检索结果-内蒙古大学图书馆

核技术 2025年第4期48卷 62-70页

作者：许文瑞宋玉收周春芝侯英伟刘辉兰哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001 国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)算法已被用于编码孔径γ相机的图像重建中,提升了对成像过程中随机噪声的抑制效果。对于CNN算法,数据集的设置将直接影响模型的性能,然而,现有研究尚缺乏对此问题的讨论。本文基于点源... 详细信息

卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)算法已被用于编码孔径γ相机的图像重建中,提升了对成像过程中随机噪声的抑制效果。对于CNN算法,数据集的设置将直接影响模型的性能,然而,现有研究尚缺乏对此问题的讨论。本文基于点源成像过程开展研究,提出了一种基于蒙特卡罗模拟和线性随机组合的数据集生成方法,通过Geant4软件模拟编码孔径成像过程,并使用CNN算法完成图像重建。对点源定位时,^(57)Co数据集的训练模型对^(57)Co源定位的平均对比度信噪比(Contrast-to-Noise Ratio,CNR)为75.8,对^(60)Co定位的平均CNR为24.7;而使用^(137)Cs数据集的模型对二者定位的平均CNR分别为43.8与44.3;对视野内随机7个^(60)Co源重建时,模型重建的CNR为8.9,并且能够清晰识别放射源位置。因此,数据集的容量及特征性会直接影响到CNN模型的学习及泛化能力,在高能与多点源的条件下,选取合适的数据集,有助于提升对放射源成像的效果与准确性。

关键词：编码孔径γ相机卷积神经网络算法 PyTorch 蒙特卡罗模拟

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固面可展开天线机构设计及运动学分析

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机械工程学报 2025年第3期61卷 237-250页

作者：范小东史创王治易刘天明郭宏伟刘荣强中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201109 哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室哈尔滨150001 上海市空间飞行器机构技术重点实验室上海201109 上海宇航系统工程研究所上海201109

固面天线具有可靠性高、精度高、热稳定性好的特点。针对目前固面可展开天线展开机构中因转动副的数量过多以及存在球铰、万向节等高副而影响天线结构的形面精度、联动驱动以及锁定刚化的问题,对比了固面天线绕正交双轴旋转分两步展开... 详细信息

固面天线具有可靠性高、精度高、热稳定性好的特点。针对目前固面可展开天线展开机构中因转动副的数量过多以及存在球铰、万向节等高副而影响天线结构的形面精度、联动驱动以及锁定刚化的问题,对比了固面天线绕正交双轴旋转分两步展开与绕单轴旋转一次展开的两种展开方式,提出一种适用于固面可展开天线的绕单轴旋转一次展开的展开机构,构建了计算旋转轴位置的参数化模型,建立了展开机构的运动学模型,采用数值仿真软件对所建立的模型进行了仿真,分析了旋转轴位置对天线收纳率、相邻面板间隙的影响,建立了天线结构的有限元模型,并对天线结构进行了优化设计。结果表明,绕单轴旋转的设计减少了转动副的数量、未采用球铰和万向节等高副,既提高了机构的展开可靠性,又方便了机构的联动、驱动以及锁定和刚化,同时优化后的结构具有更好的力学性能,期望为固面可展开天线的相关理论研究及工程应用提供参考。

关键词：可展开天线折展机构固面天线构型综合运动学分析机构设计

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行星轮系竞争失效的寿命预测及试验研究

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机械工程学报 2025年第3期61卷 284-298页

作者：汪汉明董庆兵陈壮赵波史修江重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 中山大学海洋工程与技术学院广州519000 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

齿轮在传动过程承受着交变载荷的作用,渐开线的特殊结构造成啮合过程中滑/滚比不断变化,以及齿面形貌特征导致摩擦性能的改变,最终引起齿面接触疲劳或齿根弯曲疲劳,行星轮系的服役寿命取决于齿圈、行星轮、太阳轮等各类型齿轮在接触疲劳... 详细信息

齿轮在传动过程承受着交变载荷的作用,渐开线的特殊结构造成啮合过程中滑/滚比不断变化,以及齿面形貌特征导致摩擦性能的改变,最终引起齿面接触疲劳或齿根弯曲疲劳,行星轮系的服役寿命取决于齿圈、行星轮、太阳轮等各类型齿轮在接触疲劳/弯曲疲劳竞争作用下的最小寿命。针对某直齿行星轮系的传动特点,建立了包括齿圈-行星轮-太阳轮等构件的有限元模型,考虑了循环加载过程中时变参数确定的弹流润滑时变摩擦系数,根据有限元获得的多轴方向弹性场,采用Brown-Miller、Fatemi-Socie、Morrow和Smith-Waston-Topper等临界平面法,评估行星轮系疲劳裂纹萌生位置和竞争失效的寿命分布,同时基于试验测得的齿面硬度梯度拟合得到残余应力水平,并对疲劳寿命公式进行修正。最后,开展同等工况的行星轮系疲劳试验,研究了失效齿轮表面蚀坑的演变过程,并验证模型的有效性和准确性。结果表明,该齿轮箱接触疲劳强度远小于弯曲疲劳强度,Fatemi-Socie方法在评估齿轮接触疲劳寿命具有更高的准确性,太阳轮由于其各齿与不同行星轮依次啮合,因此最先发生接触疲劳,点蚀首先出现在节线靠近齿根的亚表面,考虑残余应力的接触疲劳寿命和位置与试验结果一致性良好。本研究发展的建模方法可为其他类型传动件的竞争失效疲劳预测提供思路。

关键词：行星轮系多轴疲劳竞争失效残余应力寿命预测

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双IRS辅助海洋MEC系统联合任务卸载与资源分配

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中国舰船研究 2025年

作者：虞颜竹李一兵叶方哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨工程大学先进船舶通信与信息技术工业和信息化部重点实验室

[目的]随着海事网络的不断发展，近海终端的计算密集型任务呈指数级增长，受自身资源以及预算限制，传统的海洋通信模型存在无法同时满足节能高效与有效提升总任务量需求的问题。[方法]首先，针对该问题引入双智能反射面（double-IRS）... 详细信息

[目的]随着海事网络的不断发展，近海终端的计算密集型任务呈指数级增长，受自身资源以及预算限制，传统的海洋通信模型存在无法同时满足节能高效与有效提升总任务量需求的问题。[方法]首先，针对该问题引入双智能反射面（double-IRS）协作架构，在上行场景下部署分布式IRS以辅助用户将任务卸载至岸基移动边缘计算（MEC）服务器；然后，联合优化接收波束成形、双IRS联合相移矩阵、发射功率及CPU计算频率，以最大化系统总任务量，进而设计一种联合任务卸载与资源分配算法；最后，引入块坐标下降（BCD）思想来分解非凸优化问题，采用最大比合并（MRC）、拉格朗日乘子法以及对分搜索的高效交替优化算法进行求解。[结果]仿真结果验证了在近海上行卸载场景下引入双IRS协作架构可以有效提升总任务量，当反射元件总数为800时，相较于单IRS基准方案，双IRS辅助海上协同卸载方案可以提升约7.03%的系统计算任务总量。[结论]研究成果可为MEC通信系统辅助卸载技术提供参考。

关键词：智能反射面双IRS 海洋物联网任务卸载资源分配

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空间光学遥感相机伸展支撑机构设计与分析

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中国空间科学技术(中英文) 2025年第2期45卷 94-102页

作者：王庆雷陈亚新张鑫杨路伟孙德伟黄巧林史创蔺宇辉北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院

相机伸展机构展开锁定后需要能够获得并保持足够的刚度及尺寸稳定性，同时针对特定空间光学遥感相机高精度高展收比的需求，设计了一种采用高刚度涡卷弹簧来实现铰链间隙消除及展开后结构高刚度保持的一维空间光学遥感相机高精度高展收... 详细信息

相机伸展机构展开锁定后需要能够获得并保持足够的刚度及尺寸稳定性，同时针对特定空间光学遥感相机高精度高展收比的需求，设计了一种采用高刚度涡卷弹簧来实现铰链间隙消除及展开后结构高刚度保持的一维空间光学遥感相机高精度高展收比伸展支撑机构。该伸展支撑机构采用涡卷弹簧驱动折展杆来实现机构展开，控速机构控制展开速度，展开后通过铰链定位面定位，涡卷弹簧剩余驱动力和张力索保持刚度。开展了伸展支撑机构的展开动力学分析、模态分析、考虑构件长度误差与铰链回转间隙的展开精度分析、工作环境下的热变形分析。设计完成相机伸展支撑机构，该机构展开基频在20 Hz以上，对伸展机构样机进行了地面重复展收精度测量，展开精度优于±0.05 mm,伸展支撑机构性能良好，满足空间光学遥感相机特殊任务需求。

关键词：伸展支撑机构动力学模态分析精度分析重复展收精度测量

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注气对开式自然循环系统闪蒸流动特性影响实验研究

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原子能科学技术 2025年第2期59卷 394-405页

作者：张胜男宋乐乐张文凯孟兆明孙中宁哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国华能集团有限公司华能山东石岛湾核电有限公司山东威海264300

闪蒸是开式自然循环系统流动过程中常见的两相流动现象。为了研究注气对开式自然循环闪蒸两相流动的影响,以增强自然循环系统的循环能力和稳定性,本文以水和空气为介质,开展了开式自然循环系统闪蒸流动特性的可视化实验研究。研究了不... 详细信息

闪蒸是开式自然循环系统流动过程中常见的两相流动现象。为了研究注气对开式自然循环闪蒸两相流动的影响,以增强自然循环系统的循环能力和稳定性,本文以水和空气为介质,开展了开式自然循环系统闪蒸流动特性的可视化实验研究。研究了不同注气位置、注气量对自然循环系统不同运行阶段的自然循环能力、闪蒸两相流动特性、阻力特性等方面的影响。结果表明,在不同的阶段向上升段内注入空气,均可以有效提升自然循环系统的稳定性和循环能力。注气对系统的影响与闪蒸起始点位置有关,在闪蒸点上游注气的提升效果要优于下游,最多可提升回路循环流量8%~10%。针对相同的注气位置,在闪蒸点上游注气可以增强回路的流动能力和稳定性,但在下游注气则对回路的流动影响甚微,但会对闪蒸起始的位置进行改变。给出了注气对闪蒸流动影响的机理性分析与讨论,证明了由于注气改变了回路上升段的空泡份额造成回路压降变化,因此对回路流动产生了影响。同时得到闪蒸初始位置的气泡行为特性以及在闪蒸起始点附近注气所引入的空泡份额对回路贡献较低的结论,为两相流动模型计算提供了依据。

关键词：开式自然循环流动闪蒸注气可视化

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基于格心型有限体积法的喷管热应力分析

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固体火箭技术 2025年第2期48卷 299-309页

作者：马源董瑞陈晨谭志城梁冰陈亚楼明平剑中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 西安航天动力技术研究所固体推进全国重点实验室西安710025 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

基于格心型有限体积法(CC-FVM),以位移作为求解变量,建立CC-FVM弹性方程求解方法;针对非线性接触问题,采用位移插值方法计算接触穿透量,根据罚函数法和库伦摩擦模型,推导出法向应力和摩擦力的计算方法,计算得出接触应力和界面摩擦力;采... 详细信息

基于格心型有限体积法(CC-FVM),以位移作为求解变量,建立CC-FVM弹性方程求解方法;针对非线性接触问题,采用位移插值方法计算接触穿透量,根据罚函数法和库伦摩擦模型,推导出法向应力和摩擦力的计算方法,计算得出接触应力和界面摩擦力;采用迭代方法实现非线性问题求解,并通过二维滑块和三维滑块算例验证了新接触应力计算方法的正确性。基于该方法,对某复合材料喷管进行冷态和热负荷工况的应力和接触应力分析,分析温度载荷对喷管应力分布的影响,计算得出喷管的应力分布和接触应力的集中区域,并提出了降低喷管内部接触应力的措施。结果表明,金属层和隔热层在收敛段几何折角处接触应力最大,正常工况下喷管最大应力位于固定层与螺栓连接的倒几何折角处,小于材料极限强度,热负荷使得喷管固定层的应力增大37.5%,非金属层应力增大40%;喷管部件连接处的平滑处理可有效降低这些区域的接触应力。

关键词：有限体积法固体火箭发动机喷管接触应力弹性力学

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稀疏数据驱动的涡轮叶片表面裂纹长度提取方法

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仪器仪表学报 2025年第1期46卷 157-169页

作者：李茂月雷金超张成龙刘泽隆哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

航发涡轮叶片裂纹的长度测量是裂纹危险等级评判的基础和修复的前提。针对涡轮叶片表面裂纹形状不规则、目标小、数据集样本稀少和裂纹成像角度失真等问题,提出一种稀疏数据驱动的涡轮叶片表面裂纹长度提取方法。首先,为提升Unet模型在... 详细信息

航发涡轮叶片裂纹的长度测量是裂纹危险等级评判的基础和修复的前提。针对涡轮叶片表面裂纹形状不规则、目标小、数据集样本稀少和裂纹成像角度失真等问题,提出一种稀疏数据驱动的涡轮叶片表面裂纹长度提取方法。首先,为提升Unet模型在处理稀疏数据时的精度,采用GeLu函数与Vgg16网络结合的方法提取裂纹特征,将输出作为Unet网络解码部分的输入,保证模型匹配的前提下,在随机初始化权重中引入预训练权重,并在跳跃连接层中引入高效金字塔压缩注意力模块,增强模型在复杂背景下对裂纹特征的聚焦能力。然后,为了得到裂纹的单位像素特征曲线,在精分割后提出使用八邻域骨架化保留裂纹的主干特征结构。最后,深入分析了相机成像原理,讨论了叶片弦线角和相机自身参数对裂纹长度的测量影响,采用张正友标定法求解相机内部参数,建立了像素尺寸与实际尺寸转换模型。实验结果表明,与X光测量相比,该方法在测量距离为100~300 mm时,得到的裂纹长度最大误差为6.8%,证明该方法在测量涡轮叶片表面裂纹长度中对X光检测技术具有可替代性;与原算法相比,改进的算法在针对稀疏数据检测时精度显著提高,平均交并比提升了7.14%。所提出的涡轮叶片裂纹长度提取方法,为叶片质量评估及后续修复提供了理论基础和数据支持。

关键词：稀疏数据深度学习裂纹涡轮叶片相机标定

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单晶金刚石探测器γ射线响应研究

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核技术 2025年第3期48卷 93-100页

作者：王利斌张逸韵黄广伟马志海席善学吴坤赵鑫宋玉收周春芝李海俊刘辉兰哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001 国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205 中国科学院半导体研究所宽禁带半导体研发中心北京100083

传统半导体探测器无法长期工作在高剂量率辐射环境下,金刚石探测器具有禁带宽度大、载流子迁移率高、耐辐照能力强、时间响应快等优点,适用于极端环境下辐射探测。本文制备了高性能氧终端单晶金刚石(Single Crystal Diamond,SCD)探测器(... 详细信息

传统半导体探测器无法长期工作在高剂量率辐射环境下,金刚石探测器具有禁带宽度大、载流子迁移率高、耐辐照能力强、时间响应快等优点,适用于极端环境下辐射探测。本文制备了高性能氧终端单晶金刚石(Single Crystal Diamond,SCD)探测器(4.5 mm×4.5 mm×0.3 mm),并对其电学特性、能量分辨率、电荷收集效率及60Coγ辐射响应特性进行了研究;并利用238Puα源辐照测试了其电荷收集谱。结果表明,制备的单晶金刚石探测器在150 V偏压下暗电流低至0.26 pA‧mm^(−2);该探测器电子和空穴电荷收集效率分别高达98.9%和99.2%,能量分辨率分别为2.54%和2.86%。制备的SCD探测器工作在脉冲模式、电流模式下γ剂量率响应下限分别为0.0013 Gy‧h^(−1)及0.2 Gy‧h^(−1),响应下限至64 Gy‧h^(−1)时探测器线性相关度可达99.3%以上,且响应下限均优于国外商用金刚石探测器。研究金刚石探测器对γ射线的响应,有助于后续进一步深入研究基于单晶金刚石探测器的中子/γ射线甄别方法,并应用于实时γ剂量测量。

关键词：金刚石探测器半导体探测器 γ 剂量脉冲计数电流响应

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基于可调双稳态机构的刚柔耦合多模态抓手

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机器人 2025年第1期47卷 22-31页

作者：项升张炜韦中杨扬孙聪刘振南京信息工程大学江苏南京210044 东北大学辽宁沈阳110819 哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室黑龙江哈尔滨150080

现有双稳态抓手通常只有单一的抓取、锁定和释放目标物体的工作模式,限制了其应用的灵活性。为此,本文提出了一种基于可调双稳态机构的刚柔耦合多模态抓手。抓手的夹持表面为弹性带,通过带的包裹可以被动适应不同外形的抓取物。支持夹... 详细信息

现有双稳态抓手通常只有单一的抓取、锁定和释放目标物体的工作模式,限制了其应用的灵活性。为此,本文提出了一种基于可调双稳态机构的刚柔耦合多模态抓手。抓手的夹持表面为弹性带,通过带的包裹可以被动适应不同外形的抓取物。支持夹持表面的手指骨架为刚性连杆组成的可调双稳态机构,其通过弹性圈进行储能。抓手还具有一根由离合器控制的主动绳索,可对弹性带进行能量调节。通过协调控制双稳态机构和主动绳索可调节抓手的能量,抓手具有触发跳变关闭、可控抓取和物体弹射等不同工作模态。建立了抓手触发力的解析模型,并通过动力学仿真和实验对设计参数进行分析,优化选取了弹性元件的刚度和自由长度。在不同工作模态下进行了样机实验,实验结果表明从初始状态切换到触发状态时触发力的调节范围为0.1~1.1 N,对直径30 mm、质量10 g的圆柱体的水平弹射距离可达3.35 m。

关键词：双稳态机构多模态抓手刚柔混合机构弹射

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