基于Bi-LSTM的浅层地下双孔洞探测技术

文章探究一种基于深度学习的浅层地下孔洞探测技术,以应对地下孔洞给桩基施工安全所造成的严重威胁。基于浅层地震反射波法的原理,采用基础施工过程中的桩锤激震作为激励源,通过在探测区域地表上布置少量加速度传感器采集孔洞反射信号,并将反射信号作为深度学习的输入,以输出孔洞信息,建立一种新型的智能孔洞探测方法。结果表明,双向长短期记忆神经网络(bidirectional long short-term memory neural network,Bi-LSTM)的预测模型对于地下双孔洞的工况具有较高的识别准确率,在容许误差为2 m的情况下,孔洞位置和直径的预测准确率可达95.3%。该研究验证了基于深度学习的多孔洞探测技术的可行性,有望为施工前期土层地质状况的评估提供技术保障。

添加第三组元调控Al-Bi偏晶合金凝固组织研究进展

Al-Bi偏晶合金熔体冷却过程中由均一的液相经液-液相转变为两互不混溶的液相,在常规重力铸造条件下极易形成宏观偏析严重的凝固组织,极大限制其工业应用,因此有必要对Al-Bi偏晶合金凝固组织进行有效调控(细化和均匀化)。近年来,研究者对如何改善Al-Bi等偏晶合金偏析组织开展了大量研究,如快速凝固、施加外场和添加第三组元等,其中添加第三组元最有可能实现其低成本/规模化制备。基于此,本文主要综述了Al-Bi偏晶合金添加第三组元(合金元素、Al-(Ti)-(B)体系、陶瓷颗粒)的相关研究进展,其中添加含陶瓷颗粒的第三组元能够有效细化和均匀化富Bi相,获得弥散型Al-Bi基偏晶合金,该研究对于实现其大规模工业应用具有重大意义。

Mg_(3)(Sb,Bi)_(2)基热电材料研究进展

热电材料是一种可以利用固体中载流子和声子的输运及其相互作用实现热能和电能之间相互转换的新型功能材料。热电半导体器件既可以对汽车尾气、工业废热、地热和海洋温差等能源进行回收再利用,也可以提供可靠、便捷、绿色和无噪声的快速精确制冷方式,为日益增长的能源危机问题和传统的空气压缩制冷方式带来的臭氧层破坏及温室效应问题提供有效的解决方案。其中,在废热发电领域最具应用潜质的中温区热电材料也是近年来研究的重点。Mg_(3)Sb_(2)基热电材料由于其低廉的成本和无毒无害等优点,以及特殊的晶体结构优势,过去十几年被广泛研究,本征条件下极低的晶格热导率使其成为最有希望实现“声子玻璃、电子晶体”构想的半导体材料。与此同时,其极低的电导率也为热电性能的进一步优化带来极大的困难,研究者们尝试用多种方法来提高其热电性能,包括制备大晶粒度晶体、加入第三组元和元素掺杂等,这些方法使Mg_(3)Sb_(2)基热电材料的热电性能得到极大的提升。基于此,本文综述了Mg_(3)Sb_(2)基热电材料制备方法的最新研究进展,以及不同的热电性能优化途径,提出存在的问题和未来的发展方向。同时,本文提出利用定向凝固方法制备三元Mg_(3)(Sb,Bi)_(2)单晶材料,此方法有望通过减少晶界和Mg的氧化进一步提高合金本征条件下的电导率,并利用各热电性能参数的各向异性来进一步提高ZT值。此外,结合第一性原理计算方法讨论合金中掺杂元素位置和掺杂效率对载流子传输和散射的影响关系,为此类热电材料的性能优化提供新的思路。

Bi对A390过共晶高硅铝合金摩擦磨损特性的影响

采用自行改制的MM-200型摩擦磨损试验机研究了Bi对A390过共晶高硅铝合金摩擦磨损性能的影响规律.结果表明,由于Bi的熔点只有270℃,在摩擦过程中容易熔化渗出,并在磨损表面形成铋润滑膜而起到自润滑作用,从而降低合金的摩擦系数,改善其摩擦性能的稳定性,使合金的磨损量及摩擦表面温度降低.当Bi含量为2%-3%时,合金的减摩耐磨性能最佳,其摩擦系数为0.386,磨损量为22.5 mg.

Bi对Al-18%Si合金微观组织与力学性能的影响

研究不同的Bi含量对过共晶Al-18%Si合金微观组织与力学性能的影响。试验表明,Al-18%Si-x%Bi(x=1,2,3,4,5)合金中,大部分Bi在基体中以小颗粒状弥散均匀分布,局部出现Bi的聚集;同时,Bi的加入对合金中的共晶硅起到一定的细化作用;随着Bi含量的增加,共晶硅组织由粗大针片状变成短杆状,当Bi含量达到3%时,共晶硅转变为均匀分布于基体的蠕点状,当Bi含量为4%或5%时,共晶硅没有进一步的细化。另外,力学性能和摩擦试验研究发现:Al-18%Si-3%Bi合金的抗拉强度由Al-18%Si合金的168 MPa提高为189 MPa,摩擦系数由0.437 2降为0.387 9,磨损量仅为不含Bi的20%。

微量元素Bi和Sb的含量对焊锡可焊性的影响

利用正交试验设计、可焊性测试仪测定润湿力的方法，探讨了电子元器件引线上６０焊锡镀层中的微量元素Ｂｉ和Ｓｂ及热浸镀温度对可焊性的影响。方差分析表明，Ｂｉ与Ｓｂ二元素的交互作用对焊锡润湿性能的影响高度显著；微量元素Ｂｉ对焊锡润湿性能影响显著。用正交多项式回归分析，得出了Ｂｉ和Ｓｂ的含量、热浸镀温度与焊锡可焊性间的关系式，用此关系式可对焊锡可焊性进行评价及预测。由试验还得到了Ｂｉ和Ｓｂ的含量及热浸镀温度的优化组合条件。

玲珑金矿大开头矿区Bi特征及指示意义

在金矿床中,金、铋常常相伴产出,在金矿体周围存在明显的铋异常,它可作为重要的指示元素。笔者研究了玲珑金矿不同岩石中铋与金含量之间的关系,比较了基岩地球化学剖面中两元素的相关性,采用电子探针分析了主要矿石矿物中铋和金的含量,发现不同类型岩石中铋含量差异明显,铋在矿体中含量远高于围岩,在矿区中铋与金呈幂函数正相关,铋原生晕规模大、衬度高,与金都是以独立矿物相形式存在。在玲珑金矿化探找矿中,铋含量高,与金呈较好的正相关关系,是最佳指示元素之一。

电感耦合等离子体原子发射光谱法定量测试明胶中的微量元素Co和Bi——应用IEC模型校正Fe对Co的光谱干扰

应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPAES),建立了定量测试明胶中微量金属元素Co,Bi的方法。采用湿法消解对明胶样品进行了前处理,对仪器的测试条件进行了优化。讨论了用ICPAES同时测定明胶中Co和Bi时,应用光谱干扰系数校正法(IEC)模型校正了Fe在特定波长下对Co的光谱干扰。结果表明,Fe对Co的光谱干扰可以应用IEC模型进行有效的消除,进行光谱校正后的结果明显优于未加校正的实验结果。建立的方法准确、快速、高效、线性范围宽。被测元素工作曲线的线性相关系数r≥099990。结果的相对标准偏差RSD%≤200。加标回收率为98%～107%。

接触与大变形问题的光滑有限元分析

橡胶材料因具有良好的抗震、吸能作用,在实际工程中应用广泛.然而橡胶超弹性材料的碰撞属于强非线性问题,分析橡胶材料的接触碰撞和大变形问题对于提高装置的缓冲性能具有重要意义.光滑有限元法(smoothed finite element method,S-FEM)是一种弱形式的数值计算方法,相比于传统的有限元方法,光滑有限元法对网格的质量要求不高,允许单元在计算过程中发生较大的变形,且光滑域的构造比较灵活,在不增加自由度的前提下,可以达到较高的精度.在光滑有限元法的基础上,采用双势方法进行接触计算,以充分利用光滑有限元法计算大变形问题的优点和双势方法求解接触力的优势.通过与有限元软件MSC.Marc的数值结果对比,验证了该算法的准确性和能量守恒性,并且分析了摩擦因数对碰撞体的影响.

Bi对Sn-0.8Ag-0.5Cu无铅钎料熔化特性和润湿性的影响

采用差示扫描量热仪和可焊性测试仪分析了Sn-0.8Ag-0.5Cu-xBi钎料的熔化特性和润湿性。结果表明,向Sn-0.8Ag-0.5Cu低银无铅钎料合金中加入适量Bi元素可显著降低合金的熔化起始温度和改善钎料的润湿性,当Bi质量分数达到3.0%时,熔化起始温度比原合金降低6.8℃,当Bi质量分数为2.0%时,最大润湿力达到最大值3.91mN。因此,添加适量的Bi可以同时达到降低低银钎料熔点和改善其润湿性的效果。

Bi-2212高温超导股线受压临界电流测试与分析

运用Ansys软件建立Bi-2212超导股线简化二维截面模型,采用有限元方法研究平面压缩对热处理后的Bi-2212超导股线在不同的压缩条件下的应力与应变分布。通过分析得出:平板压缩使Bi-2212超导股线中超导区域中间位置的应力应变比靠近外层位置的应力应变要大;并根据分析得出股线在径向受压形变量0.04mm,0.10mm,0.15mm条件下股线超导区域平均应变的大小。通过低温实验测试了Bi-2212超导股线短样样品在4.2K和不同平行磁场强度下的临界电流,并且分析了在室温受压缩0.04mm,0.10mm,0.15mm条件下股线临界电流性能的变化,根据测试结果得出当Bi-2212股线受压缩应变时,股线的临界电流具有明显的下降。

改善Sn-Bi系无铅钎料力学性能的研究进展

电子产品微型化、集成化、绿色化促进了无铅钎料的发展。Sn-Bi系钎料以其优良的综合性能成为近年来比较有发展潜力的低温无铅钎料之一,但是Sn-Bi系钎料中Bi的脆性在很大程度上限制了其应用。综述了Ag、Cu、Zn、Sb、Ni、稀土元素以及冷却方式和温度对Sn-Bi系钎料力学性能的影响及机理,并展望了改善Sn-Bi系钎料力学性能的研究方向。

Sn-Bi无铅焊料的研究

通过总结传统Sn-Pb焊料的特点和研制无铅焊料的条件,综述Sn-Bi无铅焊料低熔点等优点以及脆性大、易偏析的缺点,分析添加In,Ag,Al,Sb等微量合金元素对Sn-Bi无铅焊料微观组织及性能的影响,提出了此合金系焊料的抗蠕变性、导电性、润湿性、拉伸性能等尚待完善的性能及可采用合金化、开发新型焊剂等新方法使Sn-Bi焊料成为理想的无铅焊料,为无铅焊料的进一步研究提供一定的参考。

增程式发电机的磁热耦合分析及试验研究

随着新能源技术的日益成熟,增程式发电机对于新能源电动汽车的发展也越来越重要。这种增程式发电机的其本质上为永磁同步电机,特点是体积小,功率大,发热量高,所以计算发电机的损耗和分析其稳态运行温度尤为重要,并为此建造一款新型冷却水道,使其产生的发热量降低。首先运用Maxwell建立电机的二维模型并通过Motor-CAD建立等效热网络模型,采用有限元分析方法对电机进行磁-热双向迭代耦合,加入冷却水道,分析电机在稳态运行状态下的电磁性能以及电机温升。最终通过样机试验验证磁-热双向耦合分析温度场的方法的准确性。

一种基于FE-BI的飞机进气道RCS的有效计算方法

针对飞机进气道RCS的计算,提出了一种基于有限元—边界积分(FE-BI)法的有效计算方法。该方法利用FE-BI法计算进气道散射时矩阵元素及激励向量的特点,基于广义高斯消去法,将进气道沿纵深方向划分为若干层,逐层推进计算。计算所需最大内存仅与进气道的横截面尺寸相关而与进气道的深度无关,计算时间与进气道的长度成正比。数值计算结果表明:在满足剖分及分层要求的前提下,该方法是一种精确的计算方法,且可以使计算效率明显提高。

声子晶体能带结构仿真的CS-FEM方法及其在拓扑优化设计中的应用

针对声子晶体拓扑优化设计时能带结构和灵敏度计算效率低的缺陷,构造了一种Cell-based光滑有限元法模型(CS-FEM),并结合双向渐进结构优化法(BESO)实现了声子晶体的带隙最大化设计。基于四边形单元构造光滑子域,将梯度光滑技术与Bloch定理结合,构建了声子晶体能带结构计算的CS-FEM数值模型,并将其用于正问题的仿真模拟。在渐进优化准则下,通过BESO算法完成了声子晶体的优化设计。数值算例表明:CS-FEM能够适当软化离散系统的刚度,提供更加准确、高效的能带结构仿真结果;基于CS-FEM进行正问题的计算,在优化设计中得到了最优的拓扑构型,并有效地提高了优化效率,对于实现声子晶体的高效设计具有重要的参考价值。

FE-BI分析等离子体覆盖导体方柱的宽带RCS

文章将有限元-边界积分法(FE-BI)与渐进波形估计技术(AWE)相结合应用到宽带电磁散射特性分析中。首先应用该理论计算导体方柱的宽带雷达散射界面(RCS)并与FE-BI逐点计算进行了比较,接着计算了导体表面覆盖不同密度、不同碰撞频率的等离子体的宽带RCS。计算结果表明,FE-BI结合AWE技术比有限元逐点计算省时,且等离子体的使用能有效地减小雷达散射截面。

Bi_（1．5）Pb_（0．5）Sr_（1．5）Ln_（0．5）CuO_（6＋δ）（Ln＝La，Pr，Nd）超导体中晶体结构对超导电性的影响

利用Ｘ衍射分析等手段，研究了Ｂｉ２－ｘＰｂｘＳｒ２－ｗＬｎｗＣｕＯ６＋δ（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ）超导体中ｘ＝ｗ＝０．５三种样品的晶体结构和超导电性．结果表明，除样品的氧含量和不同价正离子的置换会影响ＣｕＯ２面载流子浓度外，晶体结构的变化也会间接影响电荷转移，进而影响ＴＣ值；ＣｕＯ２面上Ｃｕ（Ｐ）和顶角氧Ｏ（Ａ）的键长。

高阶FE-BI方法及一种新型的预条件技术

将基于六面体网格的高阶矢量基函数(higher order vector basisfunction)引入到矢量有限元-边界积分(FE-BI)混合方法中,用于建模带有深腔和狭长缝隙结构三维目标的电磁散射特性;提出了一种新型的预条件技术,用于加速FE-BI系统的迭代求解;给出了结合该预条件技术的GMRES方法求解腔体电磁散射的算例;数值结果证明了高阶FE-BI方法相对于低阶FE-BI方法的优势以及新型预条件技术的有效性。

Zr-1Nb-xGe-yBi合金的耐腐蚀性能

利用堆外静态高压釜实验研究了Zr-1Nb-x Ge-yBi(x=0.05-0.1,y=0.2-0.4,质量分数,%)合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽和360℃/18.6 MPa去离子水中的耐腐蚀性能,利用高分辨透射电镜(HRTEM)和高分辨扫描电镜(HRSEM)研究了合金和合金腐蚀后氧化膜的显微组织。结果表明,合金中只存在β-Nb、Zr Nb Fe型和Zr3Ge 3种第二相;在Zr-1Nb合金中复合添加Ge和Bi可明显提高合金的耐腐蚀性能,其中Zr-1Nb-0.05Ge-0.3Bi合金的耐腐蚀性能相对较好,优于单独添加Ge的Zr-1Nb-0.05Ge合金和单独添加Bi的Zr-1Nb-0.3Bi合金。这进一步说明固溶在α-Zr中的Ge和Bi确实是改善Zr-1Nb-x Ge-yBi合金耐腐蚀性能的主要原因。