检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2024年第9期56卷 2752-2761页

作者：岳良波王冰古斌西南科技大学制造科学与工程学院制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010

生物软组织的几何和力学性质是多种疾病的重要指标,通过高精度反演得到生物软组织特性,如组织厚度、弹性模量和密度等,对疾病的诊断、治疗和康复都具有重要的医疗指导意义,超声波检测中包含的参数信息可以高效并准确地解决参数反演问题... 详细信息

生物软组织的几何和力学性质是多种疾病的重要指标,通过高精度反演得到生物软组织特性,如组织厚度、弹性模量和密度等,对疾病的诊断、治疗和康复都具有重要的医疗指导意义,超声波检测中包含的参数信息可以高效并准确地解决参数反演问题.文章将超声导波的频散曲线和机器学习相结合,建立了基于生物软组织Lamb波频散曲线的BP神经网络反演方法,分析了频散曲线的模态、波段、训练数据个数、波数采样点个数和数据噪声对反演精度的影响.研究结果表明,提出的反演方法能够准确地得到生物软组织的单参数特性,并且具有很好的普适性,可用于生物软组织的不同特性参数的反演.其中频散曲线数据通过求解频散方程获取.引入确定系数R2对反演结果进行评估,通过对比不同模态与频段下的反演结果,证明根据修正Morris法求得的灵敏度指标来选取频散曲线样本的模态与波段是一种有效手段.而且采用混合模态可进一步提升反演精度.训练数据个数和波数采样点个数超过相应的阈值后,反演精度基本不变,根据阈值可同时保证优异的反演精度和反演效率.通过在样本中加入随机噪声进行鲁棒性测试,当训练样本和测试样本的取值范围和噪声水平相近时,本文反演方法表现出一定的鲁棒性.

关键词：生物软组织特性反演超声导波频散曲线机器学习灵敏度指标

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块体金属玻璃在纳米磨损下的加工硬化行为研究

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机械工程学报 2025年第1期61卷 265-273页

作者：张安刘凌志古泽芳赵凡赖建平胡海龙袁卫锋余家欣西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室绵阳621010 西南科技大学分析测试中心绵阳621010

基于热塑压印获得的原子级平整的Pt基块状金属玻璃(Pt-BMG),采用原子力显微镜(AFM)研究了块体金属玻璃在纳米磨损下的加工硬化行为。研究发现:Pt-BMG在不同循环次数的磨损表现为两个阶段,低载荷阶段(57~108 nN)的磨损率明显高于高载荷阶... 详细信息

基于热塑压印获得的原子级平整的Pt基块状金属玻璃(Pt-BMG),采用原子力显微镜(AFM)研究了块体金属玻璃在纳米磨损下的加工硬化行为。研究发现:Pt-BMG在不同循环次数的磨损表现为两个阶段,低载荷阶段(57~108 nN)的磨损率明显高于高载荷阶段(216~324 nN),这是由于低载下的磨损由表面氧化膜主导,高载下的磨损由Pt-BMG基体主导。随循环次数从1次增加至10次,Pt-BMG的磨损率呈现逐渐下降的趋势,下降的速率随次数增加而迅速减小,当循环次数从5次增加至10次过程中,Pt-BMG的磨损率几乎没有变化;通过JKR模型解耦纳米摩擦磨损中的黏着摩擦和犁耕摩擦发现,当循环次数从1次增加到5次,Pt-BMG在纳米磨损中的摩擦剪切强度由3.32 GPa迅速增加到5.20 GPa,次数进一步增加至10次时,摩擦剪切强度略有增加,为5.41 GPa,这与Pt-BMG磨损率随循环次数的变化规律吻合,证实了Pt-BMG在纳米磨损下存在加工硬化行为;Pt-BMG的加工硬化行为与应力状态、尺度密切相关,纳米尺度划痕条件下的受限应力状态促进了金属玻璃结构内原子的扩散弛豫能力,抑制了剪切局域化行为,使得结构弛豫湮灭自由体积的速率高于剪切膨胀产生自由体积的速率,导致结构致密化,从而产生块体金属玻璃纳米摩擦磨损的加工硬化现象。

关键词：块体金属玻璃原子力显微镜纳米磨损 JKR模型加工硬化

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超疏水表面上液滴碰撞的分融判据

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重庆大学学报 2024年

作者：李珂王积硕袁卫锋西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室

探究液滴速度对二元同尺寸液滴在超疏水表面上正面碰撞的行为变化，以纯水滴为研究对象，用高速摄影机观察液滴的碰撞过程，并建立碰撞后融合或弹开临界条件的理论模型，能够预测液滴碰撞后融合与弹开的临界速度。研究结果表明，随着液... 详细信息

探究液滴速度对二元同尺寸液滴在超疏水表面上正面碰撞的行为变化，以纯水滴为研究对象，用高速摄影机观察液滴的碰撞过程，并建立碰撞后融合或弹开临界条件的理论模型，能够预测液滴碰撞后融合与弹开的临界速度。研究结果表明，随着液滴速度的提高，液滴碰撞后合并的可能性增大；液滴尺寸越大，液滴碰撞后融合或弹开的临界速度越低；液滴碰撞变形过程中内部压强增大超过表面张力承受极限，液滴就会发生融合。所建立的理论方法与实验结果吻合的较好。提出的理论模型可用于预测液滴在一定速度下的行为变化，达到控制液滴碰撞行为的目的，可应用于液滴操控、液滴传感、微反应器等领域。

关键词：液滴碰撞超疏水临界条件

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表面形貌对单晶CoCrFeMnNi高熵合金刮擦行为影响的分子动力学模拟

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摩擦学学报 2023年第7期43卷 791-799页

作者：王冰罗灵芝古斌西南科技大学制造科学与工程学院制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010

采用分子动力学模拟来研究纳米刮擦载荷作用下单晶CoCrFeMnNi高熵合金的刮擦变形行为和晶体结构演变,讨论了平面、矩形和三角形表面形貌以及不同刮头半径对单晶CoCrFeMnNi高熵合金表面刮擦响应的影响.结果表明:单晶CoCrFeMnNi高熵合金... 详细信息

采用分子动力学模拟来研究纳米刮擦载荷作用下单晶CoCrFeMnNi高熵合金的刮擦变形行为和晶体结构演变,讨论了平面、矩形和三角形表面形貌以及不同刮头半径对单晶CoCrFeMnNi高熵合金表面刮擦响应的影响.结果表明:单晶CoCrFeMnNi高熵合金在刮擦过程中的主要塑性变形机理是Shockley不全位错的滑移变形.对于平面、矩形和三角形表面形貌的CoCrFeMnNi高熵合金,平面类型形貌试样具有最大的摩擦系数.在1.2 nm的刮擦深度下,表面的非平面形貌通过位错湮灭的方式降低刮擦区域的塑性变形,减小刮擦区域的摩擦系数从而产生减摩效应.

关键词： CoCrFeMnNi高熵合金表面形貌纳米刮擦分子动力学模拟

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环形弹性杆扭转失稳特性的研究及应用

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应用力学学报 2025年第1期42卷 174-181页

作者：谢琦袁卫锋西南科技大学制造科学与工程学院制造过程测试技术教育部重点实验室绵阳621010

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... 详细信息

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。

关键词：环形弹性杆扭转失稳有限元仿生机器鱼

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微液滴/超疏水界面作用力在电压下的响应行为研究

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机械工程学报 2022年第17期58卷 240-248页

作者：张亚锋汤程董聪慧余家欣西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室绵阳621000

固液界面行为的实时调节在微流体控制,芯片实验室等领域具有极强的应用前景。通过固液界面行为测量装置系统研究了微液滴/超疏水表面的相互作用力和黏附行为在电压作用下的响应行为。结果表明,电压作用下微液滴/超疏水表面的相互作用力... 详细信息

固液界面行为的实时调节在微流体控制,芯片实验室等领域具有极强的应用前景。通过固液界面行为测量装置系统研究了微液滴/超疏水表面的相互作用力和黏附行为在电压作用下的响应行为。结果表明,电压作用下微液滴/超疏水表面的相互作用力由润湿力、最大作用力和分离力构成。润湿力、最大作用力和分离力均随着电压的变化经历三个阶段,即静态区的缓慢增加、过渡区的急剧增加和饱和区的保持不变。三种力的变化与电压作用下固液界面黏附能的变化密切相关。理论分析表明,微液滴/超疏水界面的黏附能与超疏水表面的电学性质和电压的平方呈正比。进一步分析发现,实验获得的固液界面黏附能大于理论值,这与电压作用下微液滴在超疏水表面的润湿状态转变密切相关,并通过电润湿滞后实验验证了固液界面黏附能的变化与微液滴润湿状态的关系。结果表明,微液滴/超疏水界面相互作用力和黏附行为可通过外加电压进行实时有效调节,研究结果有望为超疏水表面微液滴的实时控制提供理论和技术指导,为电控微流体技术的发展提供理论基础。

关键词：固液界面黏附电压超疏水表面微液滴

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热老化对HMX基高聚物粘结炸药摩擦行为的影响研究

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摩擦学学报(中英文) 2025年第3期45卷 374-385页

作者：李青山段辉晶李国成刘新祺余家欣何洪途银颖西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

针对热老化后高聚物粘结炸药(Polymer bonded explosives,PBX)摩擦行为演化规律与机制不清楚等问题,研究了奥克托金(HMX)基PBX炸药摩擦行为和摩擦安全性能的演化规律与机制.在摩擦感度试验机上研究了热老化后PBX摩擦感度的变化规律,发... 详细信息

针对热老化后高聚物粘结炸药(Polymer bonded explosives,PBX)摩擦行为演化规律与机制不清楚等问题,研究了奥克托金(HMX)基PBX炸药摩擦行为和摩擦安全性能的演化规律与机制.在摩擦感度试验机上研究了热老化后PBX摩擦感度的变化规律,发现热老化后PBX摩擦感度从未老化时的16%增大至老化50 d后的46%.以含能单晶HMX作为摩擦对偶,在多功能摩擦磨损试验机上研究了热老化处理对HMX基高聚物粘结炸药(PBX)摩擦行为的影响机制.研究发现,随着热老化时间的增加,PBX表面稳态摩擦系数几乎不变.通过对PBX中HMX单晶和粘结剂与HMX单晶的摩擦行为分析发现,热老化后HMX单晶表面稳态摩擦系数基本不变,同时HMX单晶表面的微观力学性能、化学结构和表面均方根粗糙度也基本不受热老化处理的影响.未老化时,粘结剂与HMX界面的稳态摩擦系数大约为0.3,而老化50 d后粘结剂与HMX界面的稳态摩擦系数增加至0.6.热老化后粘结剂出现了明显的结晶现象,导致了粘结剂的纳米硬度和弹性模量显著增大,进而增大了粘结剂和HMX界面的摩擦温升,最终造成PBX炸药摩擦感度的增大.

关键词：高聚物粘结炸药奥克托今粘结剂硬化摩擦系数摩擦安全性

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基于高通量磁控共溅射技术的非晶合金纳米摩擦学性能研究

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机械工程学报 2024年第15期60卷 185-193页

作者：曾鑫赖建平王驰袁小虎李丁骏余家欣西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室绵阳621010 长寿命高温材料国家重点实验室德阳618000 东方电气集团东方汽轮机有限公司德阳618000

采用高通量磁控共溅射技术,制备了含不同成分的Pd-W-Si非晶合金库。采用纳米压痕、纳米划痕实验,探究了压入硬度(H)和弹性模量(E)对该非晶合金体系纳米摩擦学性能的影响。研究发现:(1)随着压入硬度和弹性模量的增大,划入深度(hs)整体呈... 详细信息

采用高通量磁控共溅射技术,制备了含不同成分的Pd-W-Si非晶合金库。采用纳米压痕、纳米划痕实验,探究了压入硬度(H)和弹性模量(E)对该非晶合金体系纳米摩擦学性能的影响。研究发现:(1)随着压入硬度和弹性模量的增大,划入深度(hs)整体呈相似的减小趋势,但相比于硬度,该趋势与弹性模量的关联性更强,即弹性模量更能反映非晶合金的抗划性能。这是因为剪切转变区(Shear transformation zone,STZ)体积与硬度、弹性模量均呈负相关,但STZ体积随弹性模量的变化具有比硬度更弱的波动性。弹性模量较大的非晶合金内部STZ体积越小,非晶结构中的变形单元越不容易被激活,在同载荷下的划入深度越浅,抗划性能越好;(2)弹性回复率(η)与硬度的关联性较弱,但与H/E的关联性较强,表现为弹性回复率随H/E的增大而增加。这是因为H/E值越大的非晶合金弹性吸收的能量越多,更容易发生弹性回复;此外,非晶合金的pile-up高度随着H/E值的增加而减小的现象,也在一定程度上促进了剪切带的自由滑动,从而促进材料弹性回复。这两方面因素综合致使高H/E值的非晶合金具有更高的弹性回复率和更好的耐磨性。

关键词：高通量非晶合金纳米摩擦学硬度弹性模量

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油滴与高温固体壁面碰撞的动态铺展与传热

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航空学报 2023年第17期44卷 61-73页

作者：陈薄贾飞马兴裕西南科技大学制造科学与工程学院制造过程测试技术教育部重点实验室绵阳621010 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

机械零部件的喷油和滴油润滑方式下,油滴与零件表面碰撞后形成附着油膜的流动与传热特性极大地影响着零件的润滑与散热状态。考虑油滴热力学特征参数受温度影响,采用VOF(Volume of Fluid)方法建立了油滴与高温固体壁面碰撞的流动与传热... 详细信息

机械零部件的喷油和滴油润滑方式下,油滴与零件表面碰撞后形成附着油膜的流动与传热特性极大地影响着零件的润滑与散热状态。考虑油滴热力学特征参数受温度影响,采用VOF(Volume of Fluid)方法建立了油滴与高温固体壁面碰撞的流动与传热三维数值分析模型,分析了油滴与高温固体壁面碰撞后的形貌演化与油膜/壁面间的热量传递等动力学和热力学行为,通过试验验证了数值分析模型的正确性,探讨了碰撞速度、壁面温度和油液温度对油膜动态铺展和传热的影响。结果表明:油滴与高温固体壁面碰撞后,少量“卷吸”空气滞留于铺展油膜中心形成气泡,气泡上浮至油膜表面后发生“溃灭”;最大铺展直径的油膜呈中心平直、边缘凸起的圆盘状;油膜、空气和高温壁面三相接触线附近热交换较为剧烈,油膜边缘局部热流密度明显高于其他位置,且随铺展进程推进变得更加显著;无量纲铺展因子随碰撞速度和油液温度的升高而增大,受壁面温度的影响却不明显;提高碰撞速度和壁面温度有利于油膜与高温壁面的换热,壁面平均热流密度增大;最大铺展直径时,随碰撞速度、壁面温度和油液温度的升高,油膜径向热流密度是增大的。

关键词：油滴高温固体壁面油膜动态铺展传热特性

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深冷处理对DC53冷作模具钢摩擦磨损性能的影响

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金属热处理 2023年第11期48卷 250-254页

作者：赵冬梅倪磊蒋东旭丁洪兴西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010

为了了解深冷处理对DC53冷作模具钢摩擦磨损性能的影响,利用洛氏硬度计、摩擦磨损试验机测试了经不同时间深冷处理的DC53冷作模具钢的硬度和摩擦磨损性能。结果表明,经过深冷处理后,DC53冷作模具钢的硬度变化较小,耐磨性有较大提高。经... 详细信息

为了了解深冷处理对DC53冷作模具钢摩擦磨损性能的影响,利用洛氏硬度计、摩擦磨损试验机测试了经不同时间深冷处理的DC53冷作模具钢的硬度和摩擦磨损性能。结果表明,经过深冷处理后,DC53冷作模具钢的硬度变化较小,耐磨性有较大提高。经不同时间深冷处理的DC53冷作模具钢的摩擦磨损性能均优于未深冷处理,增加深冷处理时间并不能进一步提高材料的性能,深冷处理时间为2 h和6 h时材料的摩擦磨损性能较好,与未深冷处理相比,其磨损率分别降低了48.3%和47.0%。

关键词：深冷处理冷作模具钢硬度磨损率

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