声分解法及完美匹配层在气动噪声模拟中的应用研究
4
作者 王凯 叶天贵 +1 位作者 靳国永 陈玉坤 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期737-744,共8页
针对无界区域需要高精度的无反射边界问题,本文提出一种基于有限体积法的声场求解方法。将流声分解法中声学扰动变量进行傅里叶变换转换到频域上,引入吸收系数,并利用傅里叶逆变换转为含有完美匹配层的流声分解法控制方程。在OpenFOAM... 针对无界区域需要高精度的无反射边界问题,本文提出一种基于有限体积法的声场求解方法。将流声分解法中声学扰动变量进行傅里叶变换转换到频域上,引入吸收系数,并利用傅里叶逆变换转为含有完美匹配层的流声分解法控制方程。在OpenFOAM平台采用格心型有限体积法进行离散,用于模拟声场的传播和边界上的无反射,对平面波传播、柱面波传播、四级子噪声传播、脉动球源声传播这几个经典噪声算例进行计算。研究表明:含有完美匹配层的流声分解法能够在过渡区域吸收所有的出射波,得到声学问题数值模拟结果与理论解吻合。与特征无反射边界的方法相比,本文方法能够更有效地减少边界反射。 展开更多
关键词 流声分解法 完美匹配层 有限体积法 气动声学 数值模拟 OPENFOAM 噪声辐射 噪声衰减
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多通道数字图像相关的柔性屏多层应变同步测量
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作者 李骏睿 曾湘文 +2 位作者 周露 宋浩林 王永红 《光学精密工程》 北大核心 2025年第15期2354-2364,共11页
随着以折叠屏手机为代表的柔性屏产业快速兴起,实现柔性屏在弯折状态下各层结构变形与应力分布的同步测量,已成为结构设计与性能测试中亟需突破的核心技术难题。基于多通道数字图像相关(DIC)技术,结合荧光标记与屏幕显示,利用彩色多通... 随着以折叠屏手机为代表的柔性屏产业快速兴起,实现柔性屏在弯折状态下各层结构变形与应力分布的同步测量,已成为结构设计与性能测试中亟需突破的核心技术难题。基于多通道数字图像相关(DIC)技术,结合荧光标记与屏幕显示,利用彩色多通道光学测量系统,实现了柔性折叠屏在动态弯折过程中的多结构层变形与应变场的同步测量。在多层散斑图案制备方面,显示层通过自身发光机制直接呈现红色散斑图案,表面保护层采用喷涂荧光粉末生成蓝色散斑,实现了对量产柔性屏的无损荧光散斑制备;此外,在制造阶段在任意中间结构层掺杂绿色荧光粉末可进一步拓展对任意结构层的变形同步测量。不同颜色的散斑由彩色相机系统同步采集并光谱分离,随后通过DIC算法分别解算各结构层的全场变形与应变分布。所构建的测量系统面内与面外变形测量精度分别达到1μm和5μm,可满足柔性屏结构设计与性能测试中对多层材料同步测量的高精度需求。实验结果表明,该方法能够高精度同步获取柔性屏各层的变形与应变分布,为柔性屏可靠性研究提供了可靠的无损检测工具。 展开更多
关键词 数字图像相关 柔性屏 显示散斑 荧光散斑 应变测量
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求解平板结构声辐射特性的虚拟面声源方法
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作者 徐魁 刘宝 胡金华 《声学技术》 北大核心 2025年第4期475-480,共6页
针对虚拟点源法声场计算时精度不高的问题,提出一种求解平板结构声辐射特性的虚拟面源方法。根据平板的边界条件,采用模态展开法确定结构的表面振速,基于波叠加原理将平板辐射的声场等效成平板一侧空间中连续分布虚拟面源辐射声场的叠加... 针对虚拟点源法声场计算时精度不高的问题,提出一种求解平板结构声辐射特性的虚拟面源方法。根据平板的边界条件,采用模态展开法确定结构的表面振速,基于波叠加原理将平板辐射的声场等效成平板一侧空间中连续分布虚拟面源辐射声场的叠加,并采用插值形函数对虚拟面源进行离散。在此基础上,根据欧拉定理,构建关于面声源节点与结构表面振速之间的关系方程,从而确定虚拟面声源强度,以此计算声辐射特性参数。以水中无限大障板上简支矩形板为例,将所提方法计算结果与常规虚拟点源法计算结果进行比较,并讨论声学参量对虚拟面声源数的敏感性。结果表明,所提方法相对传统虚拟点声源方法计算精度更高,且在低频段仅需较少的等效源数即可准确预报结构的辐射声功率。 展开更多
关键词 虚拟面声源 波叠加 模态展开 平板结构
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大开口复合材料层合板局部屈曲的实验研究
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作者 杨猛 陈建霖 +1 位作者 周洁 励争 《实验力学》 北大核心 2025年第3期281-288,共8页
目前复合材料结构已被广泛应用于航空航天、航海、交通、能源等工程领域。一些复合材料壁板结构由于装配、功能布局和维修等原因,往往需要设置大开口,然而,对大开口复合材料壁板结构在受载时产生局部屈曲失稳问题的相关研究还比较缺乏... 目前复合材料结构已被广泛应用于航空航天、航海、交通、能源等工程领域。一些复合材料壁板结构由于装配、功能布局和维修等原因,往往需要设置大开口,然而,对大开口复合材料壁板结构在受载时产生局部屈曲失稳问题的相关研究还比较缺乏。本文针对碳纤维增强复合材料大开口层合板在单向拉伸加载下的局部屈曲问题开展相关实验,主要采用电阻应变片电测法和数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)光测法,分别进行复合材料层合板开口孔边应变和离面位移的测量,以研究开口孔边的局部屈曲失稳行为。实验结果表明,大开口复合材料层合板在整体结构发生强度破坏失效前,有可能发生孔边局部屈曲失稳,且局部屈曲的产生和屈曲临界载荷的大小会受到层合板铺层方式、开口尺寸的影响。 展开更多
关键词 复合材料层合板 大开口 拉伸加载 局部屈曲
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低阻抗试样动态加载试验相关问题研究
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作者 殷建平 张晨旭 +2 位作者 孙若恒 陈希曦 苗应刚 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第5期650-660,共11页
研究了Hopkinson杆开展低阻抗试样高应变率加载测试的关键问题:低阻抗透射信号有效采集和应力平衡问题.综合前期研究基础,选用异质低阻抗透射杆并辅以原位标定半导体应变片技术,实现低阻抗试样高精度测试;结合应力波加载试样的过程重构... 研究了Hopkinson杆开展低阻抗试样高应变率加载测试的关键问题:低阻抗透射信号有效采集和应力平衡问题.综合前期研究基础,选用异质低阻抗透射杆并辅以原位标定半导体应变片技术,实现低阻抗试样高精度测试;结合应力波加载试样的过程重构计算和分析,获得了低阻抗试样的应力平衡历程和影响因素敏感性特征,并提出了类梯形入射波,可使低阻抗试样尽早实现应力平衡和恒定应变率加载.研究结果表明:低阻抗有机玻璃杆/管作为透射杆并辅以半导体应变片可实现载荷低至数Newton的透射信号采集;低阻抗试样应力平衡历程依赖于其弹性波速,在类梯形入射波加载下,2倍特征时间上升沿时可实现应力平衡以及其后的恒定应变率加载;其可基于试样厚度设计实现不同应变率加载下的临界有效应变一致性. 展开更多
关键词 HOPKINSON杆 低阻抗试样 动态加载 应力平衡 透射信号 高应变率
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纤维含量对轴向导波频散特征影响的数值分析
9
作者 张保钦 门森 《应用声学》 北大核心 2025年第5期1120-1130,共11页
为了检查纤维树脂复合材料管件结构完整性,基于线性三维弹性理论,采用Legendre正交多项式方法在本构方程中添加径向矩形窗函数自动满足应力自由边界条件,推导了横观各向同性圆管中的轴向导波频散方程;应用各向同性圆管材料参数进行了计... 为了检查纤维树脂复合材料管件结构完整性,基于线性三维弹性理论,采用Legendre正交多项式方法在本构方程中添加径向矩形窗函数自动满足应力自由边界条件,推导了横观各向同性圆管中的轴向导波频散方程;应用各向同性圆管材料参数进行了计算,运算结果与商业软件Disperse输出的相速度频散曲线进行了比对,验证了该方法的稳健性。结合细观力学理论,分析了横观各向同性圆管中典型弹性常数随纤维体积含量从0%增加到100%的变化趋势。纤维含量为17%的L(0,2)模态最小相速度为1245 m/s,纤维含量21%的T(0,1)模态最小的相速度是1227.27 m/s,发现弹性常数C_(66)较其他参数更大程度影响着纵向模态L(0,2)的频散特征;在纤维含量较低的区间,C_(44)对扭转模态T(0,1)影响较大;同时,纤维含量越高,频散现象越严重。研究结果有助于对机器人复合材料管件结构进行结构强度评估和无损探伤。 展开更多
关键词 轴向导波 纤维体积含量 正交多项式
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基于圆孔阵列太赫兹光谱调控 的应变传感机理研究
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作者 檀克宇 陈柏彤 +2 位作者 霍宗泽 张鹏艳 王志勇 《实验力学》 北大核心 2025年第2期143-149,共7页
超材料是当前太赫兹领域的研究热点,针对已有超材料结构组成的应变传感器制造成本较高的问题,本文提出了一种周期性圆孔阵列结构,并通过实验和数值模拟仿真研究了基于该结构的应变传感机理。首先,通过实验方法测量了周期性圆孔阵列结构... 超材料是当前太赫兹领域的研究热点,针对已有超材料结构组成的应变传感器制造成本较高的问题,本文提出了一种周期性圆孔阵列结构,并通过实验和数值模拟仿真研究了基于该结构的应变传感机理。首先,通过实验方法测量了周期性圆孔阵列结构无载荷状态下的太赫兹透射谱;然后,通过加载实验探究了应变对该结构太赫兹透射谱的影响;最后,通过力学-电磁学耦合仿真,模拟了应变对周期性圆孔阵列结构的太赫兹透射谱的调制作用,以验证实验结果的有效性。实验结果和仿真结果一致表明,周期性圆孔阵列结构可调制太赫兹波,使结构的太赫兹透射谱上出现特征吸收谷,当太赫兹波为线性偏振状态,且加载方向与太赫兹波的偏振方向平行时,应变能够调制特征吸收谷的水平位置,使其产生规律频移。本文通过建立应变与特征吸收谷频移之间的线性关系,实现了应变感知,利用本文提出的周期性圆孔阵列结构今后有望设计一种成本低且具有良好应变感知效果的应变传感器。 展开更多
关键词 太赫兹波 应变 圆孔阵列
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灭火剂流动与喷雾同步表征实验装置与教学设计
11
作者 倪小敏 郑重 《实验科学与技术》 2025年第3期142-146,共5页
针对气体灭火剂肉眼不可见的特点,设计了灭火剂流动与喷雾同步可视化表征实验装置并开展实验教学。通过电容层析成像和激光阴影成像方法,直观显示灭火剂在管路内的流动形态及其在管路出口处的喷雾结构;采用高频温度和压力传感器,同步获... 针对气体灭火剂肉眼不可见的特点,设计了灭火剂流动与喷雾同步可视化表征实验装置并开展实验教学。通过电容层析成像和激光阴影成像方法,直观显示灭火剂在管路内的流动形态及其在管路出口处的喷雾结构;采用高频温度和压力传感器,同步获取喷射系统内温度和压力的精细变化。基于该装置开展实验教学,帮助学生完整了解气体灭火剂的释放过程,掌握相关特性参数的测试方法,培养其学科交叉理念和协作创新精神。 展开更多
关键词 灭火剂 流动 喷雾 可视化 表征 实验教学
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基于复虚场方法的亚克力薄板黏弹性本构参数识别 被引量:1
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作者 王岗亭 郭保桥 +5 位作者 刘函 栾可迪 谷源森 陈鹏万 周江帆 刘战伟 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期301-313,共13页
为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折... 为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折法,通过对薄板试样进行振动加载试验,获取试件表面的全场变形;基于C 3连续性的Hermite有限单元对测得的变形场进行处理,得到薄板试样的离面位移场和曲率场;利用复虚场法计算材料的黏弹性常数,将反演结果与三点弯曲实验测得的弹性参数和悬臂梁锤击实验测得的阻尼系数进行了对比。以上实验结果表明:弹性模量与阻尼系数的测量误差均在0.3%以内。研究结果验证了该方法在各向同性本构参数反演中的可行性,为后续在各向异性材料本构参数反演奠定了基础。 展开更多
关键词 虚场方法 光偏折法 数字图像相关方法 薄板振动 黏弹性本构
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分离式Hopkinson压杆试验波形校正与数据处理方法改进 被引量:1
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作者 齐敏菊 高光发 +2 位作者 冯家臣 周玄 武一丁 《实验力学》 北大核心 2025年第1期125-133,共9页
科学的数据处理方法是通过分离式Hopkinson压杆试验给出准确的材料应力-应变关系的关键之一。为了相对准确地得到2A12铝合金材料的Johnson-Cook本构关系,针对该材料开展SHPB试验,在分析透反射波波形特征基础上,发展了中位数绝对偏差法... 科学的数据处理方法是通过分离式Hopkinson压杆试验给出准确的材料应力-应变关系的关键之一。为了相对准确地得到2A12铝合金材料的Johnson-Cook本构关系,针对该材料开展SHPB试验,在分析透反射波波形特征基础上,发展了中位数绝对偏差法与小波变换复合的一种滤波法,改进了传统对波方法,并提出了基于Johnson-Cook本构模型分析确定屈服应力与屈服应变的方法。研究表明,利用这些改进方法得到的试件归一化工程应力-应变曲线基本重合,得到的屈服应力数据与应变率近似满足幂函数关系。针对试验所得唯象屈服应变远大于真实屈服应变这一问题,改进了真实应力与真实应变的计算方法,并给出了2A12铝合金材料的Johnson-Cook本构关系,结果显示,2A12铝合金材料强度应变率强化因子为0.267、参考动态强度为374 MPa、塑性应变强化系数为397 MPa、强化指数为0.47。 展开更多
关键词 分离式HOPKINSON压杆 复合滤波算法 杨氏模量 动态力学性能 铝合金Johnson-Cook本构关系
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模拟体液环境中不同涂层改性镁合金应力腐蚀开裂行为的试验研究
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作者 陈连喜 胡晨晨 +3 位作者 钱雯 赖俊楠 王小健 赵春旺 《实验力学》 北大核心 2025年第2期193-207,共15页
镁(Mg)及其合金,因具有良好的机械性能及体内可降解性,受到医疗器械科研人员和医务工作者的广泛关注。但是,镁在生理环境溶液中过快的降解速率限制了它的临床应用,且镁器械作为承载力植入物在生理载荷和腐蚀介质共同作用下,易发生应力... 镁(Mg)及其合金,因具有良好的机械性能及体内可降解性,受到医疗器械科研人员和医务工作者的广泛关注。但是,镁在生理环境溶液中过快的降解速率限制了它的临床应用,且镁器械作为承载力植入物在生理载荷和腐蚀介质共同作用下,易发生应力腐蚀开裂(Stress corrosion cracking,SCC),造成材料提前断裂失效。本文采用不同特性的类陶瓷微弧氧化(Micro-arc oxidation,MAO)膜层、生物相容性好且可降解的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)高分子涂层及化学转化生成的氟化镁(MgF_(2))层,改善医用镁合金的耐蚀性和SCC行为;采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射分析AZ31和ZK40镁合金2种基材的显微组织,以及表面改性膜层的微观结构、耐蚀性和物相成分组成;通过动电位极化技术,分析未改性和表面改性后基材的腐蚀行为;在汉克斯平衡盐溶液中采用慢应变速率拉伸测试获得应力-应变曲线,以分析不同试样的断口形貌特征。结果表明:尽管AZ31和ZK40镁合金2种基材表面的相同改性涂层具有相近的腐蚀速率,但抗SCC性能存在明显差异;PLGA涂层虽然耐蚀性最优,但其抗SCC最差,AZ31合金抑制SCC最好的为MAO膜层,而ZK40镁合金抑制SCC最好的是MgF_(2)转化层。 展开更多
关键词 医用镁合金 表面改性涂层 耐蚀性 应力腐蚀开裂 显微结构 沿晶腐蚀
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Study of bonding layer for integrated structure of space gravitational wave detector telescope
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作者 ZHAO Hong-chao LIU Chang +2 位作者 ZHOU Wen-ke ZHU Han-bin CHEN Wen-duo 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期715-724,共10页
To detect space gravitational waves in the extremely low-frequency band,the telescope and optic-al platform require high stability and reliability.However,the cantilevered design presents challenges,espe-cially in the... To detect space gravitational waves in the extremely low-frequency band,the telescope and optic-al platform require high stability and reliability.However,the cantilevered design presents challenges,espe-cially in the glass-metal hetero-bonding process.This study focuses on the analysis and experimental re-search of the bonding layer in the integrated structure.By optimizing the structural configuration and select-ing suitable bonding processes,the reliability of the telescope system is enhanced.The research indicates that using J-133 adhesive achieves the best performance,with a bonding layer thickness of 0.30 mm and a metal substrate surface roughness of Ra 0.8.These findings significantly enhance the reliability of the optical sys-tem while minimizing potential risks. 展开更多
关键词 space gravitational-wave detector integrated structure glass-metal hetero-bonding
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武术技术动作识别与质量评价研究 被引量:1
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作者 马威 曹传宝 +5 位作者 马沁巍 周士潮 候珂毅 孙文章 白博方 张晶 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期459-472,共14页
为解决武术项目专业运动员动作质量定量化评价的难题,将阵列式摄像测量技术与多视角几何原理结合,发展了人体参数化模型约束下的人体动作精细化识别方法,基于所获得的关节位置与角度信息建立了武术套路动作定量化评价方法体系,对五步拳... 为解决武术项目专业运动员动作质量定量化评价的难题,将阵列式摄像测量技术与多视角几何原理结合,发展了人体参数化模型约束下的人体动作精细化识别方法,基于所获得的关节位置与角度信息建立了武术套路动作定量化评价方法体系,对五步拳项目不同水平运动员的技术动作进行了测量和评价。结果表明:本文方法能够有效地实现武术项目运动员动作质量识别与质量评价,研究结果也可以拓展至其他竞技体育运动与大众健康,为科学化训练与运动康复提供支持。 展开更多
关键词 人体动作测量 视觉测量 动作评价 武术 五步拳
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民机结构坠撞性能缩比实验方法研究
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作者 李肖成 惠旭龙 +6 位作者 白春玉 刘小川 张欣玥 韩鹤朝 徐绯 冯威 杨先锋 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期19-29,共11页
缩比实验具有成本低、风险小、周期短等优势,在航空航天等领域应用广泛。以典型民机机身下部结构为对象,开展了民机结构坠撞缩比理论分析和实验方法研究。推导了民机坠撞缩放比例因子,设计并加工了1/4缩比实验件,开展了6 m/s工况下的坠... 缩比实验具有成本低、风险小、周期短等优势,在航空航天等领域应用广泛。以典型民机机身下部结构为对象,开展了民机结构坠撞缩比理论分析和实验方法研究。推导了民机坠撞缩放比例因子,设计并加工了1/4缩比实验件,开展了6 m/s工况下的坠撞实验,获得了全尺寸坠撞实验与缩比实验中机身结构关键位置处的速度和加速度响应、地面撞击载荷响应以及局部关键部位的变形和破坏模式,并对其进行了对比分析。结果表明:缩比实验件与全尺寸实验件在框和立柱处的变形和破坏模式具有较好一致性。缩比结构对全尺寸原型结构的坠撞载荷峰值预测误差为14.4%,座椅加速度峰值预测误差为14.8%,横梁处的加速度峰值预测误差为13.1%。缩比实验可以有效预测全尺寸原型结构的变形、破坏过程和关键部位的动态响应,可用于民机结构坠撞性能验证和评估。 展开更多
关键词 民用飞机 缩比理论 坠撞性能 实验方法
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锂离子电池寿命预测参数的实验研究
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作者 张子龙 谢海妹 +4 位作者 宋海滨 张茜 仇巍 王毅泽 亢一澜 《实验力学》 北大核心 2025年第4期433-443,共11页
精确预测锂离子电池寿命对保障设备用电安全至关重要,在电池寿命预测过程中,间接参数的选取是关键环节,然而目前对间接参数与电池内部反应机理的研究较少。本文针对电池寿命预测中的间接参数与电池反应机理的关系开展实验研究,设计了电... 精确预测锂离子电池寿命对保障设备用电安全至关重要,在电池寿命预测过程中,间接参数的选取是关键环节,然而目前对间接参数与电池内部反应机理的研究较少。本文针对电池寿命预测中的间接参数与电池反应机理的关系开展实验研究,设计了电池充放电循环、电化学阻抗和声发射一体化实验方案,通过实验获得了容量、阻抗和力学损伤随循环圈数的非线性演化规律;分析电荷转移阻抗R CT和固态电解质界面膜阻抗R SEI的演化规律,发现了R CT和R SEI通过影响电池内部电荷的传输和转移来影响电池寿命衰退的机理,从而阐述了电池容量-阻抗-损伤的内在定性联系;根据阻抗和力学损伤的定性联系,采用皮尔逊相关系数量化了R CT和R SEI与声发射累积撞击次数的关系,结果显示,R CT和R SEI与声发射累积撞击次数的相关性系数均高于0.9。上述实验结果与分析表明,阻抗与电极力学损伤关系紧密,阻抗R CT和R SEI既包含电化学因素又包含电极力学损伤信息,而且阻抗与力学损伤的关系也通过不同充放电倍率和不同电极材料的实验得到了验证。 展开更多
关键词 阻抗演化 声发射 力学损伤 寿命预测参数 锂离子电池
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基于迁移学习的二维数字图像相关位移测量方法研究
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作者 胡佳梁 张展飞 +4 位作者 马晓桐 李祥 谢惠民 贾亚雷 刘战伟 《实验力学》 北大核心 2025年第4期409-432,共24页
数字图像相关(DIC)是一种非接触式光学测量技术,该技术以散斑为变形载体进行物体表面位移和变形场测量,目前已被广泛应用在航空航天、机械工程、动力工程等重要工业领域。DIC测试与分析中需要专用软件,特别是在疲劳和动态测量中,涉及大... 数字图像相关(DIC)是一种非接触式光学测量技术,该技术以散斑为变形载体进行物体表面位移和变形场测量,目前已被广泛应用在航空航天、机械工程、动力工程等重要工业领域。DIC测试与分析中需要专用软件,特别是在疲劳和动态测量中,涉及大数据的分析与处理,会造成计算时间长和效率低等问题。随着人工智能技术的发展,深度学习为DIC方法提供了新的发展机遇。然而,在DIC深度学习网络构建中,需要庞大的数据集进行网络构建,这不仅增加了数据采集成本还需耗费较长的计算时间。为解决上述问题,本文提出了一种基于迁移学习的DIC-2D位移测量方法。该方法将多级特征提取器、注意力机制与深度可分离卷积层融合到U-Net网络中,在网络的预训练过程中,使用模拟散斑图像作为训练数据集,形成预训练网络;在此基础上,采用多种迁移学习微调策略,利用少量具有不同平均灰度梯度的真实散斑图像进一步优化网络参数,形成迁移后的网络,并采用真实散斑图像进行验证实验。分析表明,在不同平均灰度梯度散斑图像的训练中,全局微调策略训练的网络表现出较高的精度和较好的鲁棒性;本文所提出的DIC迁移学习方法可显著减少训练时间和数据采集成本。 展开更多
关键词 数字图像相关 二维位移测量 深度学习 迁移学习 微调策略
原文传递
基于Lagrange插值的数字图像相关亚像素位移测量算法 被引量:2
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作者 刘小勇 郑晓林 +5 位作者 李荣丽 黄远泽 徐哲 李凯凯 裴晓日 张晓伟 《影像科学与光化学》 CAS 2024年第5期407-415,共9页
本文旨在通过改进经典Newton-Raphson算法中的插值方法来优化数字图像相关(DIC)亚像素位移测量的计算效率。针对经典Newton-Raphson算法在数字图像相关亚像素位移测量中应用的双三次样条插值算法,特别是在需要计算边界点灰度梯度(即灰... 本文旨在通过改进经典Newton-Raphson算法中的插值方法来优化数字图像相关(DIC)亚像素位移测量的计算效率。针对经典Newton-Raphson算法在数字图像相关亚像素位移测量中应用的双三次样条插值算法,特别是在需要计算边界点灰度梯度(即灰度值的一阶导数)时,存在计算量大的问题,本文提出一种基于Lagrange插值的改进算法作为解决方案。Lagrange插值算法在未增加计算节点数的情况下,成功避免了边界点灰度梯度的计算,使插值效率可提高近1/3。应用数值模拟实验和真实刚体平移实验对本文算法的性能进行验证。结果表明,本文算法在保持求解精度的同时,计算测量效率较传统Newton-Raphson算法有了明显提升。单点插值效率平均提升近30%;单点测量效率平均提升近20%。本文首次将Lagrange插值算法应用于数字图像相关的亚像素位移测量中,解决了双三次样条插值算法计算量大的问题,为相关领域提供了一种更为优化的变形测量方法。该研究为DIC亚像素位移测量技术的进一步发展和应用提供了新的思路和参考,有望在实际工程中得到广泛应用,促进相关领域的进步与发展。 展开更多
关键词 数字图像相关 LAGRANGE插值 Newton-Raphson算法 亚像素位移测量
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