CoCrFeNiW_(x)高熵合金在室温及900℃下的摩擦磨损性能

采用真空电弧熔炼技术制备了CoCrFeNiW_(x)(x=0.25、0.5、0.75及1.0)系列高熵合金,研究了W元素含量对合金晶体结构、显微组织、力学性能以及室温与900℃摩擦学性能的影响.结果表明:合金中W含量较低时形成单相面心立方(FCC)固溶体,W含量较高时会促进金属间化合物μ相的形成,随着W含量提升,合金显微组织由FCC胞状树枝晶(x=0.25)转变为FCC树枝晶及晶间层片状(FCC+μ)共晶组织(x=0.5、0.75),最后转变为FCC基体上分布的粗大树枝状μ相(x=1.0).由于W元素的固溶强化及原位生成金属间化合物μ相的第二相强化作用,使合金的强度和硬度等力学性能显著增加的同时塑性降低.在试验载荷为10 N,滑动速度0.3 m/s的测试条件下,CoCrFeNiW_(x)系列高熵合金与Si_(3)N_(4)陶瓷球配副时的球-盘摩擦试验结果表明:W元素的添加显著改善了合金的室温耐磨性,但对摩擦系数的影响较小;而900℃摩擦时,摩擦表面形成的多元复合氧化物摩擦釉质层具有良好的减摩抗磨作用,特别是W元素氧化产生的WO_(3)显著降低了摩擦系数,从而显著提升了合金的高温摩擦磨损性能.本文中研究的系列高熵合金中,CoCrFeNiW_(0.75)高熵合金室温下的屈服强度为863 MPa,抗压强度达1 250 MPa,900℃仍能保持446 HV的硬度,并在室温及900℃下均具有良好的摩擦磨损性能,具有良好的工程应用前景.

多向加权Tsallis熵最大化导向的自动阈值分割方法

受噪声或随机细节、目标和背景的大小比例、成像时的点扩散等不同因素的影响,许多图像的灰度直方图呈现为无模态、单模态、双模态或者多模态样式.为了在统一框架内处理这4种不同模态情形下的自动阈值选择问题,本文提出了一种多向加权Tsallis熵最大化导向的自动阈值分割方法(Multi-directional Weighted Tsallis Entropy,MWTE).基于新设计的反正切方向性卷积核的多尺度乘积效应,该方法将不同模态的灰度直方图转化为统一的单模态右偏灰度直方图.在4个不同方向上提取出这种特殊的单模态右偏灰度直方图后,通过多向加权策略构建出与原始图像灰度值紧密相关的加权Tsallis熵目标函数,并以该目标函数取最大值时对应的灰度值作为最终分割阈值.本文将提出的方法和3个阈值分割方法、1个软分割方法、1个活动轮廓分割方法以及1个自动聚类分割方法进行了比较.在4种不同模态情形下的4幅合成图像和50幅真实世界图像上的实验结果表明,本文提出的方法虽然在计算效率方面不占有优势,但它对不同模态的测试图像具有更稳健的分割适应性,且在量化分割精度所用的马修斯相关系数方面优于其他6个分割方法.

多尺度熵方法在机械故障诊断中的应用研究进展

机械设备状态监测与故障诊断的关键是故障特征的表征与提取,采用基于熵及相关方法建立的非线性动力学指标能够提取蕴藏在振动信号中的非线性故障特征信息。自熵方法引入以来,通过不断修改和改进来提高熵估计的准确性,多尺度熵进一步拓展了时间序列其他尺度上包含的复杂度信息,其在设备状态监测与故障诊断中得到广泛应用。本文对单一尺度熵及多尺度样本熵、多尺度模糊熵、多尺度排列熵和多尺度散布熵等多尺度熵方法在机械智能故障诊断中的应用进行综述,总结不同方法的特点优势与不足;针对多变量数据处理问题,综述由单变量推广到多变量的多元多尺度熵的应用发展过程。最后结合多尺度熵相关方法在机械智能故障诊断中面临的问题与挑战,对未来发展方向进行展望,即在工业大数据应用、故障机理、可解释性角度构建基于熵的深度学习模型。

考虑最小平均包络熵负荷分解的最优Bagging集成超短期多元负荷预测

多元负荷预测技术是保证综合能源系统(integrated energy system,IES)供需平衡与稳定运行的关键基石。但具有强随机性与波动性的IES负荷加剧了超短期多元负荷准确预测的难度。为此,提出考虑最小平均包络熵负荷分解的最优Bagging集成超短期多元负荷预测方法。构建基于最小平均包络熵的变分模态分解参数优化模型,将IES多元负荷分解为本征模态分量集合;基于统一信息系数法筛选多元负荷预测的日历、气象与负荷强相关特征;结合负荷本征模态分量集合、日历规则、气象环境与负荷数据,构建Bagging集成超短期多元负荷预测模型,并建立基于平均绝对百分比误差与决定系数的集成策略优化模型,进而得到最优集成策略与最终预测结果。以美国亚利桑那州立大学坦佩校区IES为对象展开仿真验证,结果表明,所提方法的电、热、冷负荷预测平均绝对百分比误差分别为1.9486%、2.0585%、2.5331%,相比其他预测方法具有更高准确率。

复杂环境下无人机集群运动一致性的群体熵度量

针对无人机集群在多障碍物或空间受限等复杂环境中协同飞行时无法实现群体自主的协同演化及适应环境、态势的变化,导致整个群体运动产生振荡、失控等一致性差的问题,提出一种无人机集群运动一致性的群体熵度量理论。通过建立群体运动行为稳定程度的熵度量函数,作为个体之间协同运动的适应度值指标,实现复杂环境下无人机集群运动一致性的自适应调节。最后进行仿真实验,相比传统无人机集群算法,引入群体熵度量的无人机运动集聚收敛速度提高30%,复杂环境中集群运动的熵值波动范围下降21.8%,有效证明群体熵度量对于无人机集群运动一致性的提高。

基于熵权-TOPSIS法的中国高等教育高质量发展水平测度研究

实现高等教育高质量发展是推进新时代教育强国建设的必然要求。基于新发展理念,运用熵权法和TOPSIS法测度了中国2020年31个省份高等教育高质量发展水平。研究发现:第一,中国各省域高等教育高质量发展水平存在显著差距,江苏、北京和上海的高等教育发展水平明显高于其他省份。第二,中国高等教育高质量发展水平呈现“东高西低”的地区非均衡特征,表现为从东部地区、东北地区、中部地区、西部地区依次递减的态势;在东部、中部和西部地区内部,各省域高等教育高质量发展水平也存在明显的差异。第三,东部地区高等教育高质量发展的短板为绿色发展和共享发展;东北地区高等教育高质量发展的短板为协调发展和绿色发展;中部地区高等教育高质量发展的短板为创新发展、绿色发展和共享发展;西部地区高等教育高质量发展的短板为创新发展、协调发展和开放发展。最后根据测度结果提出实现中国高等教育高质量发展的对策建议。

基于熵权法-AHP法的高能电子束辐照对生附片品质影响分析

为探究高能电子束辐照对生附片灭菌效果及药材品质的影响,本试验采用0、1、3、5、7、10、13、15和25 kGy剂量的电子束对生附片进行辐照处理,分析贮藏期内微生物数量和理化指标的变化。结果表明,辐照剂量为1 kGy可将微生物负载超标样品中的需氧菌总数、霉菌和酵母菌总数降至标准规定以下。不同辐照剂量下的水分、总灰分和浸出物含量均无显著差异(P>0.05);总色差值(ΔE)随辐照剂量的增加而显著增加。经7、10、13 kGy高能电子束辐照处理后,总生物碱、单双酯型生物碱含量总和低于未辐照组。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)清除率随辐照剂量增加整体显著下降(P<0.05)。高效液相色谱(HPLC)指纹图谱显示,不同辐照剂量高能电子束处理样品的相似度大于0.97,质量较稳定。熵权法结合层次分析法(AHP)综合评价表明,5 kGy辐照组的品质综合评分最高,1 kGy辐照组的品质综合评分最低。本研究结果可为高能电子束辐照技术在生附片及其加工品贮藏中的应用提供理论参考。

高熵合金主元元素的作用探讨

合金的性能首先取决于材料的组元,这是材料的基因,准确设计合金元素对材料力学性能的相应变化是建立成分-结构-性能关联性的关键环节。本文从高熵合金概念出发,综述了高熵合金的有关研究文献,详细介绍了多种常用高熵合金元素的功能作用,总结了主元元素对高熵合金组织和性能的影响,展望了高熵合金未来的发展趋势,以期对高熵合金开发和应用提供有益参考。

基于熵产理论的多级液力透平能量耗散机理分析

液力透平作为一种液体余压能回收装置,在小水电建设和能量回收领域得到广泛应用,但其内部能量损失特性不清。以两级径流式液力透平为研究对象,基于熵产理论和Omega涡识别准则分析了各过流部件内能量耗散机理。结果表明:速度脉动和壁面效应是能量损失的主要来源,设计工况下二者总占比为98.03%。叶轮和导叶是透平内能量耗散的主要区域;小流量工况,叶轮损失占比较高;大流量工况下,导叶损失占比较高。叶轮内的能量损失源于叶片前缘分离涡、吸力面回流涡以及叶片尾缘涡等不稳定流动现象,而相对液流角与叶片进口安放角的不匹配是导致叶轮内产生不稳定流动的根本原因;在导叶和导叶Ⅱ-反导叶中,不同流量下导致其能量耗散的因素基本保持一致,叶片前缘失速涡和流动分离等劣态流动引起的动量交换是导致能量损失的主要原因。环形吸水室内流动的非对称性导致导叶Ⅰ各流道内熵产率分布不均匀,而导叶Ⅱ-反导叶通过正导叶的整流减小了冲击效应,各流道内熵产率分布均匀且高熵区较小。

基于相关系数-熵-二维云模型的装配式建筑施工风险测度

装配式建筑施工过程要在多维空间中进行,叠加风险高,事故发生率高于传统现浇建筑施工,因此科学、准确地测度装配式建筑施工风险具有重要的现实意义。根据装配式建筑施工的特点,从人员、机械、环境、技术、管理5个维度建立了装配式建筑施工风险测度指标体系,并构建了相关系数-熵-二维云风险测度模型。实例应用结果表明:该测度模型较全面、客观、准确地反映了装配式建筑施工风险要素,能够有效实现装配式建筑施工过程风险的定量化测度,可为装配式建筑施工安全管理提供有力参考和依据。

基于熵权-TOPSIS法的绿色城市发展水平评价研究:以济南市为例

绿色城市是绿色发展理念的载体和新型城镇化高质量发展的目标,开展绿色城市发展水平评价研究具有重要的现实意义。界定绿色城市的内涵,采用驱动力-状态-响应模型,构建绿色城市发展水平评价指标体系,基于济南市2018—2022年间的指标数据,综合运用熵权法和TOPSIS模型展开绿色城市发展水平实证研究。结果表明:研究期内济南市绿色城市发展水平整体表现为上升趋势,现已达到良好水平且进入优化发展阶段。针对性地提出对策与建议,以期为济南市绿色城市发展提供借鉴。

Nb元素对高熵合金涂层组织与力学性能的影响

利用激光熔覆技术在Q235基体表面制备CoCrFeNiTi_(0.8)Nb_(y)(y=_(0.25),0.5,_(0.75),1.0)涂层.采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪等方法分析涂层的相结构和微观组织等;用显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机测试涂层的硬度与耐磨性能.结果表明,组织中呈现典型的树枝晶结构,加入Nb元素,涂层微观组织的尺寸减小,增加Nb元素含量时,高熵合金涂层的晶体结构由体心立方相(body-centered cubi,BCC)、少量的面心立方相(face-centered cubic,FCC)和Fe_(2)(Ti,Nb)型的Laves相组成;在细晶强化、固溶强化和第二相强化的共同作用下提高了涂层的显微硬度;中间相的存在一定程度上可以阻碍犁削切削过程的进行,进而提高了涂层的耐磨性能;CoCrFeNiTi_(0.8)Nb_(0.75)涂层的硬度和耐磨性最好,硬度为710 HV,约为基体的4倍,涂层的磨损量最小,磨痕较为平整.

激光熔覆功率对FeCrNiCoMoBSi高熵合金涂层电化学腐蚀性能的影响

探讨了FeCrNiCoMoBSi高熵合金(HEA)激光熔覆涂层的微观结构以及激光功率对涂层物相和电化学腐蚀性能的影响。研究结果显示,HEA涂层由底部的柱状晶带、顶部的等轴晶带以及中间混晶带(由柱状晶和等轴晶混合组成)构成。采用3 000W功率制备的HEA涂层表现出最低的自腐蚀电流密度(0.425μA/cm^(2))、最高的自腐蚀电位(-0.16852V)以及最大的极化阻抗(69 616Ω),其阻抗模值■为1 143Ω·cm^(2),分别是1 800,2 500和4 500 W功率激光熔覆涂层的8.65倍、4.91倍和7.14倍,且其最大相位角为76.23°,均高于其它三种涂层。综合评估显示,采用3 000 W功率制备的HEA涂层具有出色的电化学腐蚀性能。这是由于其单一的FCC晶体结构、抗腐蚀的铁镍合金相和单质铬相、良好的晶体结晶度、细化的晶粒尺寸以及卓越的钝化效应,使其电化学腐蚀性能显著优于其他功率制备的涂层。

“熵”不起——生命以负熵为生

以某大学社团几名学生观影“长安三万里”后对李白诗句的感慨为切入点,引出对熵及熵增原理的讨论。通过介绍熵的起源及意义了解热力学三大定律的内容及关联;再分别从熵增原理对生命和生活两个方面的启示进行阐述。揭示了整个人类的进化和生命的发展就是一部逆熵的历史,人活着就是对抗熵增的过程,若要不负此生,就要奋斗不止。

高熵合金在电催化氧还原反应中的应用及发展

开发用于氧气还原反应(ORR)的高效催化剂是提高燃料电池和金属-空气电池性能的关键。然而,ORR是动力学缓慢反应,存在着很高的过电势,从而降低了燃料电池和金属-空气电池的能量转换效率。高熵合金是由5种或5种以上金属元素等(近)物质的量比形成的一种新型合金材料。凭借其独特的组分与结构优势,高熵合金能够高效加速ORR、降低ORR过电势,表现出对ORR的显著催化作用。文章主要综述了高熵合金的结构、性能特点、制备方法以及在催化ORR方面的应用,并提出了挑战和发展展望。

基于VMD模糊熵与GG聚类的直流配电网故障检测方法

针对直流配电网存在的故障信号难以提取、不易对各类故障进行诊断等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)模糊熵与Gath-Geva(GG)聚类的故障检测方法。首先,提取出暂态电流,采用VMD算法将故障暂态电流分解成若干个固有模态分量(IMF)。然后,分别计算分解得到的若干个IMF的模糊熵,将其作为特征向量。最后,采用GG聚类算法对故障特征的特征向量进行聚类识别。GG聚类的主要算法为将聚类样本划分为c类,设出隶属度矩阵,通过设定迭代来计算聚类中心与最大似然估计距离,更新隶属度矩阵,当隶属度矩阵满足条件矩阵时终止迭代,从而实现对单极故障、极间故障以及区外交流侧接地故障的聚类识别。仿真结果表明,所提保护方案可靠性强、准确率高,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻等工况下均能可靠检测直流线路故障并准确识别故障类型,且具备一定的抗干扰能力。

基于熵权-TOPSIS模型的煤炭企业ESG绩效评价研究——以陕西煤业为例

党的二十大报告中提出“广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国目标基本实现”的总体目标,还对“积极稳妥推进碳达峰碳中和”作出部署,提倡企业要积极进行ESG实践与披露。目前已有研究多集中于对ESG披露质量、现状的分析,缺乏运用相关指标体系对具体企业进行ESG绩效评价分析。文章基于熵权-TOPSIS模型,构建ESG绩效评价指标体系,通过对包括陕西煤业在内的15家煤炭企业横、纵两方面的对比分析,研究结果表明,陕西煤业在经济、环境和社会层面表现较好,公司治理层面有待提高。进而提出建立约束性高管薪酬制度、完善独立董事机制、提升创新引领动力、携手伙伴共享成果等建议。

基于熵权法的我国区域性金融风险测度与评价

坚决守住不发生系统性金融风险的底线是当前我国经济工作的重要任务,因此科学、准确地测度区域性金融风险显得尤为重要。针对目前区域性金融风险测度所存在的环境适应性低、指标构建随意和合成处理欠科学等问题,构建基于熵权法的区域性金融风险测度模型,实证测度2012—2020年我国31个省份的区域性金融风险,以此为依据,对我国区域性金融风险进行分析和评价,研究表明,基于熵权法测度区域性金融风险具有可行性和科学性,测度结果具有客观性和准确性;我国区域性金融风险整体呈上升趋势,其中,东、中、西、东北地区区域性金融风险呈逐次递减态势,且西部和东北部地区区域性金融风险的省际差异较大。对此文章提出防控区域性金融风险的主要策略:一是将东、中部地区作为我国区域性金融风险防控的重点区域;二是对于西部和东北地区,应重点关注陕西、吉林等区域性金融风险较高的省份。

基于熵权-TOPSIS模型的房地产企业绿色发展评价研究——以HR公司为例

中国经济持续快速发展所引发的环境问题使得国内房地产企业面临着前所未有的绿色发展机遇。以房地产行业内追求绿色发展的HR公司为研究对象,从绿色效益、绿色科技、绿色建造、绿色采购、绿色能源、绿色管理及绿色营销7个方面选取了22个指标,将熵权法与TOPSIS模型结合形成了熵权-TOPSIS模型,以此构建了房地产企业绿色发展评价体系。结果表明:2016-2021年HR公司的绿色发展水平整体呈上升趋势;其在不同方面的绿色发展水平存在明显差异,绿色发展重点集中在绿色建造、绿色科技、绿色管理及绿色能源方面。

基于熵权法的国际消费中心城市评价指标体系构建及建设路径

基于国际消费中心城市的内涵和特征,构建由国际知名度、城市繁荣度、商业活跃度、到达便利度、消费舒适度五个一级指标以及21个二级指标组成的国际消费中心城市评价指标体系,利用熵权法对各评价指标进行赋权,最终形成国际消费中心城市综合指数评价体系。选取北京、上海、天津、广州、重庆五个国际消费中心试点城市计算综合指数及排名,并对五个城市从综合和细分维度分别进行比较分析。基于此从消费供给、消费环境、消费文化、消费业态四方面提出国内城市培育国际消费中心城市的建设路径。