镧掺杂BiGaO3多晶薄膜光学性质

采用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了不同镧掺杂浓度BiGaO_3(Lx BGO,0≤x≤0.1)薄膜.X-射线衍射(XRD)表明该属于正交晶系的多晶薄膜,原子力显微镜(AFM)图像显示样品表面具有很好的平整性.采用椭圆偏振技术对其光学性质进行了详细的研究,发现其光学常数符合Adachi色散模型.进一步发现其禁带宽度随着镧掺杂浓度的增加而增加,该规律与理论预言相吻合.有关LxBGO材料的研究为铋基光电器件如紫外探测器的实现提供物理基础支持.     

三维模型中的多普勒功率谱分析

多普勒效应是移动通信中最常见的现象,研究多普勒功率谱密度的分布,对建立更准确并贴合实际的无线信道模型具有重大意义。分析了两种不同几何模型中的多普勒功率谱,重点讨论了三维模型中入射波到达角度对多普勒功率谱的影响,仿真结果表明,方位角和高度角的分布及最大角取值范围共同决定了多普勒功率谱的分布特性。     

基于Radix-4 Booth编码的模2n+1乘法器设计

模2n+1乘法(n=8、16)在分组密码算法中比较常见,如IDEA算法,但由于其实现逻辑复杂,往往被视为密码算法性能的瓶颈。提出了一种适用于分组密码算法运算特点的基于Radix-4 Booth编码的模2n+1乘法器实现方法,其输入/输出均无需额外的转换电路,并通过简化部分积生成、采用重新定义的3-2和4-2压缩器等措施以减少路径时延和硬件复杂度。比较其他同类设计,该方法具有较小的面积、时延,可有效提高分组密码算法的加解密性能。     

基于改进YOLOv3和核相关滤波算法的旋转弹目标探测算法

旋转弹的电视摄像头拍摄画面会产生旋转及抖动模糊,在预先侦查目标数据较少且末制导段视野目标较小的情况下,目标难以精确探测,为此提出一种基于改进YOLOv3和核相关滤波（KCF）算法的目标检测与跟踪算法,通过深度学习实现目标的自动检测。制作模拟山地打击场景的数据集,基于少量数据样本的前提,模拟不同天气、光照、运动及旋转模糊等复杂环境,完成在网络学习中数据的增强和扩充;通过在YOLOv3网络基础上添加Inception多尺度分支结构,增加网络对于目标不同尺寸的适应性,减少网络层数,更能适应对小目标的检测;在实现目标定位方法上,将目标检测与跟踪算法相融合,提出一种目标丢失判别机制,并利用弹道的速度—时间信息更新目标跟踪框尺度。仿真实验结果表明,相比原始算法,改进算法能更有效实现复杂环境下的目标检测和跟踪。     

冲击加载下Al2O3/SiC复合陶瓷的动态力学行为

陶瓷材料动态力学性能与微观断裂机制研究,对冲击加载下材料的损伤机理认识至关重要。针对Al₂O₃/SiC复合陶瓷,采用分离式霍普金森压杆装置完成对试样的一维应力波加载,回收破碎试样颗粒并进行扫描电子显微镜分析。结果表明：一维应力波加载试验实现了对试样的均匀加载,且随着应变率的增加,Al₂O₃/SiC复合陶瓷的强度逐渐增大,具有正相关的应变率敏感性;受材料微观结构控制,Al₂O₃/SiC复合陶瓷的强度与致密化较高的Al₂O₃陶瓷（AD995、AD999等）强度较接近,强度随应变率变化趋势介于AD95陶瓷和致密化较高陶瓷之间;试样边侧受稀疏波的影响,存在大量沿晶断裂和少量穿晶断裂模式,且在穿晶断裂区域出现了剪应力引起的滑移线;试样内部碎片断裂表面较为光滑,更多的是穿晶断裂区域,只含有少量剪切滑移线,且在断裂核心区域的周围晶粒上并不存在微观解理断裂特征。     

基于耦合去噪算法的航空发动机中Si3N4圆柱滚子表面缺陷的检测方法

为解决基于机器视觉的传统单一图像去噪算法对混合噪声信号处理效果不佳,导致不能有效地检测识别航空发动机中应用的Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷问题,提出一种基于改进的耦合去噪算法与多尺度阈值分割算法相结合的视觉检测方法。通过优化的小波阈值去噪算法与改进的中值滤波算法相耦合方法对Si₃N₄圆柱滚子的表面缺陷图像进行去噪处理,采用多尺度阈值分割算法对缺陷图像进行图像分割,识别提取Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷。实验结果表明：Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷图像经过改进的耦合去噪算法进行去噪后,信噪比>24.5%,多尺度阈值分割算法对Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷图像的检测识别准确率>94%;该视觉检测方法具有良好的图像去噪效果,为进一步图像的缺陷识别打下基础,并且具有一定的通用性。     

破片侵彻戴防弹头盔头部靶标钝击效应数值模拟

为研究低速破片对于佩戴防弹头盔的人体头部靶标的杀伤效应,基于枪弹侵彻防弹头盔的3D-DIC试验和和头部撞击试验验证复合材料头盔仿真模型和头部有限元模型的准确性,构建6 mm钢球破片侵彻戴防弹头盔人体头部靶标的数值模型,开展破片从正面、侧面和顶部3个方向的侵彻效应数值模拟。研究结果表明：当破片以600 m/s的入靶速度侵彻时,正面、侧面和顶部侵彻弹着点处的瞬态鼓包高度分别为10.2 mm、11.3 mm和11.5 mm,表明有头部支撑头盔的情况下破片侵彻造成的背面鼓包高度接近;正面侵彻过程弹着点底部颅骨应力最大,侧面侵彻颅骨弹着点底部应力最小,破片侵彻造成的颅骨应力均不会超过损伤阈值,表明低速破片侵彻不会造成颅骨损伤;正面、侧面和顶部侵彻造成的颅内压峰值分别为495 kPa、110 kPa和327 kPa,表明在破片侵彻中侧面的防护效果最好,正面和顶部的颅内压峰值可以造成脑损伤。     

三维编织碳纤维增强铝基复合材料的制备研究

以碳纤维的三维编织架构为增强体,经镀铜预处理后,置于铝合金熔体中施加压力成形,得到三维编织碳纤维增强铝基复合材料。探究大气和氩气气氛下不同三维纤维架构挤压成型的复合材料的界面特征与结构。通过拉伸试验及扫描电镜检测,对材料性能进行表征。结果表明:紧密编织的三维编织碳纤维较宽松结构的三维编织碳纤维,与铝合金基材的浸润性和相容性更好,铝合金在与三维编织碳纤维复合后拉伸强度与硬度均提升。     

Bi1-xPrxFe1-xTixO3多铁陶瓷的结构与电磁性能研究

采用快速液相烧结法制备Bi_1-xPr_xFe_1-xTi_xO₃(x=0.00、0.03、0.06、0.12)系列多铁陶瓷样品,研究Pr-Ti共掺杂对BiFe O₃结构、缺陷、电学和磁学特性的影响。XRD分析结果表明:所有样品均为菱方钙钛矿结构,Pr-Ti共掺杂可有效抑制杂相生成,当掺杂量高于0.06时杂相基本消失,共掺杂引起结构畸变。正电子湮没寿命谱测试结果表明:所有样品中均存在阳离子空位型缺陷,空位尺寸和浓度均随Pr-Ti掺杂量增加而增大。电学和磁学性能测试结果表明:适量Pr-Ti共掺杂可有效提高Bi Fe O₃的介电、铁电和磁学性能。综合上述结果,认为BiFeO₃多铁性能的改善可能是由于Pr-Ti共掺杂引起晶格畸变、减少氧空位浓度、改变阳离子空位浓度等多种原因引起。     

3D FEM analysis,dynamic modeling,and performance assessment of transverse flux PMSG for small‐scale gearless wind energy conversion systems

The transverse flux permanent magnet synchronous generator has a great potential for use in direct‐drive wind energy conversion systems due to its large pole numbers, high torque, and power density. This research work develops dynamic model of a single‐side transverse flux permanent magnet synchronous generator for use in a small‐scale gearless wind energy conversion system. For acquiring the parameters of the considered generator, required for dynamic modeling, 3D finite element model of the machine is developed and analyzed in both magneto‐static and transient modes. Field‐oriented control approach is employed for tracking maximum power point from the variable wind speed. The simulation results illustrate an accurate response of the system to the wind speed variation and proper performance of the developed dynamic model and control approach of the system. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.