3D modeling and testing of transient temperature in selective laser sintering (SLS) process

In the process of rapid prototyping by the method of selective laser sintering (SLS), transient temperature has direct effect upon the sintering performance. In the present work, a model is developed in order to generate 3D transient temperature field. It uses Al₂O₃ coated ceramic powder and involves the finite element method (FEM) variation of thermal properties and solid–liquid two-phase interface. A high-speed charge coupled device (CCD) image temperature measurement system is used to generate for testing. The obtained test results validates the simulation data and implies that the proposed modeling method is useful in simulating the transient sintering temperature specially when the correct thermal properties and key factors of two-phase interface are main concerns. The performance characteristics of the reasonable sintering parameters are predicted by the proposed modeling method.     

激光烧结石墨烯铜复合材料温度场有限元模拟

在激光烧结石墨烯增强铜基复合材料的过程中,了解瞬时温度场分布对优化工艺参数、控制烧结质量有重要作用。建立了激光烧结预涂在42CrMo基板上的石墨烯铜的混合粉末的有限元模型。研究了激光烧结过程温度场分布,熔池的几何参数以及烧结层与基体的冶金结合宽度。为了验证模拟结果,使用与模拟相同的参数进行了单道激光烧结的实验。研究表明,热传导、热辐射和相变潜热在激光烧结过程的温度场分布中起重要作用。实验结果与模拟结果较为一致。所以可以依据模拟结果预测实验的温度场分布和熔池几何参数,同时也可以据此优化激光烧结参数。     

Numerical Study of Mechanical Properties of Nanoparticles of β-Type Ti-Nb Alloy under Conditions Identical to Laser Sintering. Multilevel Approach

A multilevel approach is used to numerically investigate physical and mechanical properties of titanium-based bcc alloys and their behavior under conditions identical to selective laser sintering. Plastic properties of P-Ti-Nb alloy are calculated within the first principles approach. An algorithm is proposed and tested to optimize the calculations and reduce their number by more than 5 times. A molecular dynamics method is employed to study structural changes of titanium and niobium powder particles during sintering and to calculate adhesion characteristics of nanoparticles of the produced alloy depending on the external action. The simulation results are in good agreement with the known experimental data and can be used as input data both for numerical models of a higher spatial scale and for the optimization of production parameters of titanium alloys by additive technologies.     

同轴法射线相衬成像的数值模拟计算与分析

对同轴法射线相衬成像进行数值模拟计算,可用于特定对象检测方法的可行性分析或检测参数优化。为此,分析了同轴法射线相衬成像系统数值模拟计算的原理及其实现方法,并针对圆形物体、长条形物体进行了相衬成像实验的数值模拟计算。对照计算结果进行分析可知:对物体平面进行离散化的尺寸很大程度上影响到数值模拟计算结果的准确程度,究其原因在于对物体平面进行离散化时决定了成像系统光学传递函数离散化的准确程度;为保证数值模拟结果的准确性,应使数值计算中光学传递函数取值点连续、不存在明显的失真;保证数值模拟结果准确所需的光学传递函数的离散化尺寸不是固定的,而是应与检测对象的大小相匹配。     

同轴法射线相衬成像的数值模拟计算与分析

对同轴法射线相衬成像进行数值模拟计算,可用于特定对象检测方法的可行性分析或检测参数优化。为此,分析了同轴法射线相衬成像系统数值模拟计算的原理及其实现方法,并针对圆形物体、长条形物体进行了相衬成像实验的数值模拟计算。对照计算结果进行分析可知：对物体平面进行离散化的尺寸很大程度上影响到数值模拟计算结果的准确程度,究其原因在于对物体平面进行离散化时决定了成像系统光学传递函数离散化的准确程度;为保证数值模拟结果的准确性,应使数值计算中光学传递函数取值点连续、不存在明显的失真;保证数值模拟结果准确所需的光学传递函数的离散化尺寸不是固定的,而是应与检测对象的大小相匹配。     

用星点法检验波面的定量分析

本文提出了一种用星点法进行波面检验的定量分析方法.文中给出了该方法的计算机模拟和实验室实验结果.     

基于双高斯衰减模型的超声回波处理方法

信号降噪与特征提取是超声检测数据处理的关键技术.基于超声信号有特定结构而噪声和超声信号的结构无关,本文提出一种旨在解决强噪声背景下超声回波的参数估计和降噪问题的方法.该方法将超声回波的参数估计和降噪问题转换为函数优化问题,首先根据工程经验建立超声信号的双高斯衰减数学模型,然后根据观测回波和建立的超声信号模型确定目标函数,接着选择人工蜂群算法对目标函数进行优化从而得到参数的最优估计值,最后由估计出的参数根据建立的超声信号数学模型重构出无噪的超声估计信号.通过仿真和实验表明本文方法可以准确估计出信噪比大于-10 dB的含噪超声回波中的无噪信号,且效果优于基于自适应阈值的小波降噪方法和经验模态分解方法;此外相比常用的指数模型和高斯模型,本文提出的双高斯衰减超声信号模型与实测超声信号更接近,其均方误差为9.4×10~(-5),波形相似系数为0.98.     

Parameter estimation for the piecewice-polynomial mean value trend of a stochastic time series

We consider the problem of mean value trend estimation for a stochastic time series in a mixture with noise. The trend is simulated as a polynomial function of time with parameters changing discontinuously at a random instant. The proposed solution of this problem is based on the optimal nonlinear filtering theory for pulsed Markovian processes. An algorithm for approximate estimation of piesewise-linear trend parameters is devised as an example. The results of numerical simulation of a synthesized algorithm are presented. Lobachevsky State University, Nizhny Novgorod, Russia. Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Radiofizika, Vol. 40, No. 11, pp. 1405–1415, November, 1997.     

基于OPNET的远程测试系统性能评估方法研究

针对通信网络对远程测试应用的支持性能评估问题,探讨了运用网络仿真对远程测试通信网进行仿真研究的具体流程。在一般进行网络仿真研究的工作流程基础之上,围绕远程测试应用要求的服务质量,给出了分析远程测试网络的性能指标,并重点介绍了利用OPNET建立远程测试通信网络模型及其业务流模型的方法。最后运用该方法对远程测试系统性能指标进行仿真和获取,验证了该仿真方法的有效性和可行性。     

选区激光烧结瞬态温度场模拟与测试方法研究

采用有限元方法,考虑实际的边界条件和热物性参量的变化,对Al2O3覆膜陶瓷粉末的选区激光烧结过程瞬态三维温度场进行动态模拟.通过比色测温法对红外热成像系统的发射系数进行修正后,对选区激光烧结过程瞬态温度场进行测试.数值模拟和实测结果显示,两者吻合较好.     

一类参数未知混沌系统的追踪控制与参数辨识

针对一类参数未知的混沌系统,提出一种追踪控制方法,基于Lyapunov稳定性理论,设计了追踪控制器和参数自适应控制律,实现了混沌系统的追踪控制和未知参数的辨识.以统一混沌系统为例进行了数值模拟,结果表明了该方法的有效性. 关键词： 混沌系统 追踪控制 参数辨识     

数字图像噪声估计的方法及数学模型

为评估光电成像系统和给定数字图像的噪声特性,分别采用了盲估计法和实验测量法,给出了仿真分析和实验测量结果,并建立了随机噪声分析的统计模型。实验分析结果表明,盲估计法的计算结果跟理论模型预测值能很好地吻合,尤其适用于具有简单目标和纹理较少的图像的噪声估计。     

AlON-TiN复相材料合成工艺参数的支持向量回归分析

根据在不同热压烧结工艺参数（包括TiN的含量、烧结温度和保温时间）下合成的AlON-TiN复相材料的抗弯强度实测数据集,应用基于粒子群算法寻优的支持向量回归（SVR）方法,建立了AlON-TiN复相材料在不同热压烧结工艺参数下抗弯强度的SVR预测模型,并与基于人工神经网络（ANN）模型的预测结果进行了比较.利用SVR预测模型并结合粒子群算法对AlON-TiN合成工艺参数进行了寻优和多因素分析.结果显示:对于相同的训练样本和检验样本,AlON-TiN复相材料抗弯强度的SVR模型比ANN模型具有更小的预测误差,表明SVR模型比ANN模型具有更强的预测能力.工艺参数寻优结果表明,当TiN质量分数为13.5%、烧结温度为1863.5 ℃和保温时间为5.8 h时, 可获得抗弯强度为555.452 MPa的AlON-TiN复相材料. 研究结果表明,该方法对于研发理想抗弯强度的AlON-TiN复相材料具有重要的理论指导意义和实用价值. 关键词： AlON-TiN 抗弯强度 支持向量回归 回归分析     

一类参数不确定混沌系统的延迟同步

针对一类混沌系统，研究了参数未知的混沌系统的延迟同步.基于Lyapunov稳定性定理，给出了延迟同步控制器和参数自适应律的解析表达式.该方法简单、适用范围广.以新混沌系统为例，数值模拟说明了该方法的有效性和可行性.通过研究有界噪声作用下该系统的控制效果，表明了该方法具有较强的鲁棒性和抗干扰能力. 关键词： 延迟同步 Lyapunov稳定性定理 新混沌系统 有界噪声     

介质加载复合光栅结构的色散特性研究

提出了一种用于Smith-Purcell器件的介质加载金属光栅周期慢波结构.通过采用本征函数法和单模近似法求解了介质加载金属光栅的"热"色散方程,在同步点得到了注-波互作用的一阶和二阶增长率,分析了光栅槽宽和槽深对色散特性的影响,并研究了电子注参数及其与光栅表面距离等主要参数对增长率特性的影响.结果表明:通过介质加载金属光栅有利于减弱色散,随着介质相对介电常数、槽宽度以及深度的增大,色散曲线变平缓且向低频区移动;当电子注参数变化时,一阶增长率曲线从整体上粗略地描述增长率变化趋势,二阶曲线则更精细地描述增长率相应值的变化.利用软件MAGIC对该结构的色散特性进行了二维模拟,模拟结果与理论计算值符合良好.     

金属纤维烧结过程的分数阶模型

基于金属纤维烧结结点的几何模型,运用Caputo分数阶微分方程,建立时间分数阶表面扩散模型,使用有限差分法求数值解,实现金属纤维烧结过程的数值模拟.对不同的阶数进行模拟,得到0~1阶烧结过程数值结果及颈长变化规律;在阶数为0.9阶时,模拟初始夹角为0°、30°、60°、90°时的烧结过程.结果表明：阶数等于1时的结果与整数阶扩散模型一致;烧结的初始阶段,整数阶与分数阶模拟的颈半径迅速生长,随着烧结的进行,分数阶模拟的烧结颈长出现局部波动,最后以大于整数阶的增长速率增长;阶数固定时,初始夹角越小,增长速率越大.分数阶表面扩散模型比整数阶表面扩散模型能更好地描述纤维烧结过程中烧结结点的复杂变化.     

正弦形构造的光纤光栅自致啁啾效应

结合均匀光栅在受到非均匀应变时会产生啁啾效应的原理,提出了一种利用正弦结构将均匀光栅调制成啁啾光栅的方法。设计了正弦结构的基底材料,将光纤光栅粘贴在基底材料的应变非均匀区,通过施加拉伸载荷将其产生的应变引入FBG栅区,使得FBG产生了啁啾效应,FBG被调制成具有多个反射峰和宽带宽的啁啾光栅;使用有限元软件对正弦结构拉伸载荷下的应变进行了仿真,得到了正弦结构不同位置的应变云图;实验结果在位移载荷最大为8 mm时,得到了带宽增加5倍,反射谱具有多个反射峰的啁啾光栅;结合传输矩阵法对啁啾光栅的反射谱进行光谱仿真重构,仿真光谱与实验光谱趋势基本吻合。     

基于图像识别技术的随机线缆束建模及分布参数统计分析

提出了一种对实际弯曲随机捆扎线束的建模方法,该方法首先基于图像识别技术,使用实际线束在侧视和俯视方向的两幅照片来实现弯曲线束轴心三维坐标的重建,然后再基于随机转移路径方法实现弯曲线束的捆扎随机性。基于该建模方法,通过蒙特卡洛模拟来分析弯曲随机线束分布参数的统计特征,发现自电感、互电感和互电容均值沿线变化趋势与线束高度变化趋势一致,自电容均值则趋势相反;自电容、自电感和互电感的变异系数与线束高度存在负相关特征;捆扎随机性不会改变自电感和自电容均值,但是会降低互电容与互电感均值。     

无人机外壳屏蔽效能测试方法

为研究无人机壳体的屏蔽效能,基于数值仿真软件CST建立了无人机外壳的计算模型,分析了电磁波辐照方向、极化方式对无人机壳体内部电磁场分布的影响,得到了无人机壳体的屏蔽效能随壳体材料电磁参数的变化规律。提出了使用频率搅拌混响室测试无人机外壳屏蔽效能的方法,给出了测试流程,构建了测试系统,验证了该方法的有效性。结果表明：混响室频率搅拌方式能够在无人机壳体内部得到统计均匀的电磁场,在1~10 GHz频段壳体屏蔽效能在8~10 dB,不同测量位置得到的屏蔽效能测试结果偏差小于3 dB的概率为94%。     

Magnetic properties of bulk polycrystalline Pr1-x Ndx（x=0,0.8）FeB permanent magnets

For spin reorientation （SRT）, the applications of sintering NdFeB permanent magnets are limited at low temperature. The sintering PrFeB permanent magnet （PM） presents no SRT and shows excellent magnetic properties at low temperature. The magnetic properties of bulk polycrystalline sintering Prl-xNdxFeB （x = 0 and 0.8 correspond to P42H and N50M respectively） are studied in this paper. The results show that magnetic properties and stability of N50M are better than those of 42H at room temperature. With the decrease of temperature, the parameters ofBr, Hcb, and Hci of P42H present a nearly linear increasing trend; Br and Hcb of N50M first increase and then decline, Hci presents an increasing trend. At 77 K, Br, Hci, and Jr of P42H are increased by 18.7%, 308%, and 17.1% respectively over than those at 300 K; at 120 K, Br, Hci, and Jr of N50M are increased by about 16.19%, 245%, and 12.6% respectively over than those at 300 K. The magnetic properties of P42H are better than those of N50M at low temperature. The sintering PrFeB is the preferred PM in various low-temperature devices.