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基于纳米划痕的陆相页岩纹层界面过渡区分布范围定量研究
1
作者 杨柳 杨铎 何满潮 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期353-367,共15页
陆相页岩普遍发育黏土质、长英质及方解石质等不同组分的纹层,在水力压裂刺激页岩裂隙网格结构过程中,界面过渡区(interfacialtransitionzone,简称ITZ)的存在严重地影响了裂纹的扩展方向和形态。然而,目前缺乏针对页岩纹层ITZ分布范围... 陆相页岩普遍发育黏土质、长英质及方解石质等不同组分的纹层,在水力压裂刺激页岩裂隙网格结构过程中,界面过渡区(interfacialtransitionzone,简称ITZ)的存在严重地影响了裂纹的扩展方向和形态。然而,目前缺乏针对页岩纹层ITZ分布范围的有效量化方法。针对页岩微观力学参数曲线的离散特征,通过置信椭圆标定ITZ范围内的离散数据,使用线性拟合与置信椭圆交点的投影长度作为定量页岩纹层ITZ的新方法。借助扫描电子显微镜与矿物定量评价系统,获得页岩表面形貌和矿物分布情况,对划痕试验后矿物破坏形式进行分析。基于纳米划痕试验结果,通过断裂韧性确定了不同岩性矿物的分布长度,并将其与扫描电子显微镜识别结果进行对比。结果表明:伊利石等塑性矿物在划痕试验过程中呈现出碎屑在两侧堆积的破坏模式,而钠长石和石英等脆性矿物则呈现出锯齿状的破坏或点状的崩裂。由于ITZ的存在,扫描电子显微镜识别出的塑性矿物分布长度大于断裂韧性曲线的定量结果。摩擦系数法受到表面粗糙度的影响,拟合置信度较低,定量结果偏大。与摩擦系数法相比,断裂韧性法具有更高的数据连续性和拟合置信度,但是考虑因素较为单一。无量纲参数法综合考虑了断裂韧性、硬度、摩擦系数和划痕深度的影响,曲线离散度较低,拟合误差较小。相比于传统单个力学参数的识别手段,基于无量纲参数对ITZ分布范围的量化准确度有较大提升。 展开更多
关键词 陆相页岩 纳米划痕试验 破坏模式 量纲分析 界面过渡区
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含划痕-凹陷组合缺陷管道屈曲失稳机理及极限承载能力研究
2
作者 张俊杰 曹胜 +6 位作者 王俊强 帅义 周翰宸 田野 张晓兵 任运波 卢泓方 《压力容器》 北大核心 2025年第4期56-63,共8页
为研究含划痕-凹陷组合缺陷管道的弯曲失效规律,基于非线性有限元分析方法,建立含划痕-凹陷组合缺陷管道屈曲失效数值模型,通过计算分析不同参数对含划痕-凹陷组合缺陷管道极限弯矩承载能力的敏感性,揭示组合缺陷管道屈曲失稳机理。研... 为研究含划痕-凹陷组合缺陷管道的弯曲失效规律,基于非线性有限元分析方法,建立含划痕-凹陷组合缺陷管道屈曲失效数值模型,通过计算分析不同参数对含划痕-凹陷组合缺陷管道极限弯矩承载能力的敏感性,揭示组合缺陷管道屈曲失稳机理。研究结果表明,随着凹陷深度的增加,管道屈曲临界弯矩逐渐减小;管道屈曲临界弯矩随着管径和壁厚的增大而增大;内压的增大在一定程度上能够提高管道的屈曲临界弯矩,但当内压增大到一定程度时,管道屈曲临界弯矩将会减小;划痕的长度是影响管道承载能力的主控因素,随着划痕长度的增加,对管道极限弯矩承载能力的削弱效果越明显。研究结果可为含划痕-凹陷组合缺陷管道的完整性评价提供科学依据。 展开更多
关键词 凹陷-划痕组合缺陷 管道 屈曲失稳 有限元分析 完整性评价
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划痕术治疗中重度酒糟鼻的临床观察和术中组织病理学分析
3
作者 贺旭峰 万华 +3 位作者 何翔 郑屿萍 冯真 丁佩军 《中国激光医学杂志》 2025年第2期96-100,119,120,共7页
目的观察鼻部划痕术治疗中重度酒糟鼻的临床疗效及鼻部皮脂代谢变化。方法中重度酒糟鼻患者67例,随机分为对照组患者33例给予CO_(2)点阵激光治疗;治疗组患者34例,给予鼻部划痕术治疗。术后3个月、6个月随访,观察两组鼻部皮肤红斑、毛细... 目的观察鼻部划痕术治疗中重度酒糟鼻的临床疗效及鼻部皮脂代谢变化。方法中重度酒糟鼻患者67例,随机分为对照组患者33例给予CO_(2)点阵激光治疗;治疗组患者34例,给予鼻部划痕术治疗。术后3个月、6个月随访,观察两组鼻部皮肤红斑、毛细血管扩张、油脂分泌程度评分的变化情况。于术前术中进行皮肤取样,比较术中皮肤病理变化。结果与治疗前比较,两组患者术后3个月和术后6个月鼻部皮肤红斑、毛细血管扩张、油脂分泌、皮肤增厚评分比较差异具有统计学意义(P<0.05)。术后3个月,两组间鼻部皮肤红斑、毛细血管扩张、油脂分泌评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。术后6个月,治疗组鼻部皮肤红斑、油脂分泌评分低于对照组(P<0.05)。治疗组术中组织病理学结果可见划痕术深度至皮下深层及皮脂腺,同时表皮细胞仍有保留。结论鼻部划痕术治疗酒糟鼻疗效满意,可以矫正鼻形,减轻酒糟鼻症状,较激光治疗对于改善局部红斑及皮肤油脂分泌作用更持久。 展开更多
关键词 划痕术 CO_(2)激光 酒糟鼻 病理分析
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基于机器视觉的钢材表面划痕检测方法
4
作者 坎标 潘志伟 +1 位作者 马顺喜 芮明先 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期91-95,100,共6页
针对钢材表面划痕在复杂背景下检测准确率和精度不高的问题,提出了一种基于机器视觉的钢材表面划痕检测方法。通过相对总变差算法抑制钢材表面图像背景纹理,并基于几何形状特征筛选划痕区域。根据图像灰度梯度值,利用全连接神经网络预... 针对钢材表面划痕在复杂背景下检测准确率和精度不高的问题,提出了一种基于机器视觉的钢材表面划痕检测方法。通过相对总变差算法抑制钢材表面图像背景纹理,并基于几何形状特征筛选划痕区域。根据图像灰度梯度值,利用全连接神经网络预测划痕中心,基于划痕边缘灰度梯度值的高斯分布假设计算划痕宽度。结果表明:测试图像的平均交并比达到0.81,尺寸精度达到0.1 mm,单幅图像的平均检测时间为0.99 s,能够满足快速准确检测的要求。 展开更多
关键词 划痕检测 纹理抑制 机器视觉 灰度梯度 全连接神经网络 高斯曲线拟合
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GLCM_PSO优化的Gabor滤波烟盒划痕检测
5
作者 陈琳 章旭 +2 位作者 王龙友 付钰 韦文 《制造业自动化》 2025年第6期42-47,共6页
针对烟盒质量检测中划痕缺陷识别准确率低、实时性差等问题,提出基于条纹纹理统计量(Stripe)构建的粒子群(PSO)优化Gabor滤波参数的划痕特征增强方法。在使用灰度共生矩阵(GLCM)提取Gabor滤波图像特征的基础上,设计条纹纹理统计量以量... 针对烟盒质量检测中划痕缺陷识别准确率低、实时性差等问题,提出基于条纹纹理统计量(Stripe)构建的粒子群(PSO)优化Gabor滤波参数的划痕特征增强方法。在使用灰度共生矩阵(GLCM)提取Gabor滤波图像特征的基础上,设计条纹纹理统计量以量化复杂背景下的“划痕”特征。图像方差和条纹纹理统计量共同构成粒子群优化算法的适应度函数,适应度值与滤波器提取划痕效果呈现强耦合性。采用具有不同角度的Gabor滤波器组成滤波器组,通过计算输出的多维图像中每个像素的均值获取图像模板,并利用图像蒙板去除背景干扰,从而判断图像中是否存在划痕缺陷。光学平台采集的图像数据集验证结果表明,即使在划痕受到不同程度背景干扰的情况下,Stripe_PSO方法依然可以保证准确率和召回率在90%以上,能够有效检测烟盒上色差不明显的划痕。 展开更多
关键词 烟盒划痕检测 灰度共生矩阵 粒子群优化 GABOR滤波
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基于机器视觉的冲压产品表面划痕检测及软件开发
6
作者 周兰菊 夏天 +2 位作者 张人允 霍立军 罗军 《装备制造技术》 2025年第8期15-18,共4页
机器视觉已成为科研机构、大学和企业研究的热点,尤其是图像分析与处理是机器视觉研究的重要方向之一。冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛,随着科技的不断创新与发展,冲压产品逐渐向着多样化、复杂化方向发展。但由于种种原因... 机器视觉已成为科研机构、大学和企业研究的热点,尤其是图像分析与处理是机器视觉研究的重要方向之一。冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛,随着科技的不断创新与发展,冲压产品逐渐向着多样化、复杂化方向发展。但由于种种原因,冲压加工时所冲的工件经常会出现压伤、划伤、变形等现象,而机器视觉技术在机械产品检测领域能够完成人眼无法完成的长时间实时在线、精确快速、完全柔性的快速自适应检测工作。传统冲压产品划痕检测只能依靠检验人员经验来判断冲压产品质量,检测方式受人为主观因素影响较大,重复性工作多且检测效率低,甚至有时会因员工产生视觉疲劳而出现误判。提出了一种基于机器视觉的冲压产品划痕检测方法,并开发了系统检测软件。首先对图像进行预处理,屏蔽图像中的字体及孔,创建模板;然后对图像进行高斯滤波降噪,划痕区域分割提取划痕缺陷;最后进行Blob分析,判断图像是否存在缺陷。经实验测试,划痕识别率为97.1%,该方法能够满足冲压产品表面划痕检测要求。 展开更多
关键词 机器视觉 划痕检测 图像处理 特征提取 区域分割
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奥氏体不锈钢Fe-25Cr-20Ni多道次微观划痕的变形与切屑行为
7
作者 吕贝贝 李云杰 +3 位作者 居家辉 王博源 韩杰 夏文真 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第9期1193-1205,共13页
探究了奥氏体不锈钢Fe-25Cr-20Ni不同晶体取向({001}、{101}、{111})在循环摩擦载荷下的塑性应变累积与切屑形成机制。通过多道次纳米划痕试验结合高分辨表征发现,晶体取向显著影响划痕形貌演变与切屑行为:单道次划痕中,{001}0°、{... 探究了奥氏体不锈钢Fe-25Cr-20Ni不同晶体取向({001}、{101}、{111})在循环摩擦载荷下的塑性应变累积与切屑形成机制。通过多道次纳米划痕试验结合高分辨表征发现,晶体取向显著影响划痕形貌演变与切屑行为:单道次划痕中,{001}0°、{101}30°及{111}0°取向表现出最优抗塑性变形能力。多道次加载(1~10次)导致凹槽尺寸呈非线性增长,其中,首2道次宽度和深度增幅最大。随着划痕次数增加,切屑分布由取向依赖转变为全取向覆盖。此外,加工硬化效应通过抑制位错滑移主导凹槽扩展过程。位错分析揭示,浅层划痕因位错密度梯度大,二次划痕时位错增殖显著,而深层划痕因位错饱和导致变形受限。 展开更多
关键词 多道次纳米划痕 表面形貌 凹槽宽度 划痕深度
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基于通道注意力残差结构的划痕老照片修复方法
8
作者 姚远 孙龙建 《计算机与数字工程》 2025年第6期1717-1721,共5页
为了提高网络修复带有较复杂的划痕、折痕老照片的输出性能,论文提出了一种结合通道注意力残差结构及VAE-GAN的划痕老照片修复模型。网络模型分为三部分,包括两个变分自编码器(VAEs)以及映射网络。首先使用VAE将合成退化老照片和真实退... 为了提高网络修复带有较复杂的划痕、折痕老照片的输出性能,论文提出了一种结合通道注意力残差结构及VAE-GAN的划痕老照片修复模型。网络模型分为三部分,包括两个变分自编码器(VAEs)以及映射网络。首先使用VAE将合成退化老照片和真实退化老照片映射到同一特征空间,学习合成退化老照片与干净照片之间映射关系,然后在映射网络中通过学习到的映射关系来修复真实退化老照片,并引入U-Net分割网络获取划痕掩膜,指导划痕区域的修复。在前面所述的三部分结构中,使用了带通道注意力的残差结构增强特征图各通道相关特征,抑制无关信息,实现性能提升,完成缺陷区域修复。实验结果验证了该模型的有效性,该模型较基于CycleGAN模型的PSNR值和SSIM值分别提升了3.73 dB和0.11 dB,最终修复出的老照片有更好的效果,改善了视觉感受。 展开更多
关键词 通道注意力 划痕老照片 变分自编码器 GAN网络 图像修复
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基于划痕测试的煤冲击倾向性分级判别准则
9
作者 赵毅鑫 王涛 +1 位作者 杨哲 谢镕澴 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期117-127,共11页
冲击倾向性是煤岩体发生冲击破坏固有属性,是煤矿诱发冲击地压事故的内在因素,也是判别煤矿冲击危险性的关键指标,但传统判别煤冲击倾向性的流程相对繁琐。为此,提出了一种基于划痕试验间接评价煤冲击倾向性的方法。分别对来自5个矿井... 冲击倾向性是煤岩体发生冲击破坏固有属性,是煤矿诱发冲击地压事故的内在因素,也是判别煤矿冲击危险性的关键指标,但传统判别煤冲击倾向性的流程相对繁琐。为此,提出了一种基于划痕试验间接评价煤冲击倾向性的方法。分别对来自5个矿井的煤样开展划痕测试和单轴压缩试验,建立了煤样划痕比能与其物理力学参数(单轴抗压强度、弹性模量)之间的拟合模型;并分析了不同划痕比能煤样在单轴压缩过程中的能量演化规律。采用峰后能量释放速率指数KPE定量表征煤的冲击倾向性并通过拟合与回归分析建立划痕比能与KPE关联表达式;然后构建了基于划痕比能的煤冲击倾向性分级评价方法并利用国标综合评价法以及煤屑弹射质量比F对该分级方法进行验证。研究结果表明:煤样的划痕比能与单轴抗压强度呈现正线性相关,与弹性模量呈现负线性相关,R^(2)分别为0.96577、0.88196。随着划痕比能的增加,煤样峰前积累的弹性应变能以及峰后快速释放能量的能力逐渐增强。煤样的划痕比能与弹性应变能指数、冲击能量指数、KPE呈现正相关幂函数关系,而与动态破坏时间呈现负相关幂函数关系。分别以国标综合评价法和煤屑弹射质量比F的判别结果为标准,基于划痕比能分级准则的评价吻合度均为100%,因此划痕法可以作为煤冲击倾向性间接测试方法。 展开更多
关键词 划痕比能 煤冲击倾向性 能量演化 峰后能量释放速率指数 弹射质量比
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划痕缺陷对30Ni4CrMoA试样疲劳寿命影响的试验与理论模型
10
作者 张梦伟 胡伟平 +3 位作者 徐海斌 马占齐 詹志新 孟庆春 《航空学报》 北大核心 2025年第3期281-295,共15页
制备了30Ni4CrMoA高强度结构钢的光滑试样以及不同划痕深度缺陷的试验件,并对这些试验件进行了疲劳试验测试,获得了含不同深度划痕缺陷和不同应力水平下试验件的疲劳寿命。基于连续损伤力学理论,在原有高周疲劳损伤演化方程的基础上,根... 制备了30Ni4CrMoA高强度结构钢的光滑试样以及不同划痕深度缺陷的试验件,并对这些试验件进行了疲劳试验测试,获得了含不同深度划痕缺陷和不同应力水平下试验件的疲劳寿命。基于连续损伤力学理论,在原有高周疲劳损伤演化方程的基础上,根据划痕根部最大应力分析与划痕深度的关系,以及试样疲劳寿命随划痕深度和应力水平的变化规律,提出了一种综合考虑划痕深度和应力水平影响的划痕影响系数表达式,建立了一种新的考虑划痕影响的等效疲劳损伤演化方程。基于该方程,无需建立划痕的有限元模型,直接采用闭合解法根据积分形式的疲劳寿命表达式即可对含划痕的30Ni4CrMoA试样进行疲劳寿命预估,理论预测结果与试验结果吻合很好,验证了所提方法的有效性和适用性。最后,还讨论了划痕影响系数与缺口疲劳系数的关系,以及划痕根部应力梯度的影响。 展开更多
关键词 划痕缺陷 疲劳 寿命预估 30Ni4CrMoA高强度结构钢 连续损伤力学
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基于改进U-Net的BGO晶体粗加工磨砂面弱划痕分割算法 被引量：1
11
作者 陶文峰 张晓龙 朱海波 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期598-604,共7页
BGO晶体通常需要通过切割、磨削等粗加工步骤制作磨砂面以提升元件性能,其粗加工过程中划痕缺陷的提取和预检对后续晶体元件的质量评估极为重要。然而,传统工业机器视觉算法难以精细分割晶体粗加工磨砂面上的弱划痕,极大地影响了后续晶... BGO晶体通常需要通过切割、磨削等粗加工步骤制作磨砂面以提升元件性能,其粗加工过程中划痕缺陷的提取和预检对后续晶体元件的质量评估极为重要。然而,传统工业机器视觉算法难以精细分割晶体粗加工磨砂面上的弱划痕,极大地影响了后续晶体品质的检测效率。针对磨砂面弱划痕难以精确分割的难题,本文采用了一种改进的U-Net深度学习算法,该算法在U-Net基础结构中嵌入了轻量级CBAM注意力机制,提升网络对浅划痕特征提取和细节恢复能力;同时采用Copy-paste数据增广方法,提升算法模型的泛化性;另外为了缓解样本中前景背景不平衡带来的消极影响,采用Dice Loss、Focal Loss复合损失函数。实验表明,本文算法对于晶体粗加工磨砂面的弱划痕能有效进行精确分割,并且其平均交并比Miou为85.2%,准确率为95.4%,相较于传统工业机器视觉算法有明显提升。此外该算法一定程度上解决了弱划痕的误分割与欠分割现象,能对粗加工过程中的晶体进行划痕缺陷预先检测,减少后续不必要的工艺和质量评估步骤,同时整体提高工业晶体产品的生产效率。 展开更多
关键词 弱划痕提取 BGO晶体 目标分割 U-Net 晶体磨砂面
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基于纳米压痕/划痕实验的牙科车针磨牙成屑机理研究
12
作者 李玉刚 张宇 杨林 《现代机械》 2025年第4期41-46,共6页
牙科磨牙诊疗因使用旋转器械驱动车针磨削患牙,将产生大量牙齿磨屑颗粒,释放到空气中造成悬浮颗粒气溶胶污染,对牙科人员构成了潜在的健康风险。本文通过开展牙齿纳米压痕和纳米划痕实验,模拟真实牙科诊疗过程中的车针磨牙过程,探究了... 牙科磨牙诊疗因使用旋转器械驱动车针磨削患牙,将产生大量牙齿磨屑颗粒,释放到空气中造成悬浮颗粒气溶胶污染,对牙科人员构成了潜在的健康风险。本文通过开展牙齿纳米压痕和纳米划痕实验,模拟真实牙科诊疗过程中的车针磨牙过程,探究了磨粒与牙齿材料之间的相互作用,揭示了牙齿磨削成屑机理,以期为牙科诊疗环境中磨屑颗粒气溶胶污染的治理提供理论支撑。 展开更多
关键词 车针磨牙 气溶胶污染 纳米压痕/划痕实验 成屑机理 理论支撑
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10 kV电缆附件污渍和划痕的识别
13
作者 张宗熙 卢耀坤 +2 位作者 陈漫璐 方春华 陈志 《电工材料》 2025年第3期73-76,81,共5页
10 kV电缆附件的污渍和划痕缺陷易使电缆在运行过程中发生故障,为了在电缆运行前检测出故障,采用Canny边缘检测算法识别缺陷。借助Canny算法能去除伪边缘、突出边缘信息,得到污渍和划痕的边缘信息。试验结果表明,污渍和划痕缺陷识别率... 10 kV电缆附件的污渍和划痕缺陷易使电缆在运行过程中发生故障,为了在电缆运行前检测出故障,采用Canny边缘检测算法识别缺陷。借助Canny算法能去除伪边缘、突出边缘信息,得到污渍和划痕的边缘信息。试验结果表明,污渍和划痕缺陷识别率均达到95%以上。Canny边缘检测算法能可靠识别出这两种缺陷,提高了电缆运行的可靠性。 展开更多
关键词 10 kV电缆附件 污渍 划痕 缺陷识别 CANNY算子
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家具表面漆膜耐划痕检测方法研究
14
作者 金波 蒋含岳 王红强 《中国人造板》 2025年第8期41-44,共4页
针对家具表面漆膜耐划痕性能,对36个家具样品按照GB/T 4893.10—2024《家具表面漆膜理化性能试验第10部分:耐划痕测定法》进行测试,发现家具表面漆膜的耐划痕性能差别较大,建议制定家具表面漆膜耐划痕性能的指标,并设定为大于等于7.0 N... 针对家具表面漆膜耐划痕性能,对36个家具样品按照GB/T 4893.10—2024《家具表面漆膜理化性能试验第10部分:耐划痕测定法》进行测试,发现家具表面漆膜的耐划痕性能差别较大,建议制定家具表面漆膜耐划痕性能的指标,并设定为大于等于7.0 N。建议企业按照该标准进行检验,及时控制原材料质量或调整施工工艺,以保证家具表面漆膜的耐划痕性能。 展开更多
关键词 家具表面漆膜 耐划痕性能 标准
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TFT-LCD玻璃边部研磨弧面划痕行为分析与对策
15
作者 李昌隆 郑聪 +2 位作者 王国全 梁波 祖光周 《玻璃》 2025年第5期44-48,共5页
为提高TFT-LCD超薄玻璃后续面板工艺的加工质量以及效率,需要对玻璃基板四边进行研磨和抛光。玻璃基板越薄,加工难度越大,在对玻璃基板四边进行研磨抛光过程中,由于设备结构、研磨抛光工艺参数、研磨槽与抛光槽材料与槽型结构、研磨槽... 为提高TFT-LCD超薄玻璃后续面板工艺的加工质量以及效率,需要对玻璃基板四边进行研磨和抛光。玻璃基板越薄,加工难度越大,在对玻璃基板四边进行研磨抛光过程中,由于设备结构、研磨抛光工艺参数、研磨槽与抛光槽材料与槽型结构、研磨槽与抛光槽使用寿命等因素综合影响,会在玻璃边缘的弧面产生划痕,划痕越明显,微裂纹越深,后续面板深加工过程中,破片概率越大。优化设备结构和工艺参数,改善研磨与抛光槽槽型、控制研磨槽与抛光槽使用寿命,可以明显降低产生划痕的风险和产生划痕的轻重程度。 展开更多
关键词 TFT-LCD超薄玻璃 弧面划痕 研磨抛光设备结构 研磨抛光工艺参数 研磨与抛光槽型 研磨与抛光槽使用寿命
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基于改进支持向量机的皮革划痕检测方法 被引量：2
16
作者 马静 《中国皮革》 CAS 2024年第11期22-28,共7页
针对传统皮革划痕检测方法存在检测准确率低、检测效率不高的问题,提出一种基于K-means聚类算法改进支持向量机SVM的皮革划痕检测方法。首先,对支持向量机基本原理进行分析;然后采用K-means聚类算法解决支持向量机SVM的二分类问题;最后... 针对传统皮革划痕检测方法存在检测准确率低、检测效率不高的问题,提出一种基于K-means聚类算法改进支持向量机SVM的皮革划痕检测方法。首先,对支持向量机基本原理进行分析;然后采用K-means聚类算法解决支持向量机SVM的二分类问题;最后搭建一个K-means-SVM皮革划痕检测模型,通过此模型实现皮革划痕快速准确检测。试验结果表明,本模型的检测精度为96.74%,相较于传统的YOLOv5模型、CRNN模型和SVM-DS模型分别高出了18.85%、20.17%、13.06%,且本模型进行皮革划痕检测的所用时长仅为11.52 s,均低于另外3种模型。由此说明,本模型的检测精度更高,检测速度更快,满足真皮表面划痕检测的实时性和准确性需求。 展开更多
关键词 皮革 划痕检测 K-MEANS聚类 支持向量机 二分类问题
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SiCp/Al复合材料纳米压痕/划痕下的脆塑性行为研究
17
作者 刘亚梅 王佳力 +2 位作者 谷岩 吴爽 李震 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第5期607-620,共14页
为探究SiCp/Al复合材料中两相材料相互作用引起的力学性能差异,研究微观尺度下法向载荷变化对SiCp/Al复合材料形变和去除的影响。采用纳米压痕实验,基于Oliver-Pharr法测得其硬度和弹性模量,并对其压痕表面进行观察,结合有限元仿真分析... 为探究SiCp/Al复合材料中两相材料相互作用引起的力学性能差异,研究微观尺度下法向载荷变化对SiCp/Al复合材料形变和去除的影响。采用纳米压痕实验,基于Oliver-Pharr法测得其硬度和弹性模量,并对其压痕表面进行观察,结合有限元仿真分析产生力学性能差异的原因;同时,根据纳米压痕实验所得力学参数进行变载荷纳米划痕仿真,并配合实验后划痕表面观察结果分析材料的形变和脆塑性行为。结果表明:当金刚石压头作用于SiC颗粒时,颗粒出现破碎和二次压入现象,所测硬度与弹性模量小于单晶SiC的理论值;当金刚石压头作用于基体相时,由于SiC颗粒阻碍基体压入,复合材料的硬度与弹性模量测量结果偏大。在纳米划痕过程中,复合材料的去除形式随载荷变化体现为划擦、耕犁和切削阶段,其中的基体相通过塑性流动产生塑性脊堆积并伴随有涂覆现象,SiC颗粒则以脱黏、断裂破碎和拔出等脆性机制而去除,且SiC颗粒的二次压入、断裂、破碎和拔出是导致复合材料力学性能与单晶SiC的力学性能产生巨大差异的主要原因。随着划痕载荷增加,SiC体积分数为45%的SiCp/Al复合材料的去除机制更多取决于以塑性去除为主的基体相,而SiC颗粒则主要表现为脆性去除。 展开更多
关键词 纳米压痕/划痕 SICP/AL复合材料 有限元仿真 力学性能 去除机制
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(0001)面氧化锌单晶微纳米尺度划痕特性实验研究
18
作者 李继军 李源明 +4 位作者 张丽华 郎风超 杨诗婷 王旭东 杨文欣 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期231-238,共8页
目的对(0001)面ZnO单晶微纳米尺度划痕特性进行实验研究,为ZnO单晶器件性能提升及ZnO单晶精密加工工艺优化等提供必要的科学依据。方法采用Berkovich金刚石压头棱向前和面向前2种划痕方式,在不同划痕速度下对(0001)面ZnO单晶进行了纳米... 目的对(0001)面ZnO单晶微纳米尺度划痕特性进行实验研究,为ZnO单晶器件性能提升及ZnO单晶精密加工工艺优化等提供必要的科学依据。方法采用Berkovich金刚石压头棱向前和面向前2种划痕方式,在不同划痕速度下对(0001)面ZnO单晶进行了纳米划痕实验,分析了划痕速度和划痕方式对其微纳米尺度划痕特性的影响。结果当划痕速度从2μm/s增加到100μm/s时,棱向前划痕方式下的深度从352.9 nm降到了326.9 nm,面向前划痕方式下的深度从352.7 nm降到了289.9 nm;棱向前划痕方式下的切向力从4.15 mN降到了3.93 mN,面向前划痕方式下的切向力从5.12 mN降到了4.45 mN;棱向前划痕方式下的摩擦因数从0.21降到了0.19,面向前划痕方式下的摩擦因数从0.25降到了0.2;棱向前划痕方式下的残余划痕深度从162.2 nm降到了138.4 nm,面向前划痕方式下的残余划痕深度从148.3 nm降到了129.9 nm;棱向前划痕方式下的残余划痕两侧塑性堆积高度从23 nm降到了17 nm,面向前划痕方式下的残余划痕两侧塑性堆积高度从18nm降到了11nm。结论随划痕速度的增加,(0001)面Zn O单晶的划痕深度、切向力、摩擦因数、残余划痕深度及划痕两侧塑性堆积高度均在下降。在相同划痕速度下,棱向前划痕方式下的划痕深度、残余划痕深度及划痕两侧塑性堆积高度都比面向前划痕方式下的要大,而棱向前划痕方式下的切向力和摩擦因数都比面向前划痕方式下的要小。 展开更多
关键词 (0001)面氧化锌单晶 微纳米尺度 划痕特性 纳米划痕 划痕速度 划痕方式
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TiZrHfCuBe高熵非晶合金的纳米划痕力学行为 被引量：2
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作者 杜银 李涛 +2 位作者 裴旭辉 周青 王海丰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1451-1460,共10页
对于高混合熵为高熵非晶合金带来的特殊结构和高热稳定性与其摩擦性能间内在联系的研究,可为开发具有优异摩擦磨损性能的高熵非晶合金提供新的设计思路。因此,本工作基于纳米压痕及划痕技术研究了TiZrHfCuBe高熵非晶合金在不同划动速率... 对于高混合熵为高熵非晶合金带来的特殊结构和高热稳定性与其摩擦性能间内在联系的研究,可为开发具有优异摩擦磨损性能的高熵非晶合金提供新的设计思路。因此,本工作基于纳米压痕及划痕技术研究了TiZrHfCuBe高熵非晶合金在不同划动速率和不同加载速率下的纳米划痕行为,探究了高混合熵为其带来的特殊结构与其纳米摩擦学性能间的内在联系。结果表明:TiZrHfCuBe高熵非晶合金微观结构由缺陷较少的均匀刚性基体构成,不同区域的纳米压痕硬度均接近理论值的90%以上。在纳米划痕实验中,随着划动速率的增大,TiZrHfCuBe高熵非晶合金的刻划深度基本保持不变,但是残余划痕深度却逐渐减小。这归因于划动速率的增加迟滞了TiZrHfCuBe高熵非晶合金微观结构中剪切转变区的激活以及随后的剪切变形,从而导致划痕过程中的犁沟系数逐渐减小和残余深度的降低。在变力加载的纳米划痕实验中,随着加载力的增加,剪切转变区激活以及随后的剪切变形迟滞效应逐渐减小,导致塑性犁沟系数和划痕深度逐渐增大。 展开更多
关键词 高熵非晶合金 微观结构 纳米划痕 犁沟系数 剪切变形
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基于纳米划痕的熔石英玻璃去除机制与亚表面裂纹研究 被引量：2
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作者 郭佳乐 伊浩 +2 位作者 朱力敏 孙玉利 左敦稳 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期151-158,共8页
目的研究熔石英玻璃在不同动态载荷作用下的材料去除机制和亚表面裂纹形成与扩展机理。方法对熔石英玻璃试样进行纳米划痕试验,分别从划痕轮廓、划痕力2个方面分析不同载荷下熔石英玻璃的力学行为,通过扫描电镜和光学显微镜观察划痕形貌... 目的研究熔石英玻璃在不同动态载荷作用下的材料去除机制和亚表面裂纹形成与扩展机理。方法对熔石英玻璃试样进行纳米划痕试验,分别从划痕轮廓、划痕力2个方面分析不同载荷下熔石英玻璃的力学行为,通过扫描电镜和光学显微镜观察划痕形貌,分析材料去除机制;采用逐层截面显微法对划痕截面的亚表面裂纹形貌进行观测,研究动态载荷下工件亚表面裂纹的形成与扩展机理。结果当动态载荷小于118mN时,材料发生塑性变形,亚表面未产生裂纹;当动态载荷大于118mN且小于245mN时,材料处于塑脆转变阶段,亚表面裂纹以动态载荷加载点为起点,向试样内部扩展形成赫兹锥形裂纹并伴有横向裂纹的存在;当动态载荷超过245mN时,材料进入完全脆性断裂阶段,亚表面裂纹不断扩展至表面导致材料破碎。结论随着动态载荷的不断增大,熔石英玻璃的材料去除经历了弹塑性变形、塑脆转变、脆性断裂3个阶段;亚表面裂纹受到动态载荷的影响,裂纹从载荷加载点形成,并沿着应力最大方向不断扩展,导致材料表面发生脆性断裂;熔石英玻璃的临界切深与其动态弹性模量成正比,与其流动应力成反比,动态冲击载荷使熔石英玻璃的临界切削深度下降,亚表面裂纹更易扩展,材料去除更快进入塑脆转变阶段。 展开更多
关键词 熔石英玻璃 材料去除 划痕轮廓 亚表面裂纹 动态载荷 断裂机制
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