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盾构隧道3D打印模型刚度有效率的试验验证
1
作者 陈立 李博 +2 位作者 卢生安 张海涛 吕延豪 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期243-248,253,共7页
[目的]为探究3D打印技术制作隧道模型的可行性,有必要测定盾构隧道纵横向刚度有效率的取值。[方法]通过对光敏树脂、环氧树脂和尼龙三种材料的拉伸和压缩试验,最终选择了光敏树脂作为盾构隧道管片的模型材料。通过相似第二定律计算,确... [目的]为探究3D打印技术制作隧道模型的可行性,有必要测定盾构隧道纵横向刚度有效率的取值。[方法]通过对光敏树脂、环氧树脂和尼龙三种材料的拉伸和压缩试验,最终选择了光敏树脂作为盾构隧道管片的模型材料。通过相似第二定律计算,确定试验几何相似比为1∶30。试验基于温州轨道交通1号线盾构隧道工程,利用3D打印技术精细化设计隧道模型,衬砌管片采用弯曲螺栓连接,还原其细部结构。通过对3D打印隧道模型进行纵横向八级加载,测定了不同拼装工艺的纵横向刚度有效率。同时采用椭圆度■来具体描述不同外部荷载作用下隧道的横向变形程度。最后对比其他学者的模型试验,论证了该方法的可行性以及精确性。[结果及结论]3D打印制作的盾构隧道,通缝拼装时纵向刚度有效率为0.13~0.20,横向刚度有效率为0.67;错缝拼装时,纵向刚度有效率为0.15~0.30,横向刚度有效率为0.79;错缝拼装隧道刚度略大于通缝拼装隧道刚度。均质隧道、错缝拼装隧道及通缝拼装隧道的椭圆度依次为1.62‰、1.87‰及2.55‰,通缝隧道模型在外部加载作用下的压扁程度最大。 展开更多
关键词 盾构隧道 刚度有效率 3d打印模型试验 通缝及错缝拼装
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基于3D打印假人模型的运动文胸减振效果研究
2
作者 吴明洁 孙光武 +2 位作者 陈晓娜 曾恋 董海宇 《丝绸》 北大核心 2025年第3期81-88,共8页
穿戴运动文胸可减少乳房位移,缓解乳房疼痛并保护乳房。已有研究证明文胸的不同部件具有不同的减振机理。为了能有效控制由个体差异和实验动作等因素引起的实验结果不稳定性,进一步探究运动文胸各部件的减振机制,文章首先自主制备了30... 穿戴运动文胸可减少乳房位移,缓解乳房疼痛并保护乳房。已有研究证明文胸的不同部件具有不同的减振机理。为了能有效控制由个体差异和实验动作等因素引起的实验结果不稳定性,进一步探究运动文胸各部件的减振机制,文章首先自主制备了30件运动文胸,然后使用基于3D打印技术的运动假人模型替代真人实验,并对受试者进行了统一,最后通过动作捕捉设备监测运动假人穿戴不同运动文胸时的减振效果。采集5个不同位置处的乳房位移,评估其竖直方向的位移数据。通过系统地研究各部件的减振机制,为运动文胸的设计和材料选择提供建议。结果表明,在生产商制作和消费者选择运动文胸时,罩杯建议选用弹性模量较大的材料和高度较高的罩杯,肩带建议选用弹性模量较大的材料和长度较短的肩带,底围建议选择涤纶材料和围度较小的底围。 展开更多
关键词 运动文胸 3d打印假人模型 罩杯 肩带 底围 减振效果
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深海能源土边界面本构模型在FLAC^(3D)中的植入与应用
3
作者 蒋明镜 赖章坤 +2 位作者 李承超 张安 姜朋明 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期706-715,共10页
笔者团队通过引入衰减的水合物胶结强度变量,建立了基于临界状态的深海能源土(含甲烷水合物的深海沉积物)边界面本构模型,其能够描述能源土在温‒压‒力‒化耦合效应下的力学特性。在此基础上,通过有限差分程序FLAC^(3D)预留的UDM程序接口... 笔者团队通过引入衰减的水合物胶结强度变量,建立了基于临界状态的深海能源土(含甲烷水合物的深海沉积物)边界面本构模型,其能够描述能源土在温‒压‒力‒化耦合效应下的力学特性。在此基础上,通过有限差分程序FLAC^(3D)预留的UDM程序接口,利用C++语言编程将该边界面本构关系模型植入在FLAC^(3D)数值软件中,并通过单元数值试验验证了嵌入程序的正确性。进一步利用植入的本构模型,针对深海能源土井壁稳定性与地基承载力问题开展数值模拟研究。结果表明开采井最大径向位移随着水合物饱和度和温压化参数LMH的减小而增大,随着地应力水平的增大而增大。而能源土地基的破坏形式在水合物饱和度为5%时趋向于局部剪切破坏,在水合物饱和度为30%时,趋向于整体剪切破坏。 展开更多
关键词 临界状态 深海能源土 本构模型 FLAC^(3d) 温压化参数
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基于PFC^(3D)的裂隙红砂岩冻融破坏特征研究
4
作者 白杰 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期171-179,共9页
为探究冻融与荷载耦合作用下裂隙岩体的损伤劣化机理,针对具有不同裂隙长度的岩石开展了不同冻融循环次数的三轴压缩试验,借助PFC^(3D)数值模拟软件再现室内试验过程,同时对模拟的可靠性加以验证。结果表明:在冻融过程中,小孔的相对含... 为探究冻融与荷载耦合作用下裂隙岩体的损伤劣化机理,针对具有不同裂隙长度的岩石开展了不同冻融循环次数的三轴压缩试验,借助PFC^(3D)数值模拟软件再现室内试验过程,同时对模拟的可靠性加以验证。结果表明:在冻融过程中,小孔的相对含量先增加后减少,大孔的相对含量呈现先减少后增加趋势;围压与预制裂隙对试样力学性能的作用相反,10、20和30 mm预制裂隙对红砂岩承载能力的削弱程度分别为25%、66%、80%;冻融循环导致试样微裂隙扩张,在围压作用下这些裂隙更易在预制裂隙处汇聚。完整试样的破坏形态由张拉破坏向剪切破坏转变,随着围压增加,裂隙岩体均表现为剪切破坏,且裂隙长度不会改变岩体破坏模式;通过引入水颗粒随温度变化的体积本构方程,再现了室内冻融循环试验的全损伤过程。在冻融循环达40次时,岩石内部被充分损伤,裂纹数量成倍增加;PFC^(3D)计算结果显示,完整试样的破坏点首先出现在加载点处,裂隙试样则首先出现在加载点及预制裂隙处,裂纹曲线整体呈“S”形,可分为“缓-陡-缓”三个阶段。预制裂隙长度越长,试样损伤程度越大,抵抗破坏的能力越弱。 展开更多
关键词 冻融损伤 三轴压缩 预制裂隙 PFC^(3d) 破坏演化
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基于3D细观模型的混凝土单轴拉压应力应变关系影响因素研究
5
作者 薛刚 刘毅 牟一飞 《材料导报》 北大核心 2025年第15期124-131,共8页
细观层面上混凝土由砂浆、粗骨料和界面过渡区(ITZ)组成。为研究基于3D细观模型的混凝土单轴拉压应力应变关系的影响因素,基于传统骨料生成投放方法建立了空间随机凸多面体粗骨料模型,建立了厚度可调的实体界面过渡区,对三维细观混凝土... 细观层面上混凝土由砂浆、粗骨料和界面过渡区(ITZ)组成。为研究基于3D细观模型的混凝土单轴拉压应力应变关系的影响因素,基于传统骨料生成投放方法建立了空间随机凸多面体粗骨料模型,建立了厚度可调的实体界面过渡区,对三维细观混凝土在准静态单轴压缩和单轴拉伸下的力学行为进行有限元分析。通过仿真结果与试验结果的对比,验证了三维细观有限元模型的可靠性,并分析了骨料分布、骨料几何变化和界面过渡区厚度对混凝土破坏形态和应力-应变关系的影响规律。结果表明:骨料分布对单轴受压损伤的影响较小,对单轴受拉损伤影响较大,对单轴拉压荷载作用下的应力应变曲线影响较大。随骨料粗糙度的增加,单轴受压时损伤面积增大,峰值应力逐渐增大;单轴受拉时损伤与峰值应力受其影响较小,无明显变化规律。随界面过渡区厚度增加,单轴受拉与单轴受压峰值应力逐渐减小。 展开更多
关键词 混凝土 3d细观模型 界面过渡区厚度 单轴拉伸 单轴压缩
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3D打印模型特征细节自适应分层优化方法及试验研究
6
作者 吴雁 胡家乐 +3 位作者 陈晓帅 孙瑞金 何超群 高洪雨 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期28-32,共5页
针对3D打印自适应分层技术无法较好地保留模型特征细节的问题,提出3D打印模型特征细节自适应分层优化方法(model details adaptive slice method, MDASM),该方法基于三角面片法向量的自适应分层方法(normal vector of triangular face a... 针对3D打印自适应分层技术无法较好地保留模型特征细节的问题,提出3D打印模型特征细节自适应分层优化方法(model details adaptive slice method, MDASM),该方法基于三角面片法向量的自适应分层方法(normal vector of triangular face adaptive slice method, NTASM)来确定不存在模型特征细节的分层厚度。首先,设定角度变化阈值与切平面相邻高度三角面片法向量的角度变化进行比较,识别是否存在垂直尖角特征,并确定垂直尖角特征分层厚度。其次,设定面积变化阈值与切平面封闭轮廓曲线面积进行比较,识别是否存在平行尖角特征,并确定平行尖角特征分层厚度。最后,取3种分层厚度的最小值作为分层厚度。Matlab仿真表明,相较于NTASM,MDASM模型成形精度提高了24.2%。熔融沉积成形(fused deposition modeling, FDM)结果表明,相较于NTASM,MDASM模型成形效率降低了21.8%,表面粗糙度减小了14.57%。仿真和FDM试验研究表明,MDASM在保证模型成形效率的前提下,能够更好地保留模型特征细节,具有更好的模型成形精度和实用性。 展开更多
关键词 3d打印 自适应分层 模型特征细节 角度变化阈值 面积变化阈值
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3D打印连续碳纤维复合材料冷却模型及变形研究
7
作者 董传贺 孙晓宇 +2 位作者 李旺鑫 贾睿昊 赵欣 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期79-86,共8页
为探究3D打印连续碳纤维复合材料(C-CFRP)动态冷却行为以及翘曲变形行为,本文首先针对3D打印C-CFRP复合材料丝,建立了考虑材料物性及打印参数的冷却模型,采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复合材料丝温度随时间的变化,并与冷却... 为探究3D打印连续碳纤维复合材料(C-CFRP)动态冷却行为以及翘曲变形行为,本文首先针对3D打印C-CFRP复合材料丝,建立了考虑材料物性及打印参数的冷却模型,采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复合材料丝温度随时间的变化,并与冷却模型计算值进行了验证,误差最小为11%。然后针对3D打印C-CFRP薄片件,探究了不同打印参数及尺寸对翘曲的影响,并分别采用热电偶、三坐标测量仪进行了成型过程温度动态变化以及翘曲度的测试。结果表明:挤出丝材高于玻璃化转变温度的时间与打印温度、层厚呈正相关,与打印速度呈负相关;C-CFRP薄片件的翘曲度与层厚、长度呈正相关,与打印温度、打印速度呈负相关。本文研究为高精度C-CFRP的3D打印技术发展提供了参考。 展开更多
关键词 连续碳纤维复合材料 3d打印 翘曲变形 冷却模型
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基于Unity 3D的灭火器虚拟消防模拟
8
作者 薛锦云 周智鹏 +3 位作者 薛慧琦 易心武 李志辉 刘智高 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第6期1090-1096,共7页
传统的消防训练需要消防员及相关人员面对大火进行实操,这不仅需要场地、资金的支持,还可能会有人员伤亡的风险。随着虚拟现实的发展,如何使用其模拟真实环境的能力让用户完成目标任务已成为当今研究的热点。利用Unity 3D强大的三维渲... 传统的消防训练需要消防员及相关人员面对大火进行实操,这不仅需要场地、资金的支持,还可能会有人员伤亡的风险。随着虚拟现实的发展,如何使用其模拟真实环境的能力让用户完成目标任务已成为当今研究的热点。利用Unity 3D强大的三维渲染能力和灵活的脚本系统,结合虚拟现实的粒子系统对火焰和灭火器喷雾进行模拟,能真实还原消防人员的训练环境。为了模拟的真实度,采用动力学原理模拟灭火器喷雾前期的运动轨迹,提出以高斯扩散模型对喷雾后期在空气中的弥漫进行分析。实验结果证明动力学原理和高斯扩散模型能成功模拟出灭火器喷雾的动态变化过程。同时,利用粒子间的碰撞实现了灭火器的灭火过程,使用户能够直观地感受到灭火器喷雾对火焰的影响。 展开更多
关键词 Unity 3d 虚拟现实 粒子系统 高斯扩散模型 消防
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InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型在排水体系中点源污染溯源研究
9
作者 孙连鹏 储峰 +3 位作者 林健新 朱津君 李险峰 祝新哲 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期75-82,共8页
城市排水的点源污染是引起黑臭水体的重要原因之一,该研究借助多元监测体系获得的水质数据,结合InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型及差分进化算法(DE)构建了污染溯源模型。以中山市某区域为研究对象,验证了耦合模型与DE算法对污染溯源的... 城市排水的点源污染是引起黑臭水体的重要原因之一,该研究借助多元监测体系获得的水质数据,结合InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型及差分进化算法(DE)构建了污染溯源模型。以中山市某区域为研究对象,验证了耦合模型与DE算法对污染溯源的有效性。研究表明,连续排放污染源的位置、流量、污染物浓度的溯源精度较高,相对误差均在±0.12的范围内,并且污染溯源精度随着污染源流量增大而下降;随着污染流量增大,瞬时排放污染流量与浓度溯源的相对误差逐渐减小,模型对高流量污染事件的溯源精度较高。该模型体系的构建和应用为城市排水点源污染的溯源提供了科学指导。 展开更多
关键词 城市点源污染溯源 InfoWorks ICM delft 3d 耦合模型 差分进化算法
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基于PFC^(3D)的花岗岩剪切破裂细观裂隙与能量演化规律探究 被引量：7
10
作者 郭纪哲 冯增朝 李学成 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期60-70,共11页
为了探究法向应力对岩石剪切过程中细观损伤演化的影响,开展了不同法向应力作用下的花岗岩直剪试验与PFC^(3D)数值模拟试验,结合声发射信号监测及声发射信息特征值RA(上升时间与振幅的比值)与AF(声发射振铃计数与持续时间的比值)的分析... 为了探究法向应力对岩石剪切过程中细观损伤演化的影响,开展了不同法向应力作用下的花岗岩直剪试验与PFC^(3D)数值模拟试验,结合声发射信号监测及声发射信息特征值RA(上升时间与振幅的比值)与AF(声发射振铃计数与持续时间的比值)的分析,对花岗岩在不同法向应力作用下剪切变形过程中细观微裂纹及能量演化特征进行了研究,研究结果表明:基于平行黏结接触模型建立的PFC^(3D)模型,不仅在宏观力学参数与破坏模式上与岩石物理试验相近,而且在岩石细观裂纹与能量演化规律上也与岩石物理试验基本一致;花岗岩剪切破坏过程中主要产生张拉裂纹,峰值应力点前产生的微裂纹只占裂纹总数的10%~30%,且法向应力越大,峰值应力点前岩石内部产生的微裂纹数量越少;花岗岩剪切变形过程中,声发射信号可以分为平静期、稳定期和加速期,法向应力越大,平静期越明显,即法向应力对岩石内部微裂纹的生成起抑制作用;随着法向应力的增大,花岗岩剪切破坏过程中,声发射累计振铃计数与岩石内部微裂纹总数均逐渐增大;随着法向应力的增大,花岗岩剪切破坏过程中产生的剪切裂纹数量及其占微裂纹总数的比例均逐渐增加;花岗岩剪切变形过程中外力做功转化为弹性能与耗散能,随着法向应力增大,岩石剪切破坏所需总能量逐渐增大,弹性能与耗散能近似线性增大,且其中耗散能所占的比例逐渐增大。 展开更多
关键词 岩石力学 细观裂隙 花岗岩 直剪试验 PFC^(3d)模拟
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3D打印陶瓷烧结过程中收缩预测方法研究
11
作者 何振丰 王艺超 +6 位作者 赵吉宾 赵宇辉 王志国 贺晨 于雪华 钟科 郁章敬 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第7期78-84,共7页
采用了Skorohod-Olevsky黏性烧结(SOVS)与极限学习机(ELM)神经网络相结合的方式构建了陶瓷3D打印收缩预测模型。首先,建立了烧结模型并使用最小化误差的方法对SOVS模型的烧结参数进行校正,并验证了烧结模型的准确性。其次,根据有限元模... 采用了Skorohod-Olevsky黏性烧结(SOVS)与极限学习机(ELM)神经网络相结合的方式构建了陶瓷3D打印收缩预测模型。首先,建立了烧结模型并使用最小化误差的方法对SOVS模型的烧结参数进行校正,并验证了烧结模型的准确性。其次,根据有限元模型进行仿真计算获取了所需的数据集。最后,使用ELM神经网络对数据集进行训练,得到了收缩预测模型。经验证,该模型预测的结果与有限元数值模拟结果具有很好的吻合度。这些结果表明,有限元与机器学习相结合的方法对精密陶瓷制造方面具有巨大的潜力。 展开更多
关键词 陶瓷 3d打印 SOVS模型 有限元仿真 机器学习
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基于PFC^(3D)的空心圆柱灰砂岩宏细观参数相关性研究 被引量：3
12
作者 姜玥 邹文栋 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期78-89,共12页
为从细观层面揭示主应力量值变化并为应力主轴旋转组合条件下围岩的破坏机理研究提供一种有效的数值模拟方法,基于空心圆柱灰砂岩单轴压缩和常规三轴压缩试验特性,分别采用单因素分析法、响应曲面分析法和回归分析法,研究了离散元软件PF... 为从细观层面揭示主应力量值变化并为应力主轴旋转组合条件下围岩的破坏机理研究提供一种有效的数值模拟方法,基于空心圆柱灰砂岩单轴压缩和常规三轴压缩试验特性,分别采用单因素分析法、响应曲面分析法和回归分析法,研究了离散元软件PFC^(3D)中平行黏结模型宏细观参数的敏感性特征。结果表明:依靠单因素分析法确定出的细观参数可靠性极低,基于响应曲面分析法和回归分析法获取的细观参数在低围压下与实验室结果表现出良好的拟合性;空心圆柱灰砂岩数值模型的抗压强度σ_(c)与黏聚力k_(n)^(-)/k_(s)^(-)呈正相关;弹性模量E分别与有效黏结模量k_(n)^(-)/k_(s)^(-)、平行黏结刚度比的二次方(k_(n)^(-)/k_(s)^(-))~2呈正相关,与k_(n)^(-)/k_(s)^(-)呈负相关;泊松比v与平行黏结刚度比k_(n)^(-)/k_(s)^(-)呈正相关;剪切裂纹比α与(k_(n)^(-)/k_(s)^(-))~2呈线性相关。最后,采用迭代法对响应曲面分析法和回归分析法获取的细观参数进行了优化,优化后的数值模拟结果与实验室结果在不同围压下的试样峰值强度、变形参数和破坏形态方面吻合度较高。迭代法为PFC^(3D)中平行黏结模型的细观参数标定提供了一种有效的方法,通过这一优化方法可以简化标定步骤,提升标定结果的适用性,提高模型的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 离散元PFC^(3d) 空心圆柱灰砂岩 平行黏结模型 细观参数标定 应力主轴旋转
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基于3D高斯溅射的人物化身重建算法
13
作者 李斌 张文慧 +1 位作者 项颖 郝禄国 《电子测量技术》 北大核心 2025年第10期177-185,共9页
针对基于神经辐射场的隐式建模技术在个性化三维人物化身的创建中存在训练效率低和人物姿势泛化能力不足的问题。本文提出了一种结合3D高斯溅射技术和人体参数化模型的显示表示方法,并引入基于注意力机制的Point Transformer架构,该架... 针对基于神经辐射场的隐式建模技术在个性化三维人物化身的创建中存在训练效率低和人物姿势泛化能力不足的问题。本文提出了一种结合3D高斯溅射技术和人体参数化模型的显示表示方法,并引入基于注意力机制的Point Transformer架构,该架构能够深入学习并提取每一帧中的人物姿势信息,并将其有效融合到高斯属性参数中,从而增强模型的渲染能力。在People-Snapshot数据集上的实验中,本文方法与当前先进方法进行了对比。定量结果显示,本文方法在PSNR指标上平均达到29.53,相较于基线方法提升了13.7%,表现出显著优势。定性评估表明,即使在人物大幅度运动的情况下,本文算法仍能有效保证渲染结果的完整性和细节表现。 展开更多
关键词 3d高斯溅射 参数化人体模型 三维人物重建 TRANSFORMER
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基于信息量-Scoops3D联合模型的地质灾害易发性评价 被引量：2
14
作者 余文秀 李秀珍 +4 位作者 郑玲静 孔纪名 邵其其 熊华勇 谢成 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期649-659,共11页
贵渝管道沿线地势险峻、构造活跃、雨量集中,崩滑流等地质灾害十分发育,科学开展管道沿线地质灾害的易发性评估工作对确保其安全运行至关重要。本研究在查明管道沿线自然地质环境及地质灾害分布的基础上,结合管道沿线地形地质特征、管... 贵渝管道沿线地势险峻、构造活跃、雨量集中,崩滑流等地质灾害十分发育,科学开展管道沿线地质灾害的易发性评估工作对确保其安全运行至关重要。本研究在查明管道沿线自然地质环境及地质灾害分布的基础上,结合管道沿线地形地质特征、管道展布与斜坡体的相互空间位置关系划分了101段适合管道工程特点的评价单元,基于信息量数理统计模型与Scoops3D物理力学模型对管道沿线地质灾害的易发性进行了评价。评价结果表明管道沿线地质灾害的高易发区主要集中在遵义及桐梓县附近,其中7段处于极高易发区,26段处于高易发区,20段处于中易发区,30段处于低易发区,18段处于极低易发区。通过ROC曲线分别求得信息量、Scoops3D以及二者联合模型的AUC值分别为0.796、0.683和0.803,结果表明信息量-Scoops3D联合模型的评价准确性最高。 展开更多
关键词 贵渝管道 地质灾害 信息量-Scoops3d联合模型 易发性评价
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砂型3D打印材料在岩体物理模型试验中的应用研究及展望 被引量：5
15
作者 余宸 田威 +1 位作者 王杰 高晋峰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期73-81,共9页
无法获得内部结构高度一致的岩体试样以及预制缺陷制作困难一直是岩石室内物理试验中面临的关键问题。3D打印技术作为近年来快速发展的先进制造技术,可以作为有效方法实现对复杂结构的制备,目前已经有众多研究学者将其应用于岩石室内物... 无法获得内部结构高度一致的岩体试样以及预制缺陷制作困难一直是岩石室内物理试验中面临的关键问题。3D打印技术作为近年来快速发展的先进制造技术,可以作为有效方法实现对复杂结构的制备,目前已经有众多研究学者将其应用于岩石室内物理试验中。为了寻求最接近于天然岩石细微观结构特征以及脆性特征的3D打印类岩石模型,相关学者采用了砂型材料对类岩石模型进行打印以达到代替天然岩石进行试验的目的,相关研究成果证实砂型3D打印材料具有与天然岩石材料相似的脆性特征、表面粗糙度特征、细微观结构特征、裂纹扩展规律等,为砂型3D打印类岩石模型开展岩石室内物理试验奠定了基础。基于此,根据近年来国内外相关研究以及本课题组近六年的研究成果,对基于砂型3D打印材料的岩体模型在岩石室内试验中的研究成果进行了总结分析,指出了现有研究存在的问题和局限性,并对未来砂型3D打印材料应用于岩石室内物理试验中的前景进行了展望。 展开更多
关键词 岩石力学 岩体物理模型 3d打印 砂型材料 力学性能 裂纹扩展
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包含偏硅酸影响的3D NAND磷酸湿法刻蚀动力学
16
作者 彭子林 周蕾 +2 位作者 邓庆航 叶光华 周兴贵 《化工学报》 北大核心 2025年第2期645-653,共9页
以磷酸为刻蚀剂选择性刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)堆叠结构中的Si_(3)N_(4),是3D NAND闪存芯片制造过程中最关键的步骤之一。随着3D NAND存储单元堆叠层数的不断升高,扩散限制越来越严重,刻蚀产物偏硅酸浓度梯度不断加大,致使刻蚀工艺面... 以磷酸为刻蚀剂选择性刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)堆叠结构中的Si_(3)N_(4),是3D NAND闪存芯片制造过程中最关键的步骤之一。随着3D NAND存储单元堆叠层数的不断升高,扩散限制越来越严重,刻蚀产物偏硅酸浓度梯度不断加大,致使刻蚀工艺面临刻蚀选择性低、氧化物回沾等问题。针对上述3D NAND湿法刻蚀问题,结合表征和动力学实验,获得了有无偏硅酸影响的磷酸刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)动力学模型。结果显示Si_(3)N_(4)刻蚀过程是水和磷酸等含氧亲核试剂对Si原子的亲核攻击过程,磷酸刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)的反应活化能分别为60.71 kJ·mol^(-1)和66.90 kJ·mol^(-1),亲核试剂破坏Si—O键所需能量高于Si—N键。包含偏硅酸影响的Si_(3)N_(4)和SiO_(2)刻蚀动力学显示偏硅酸浓度越高Si_(3)N_(4)和SiO_(2)的刻蚀速率越小,并且SiO_(2)刻蚀速率对偏硅酸浓度的变化更敏感。本工作的研究结果可为3D NAND磷酸湿法刻蚀工艺的设计优化提供一定的基础数据和理论认识。 展开更多
关键词 3d NANd闪存 湿法刻蚀 氮化硅 氧化硅 偏硅酸 化学反应 动力学 动力学模型
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3D打印建筑底层荷载的研究进展
17
作者 张大旺 杨欢 李辉 《材料导报》 北大核心 2025年第16期86-97,共12页
3D打印混凝土技术作为建筑施工的一项新工艺,具有无模板,建造效率高的特点,与传统混凝土不同,由于逐层堆积的建造方式,底层混凝土已成为3D打印建筑的主要受力部位,因此提高底层结构的承载力也成为了提高3D打印建筑可建造性和结构稳定性... 3D打印混凝土技术作为建筑施工的一项新工艺,具有无模板,建造效率高的特点,与传统混凝土不同,由于逐层堆积的建造方式,底层混凝土已成为3D打印建筑的主要受力部位,因此提高底层结构的承载力也成为了提高3D打印建筑可建造性和结构稳定性的重点研究方向之一。本文对比了传统的施工工艺与3D打印混凝土技术的不同;概括了底层混凝土因上层混凝土重力而产生的正应力、剪切应力以及描述两者关系的受力模型;并分析了底层混凝土因受力的非均质化而产生的变形,所导致的打印结构失效;并提出了三种优化底层荷载的方法:调整混凝土的凝结时间进行打印、提高混凝土的静态屈服应力和选择合理的打印工艺参数。 展开更多
关键词 3d打印混凝土技术 底层荷载 受力模型 变形 结构失效
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无人机冠层3D时序动态建模驱动棉花生物量高精度反演研究
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作者 胡正东 汤秋香 +3 位作者 樊世语 鲍龙龙 古丽达娜·沙勒山 林涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期103-110,共8页
地上生物量(AGB)精准估算是作物生长监测与精准农业决策的关键技术。针对传统无人机(UAV)遥感方法在棉花AGB估算中存在的双重局限——基于植被指数(VIs)的模型易受冠层光谱饱和效应干扰,且难以量化冠层三维结构动态与AGB累积的时空异质... 地上生物量(AGB)精准估算是作物生长监测与精准农业决策的关键技术。针对传统无人机(UAV)遥感方法在棉花AGB估算中存在的双重局限——基于植被指数(VIs)的模型易受冠层光谱饱和效应干扰,且难以量化冠层三维结构动态与AGB累积的时空异质性,本文融合UAV三维点云空间解析与冠层覆盖度时序特征,构建了基于株高×冠层覆盖度(PH×CC)的多维度估算模型。通过设计对比实验框架,评估了PH×CC模型与4种模型(VIs结合随机森林(RF)、梯度提升(GB)、支持向量机(SVM)及反向传播神经网络(BPNN))的性能差异。结果表明:PH×CC模型在测试集上表现出显著优势,其估算精度(决定系数R^(2)=0.93,均方根误差(RMSE)为15.30 g/m^(2))较最优传统模型(RF:R^(2)=0.76,RMSE为23.35 g/m^(2))提升22.3%(P<0.01)。机理分析表明,PH×CC参数通过协同表征PH垂直延伸与冠幅水平扩展的动态耦合关系,可解析83%的冠层结构变异(传统VIs模型仅57%),显著提升了模型对AGB-结构互作机制的解释能力。研究为突破无人机农情监测中“光谱-结构”信息融合的技术瓶颈提供了新方法,同时为解析棉花冠层生长动态的生物学机制提供了可量化的建模工具。 展开更多
关键词 棉花 地上部生物量 植被指数 3d模型 机器学习算法
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基于复合域特征的3D打印网格结构差异测量
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作者 杨国政 吴泱序 陈平 《中国测试》 北大核心 2025年第4期66-73,127,共9页
金属3D打印技术在制造复杂几何结构中展现出极高的自由度和设计灵活性,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。打印过程中容易出现缺陷和尺寸误差,影响结构性能和完整性,为解决此问题提出一种基于三维点云配准和自动提取重复结构... 金属3D打印技术在制造复杂几何结构中展现出极高的自由度和设计灵活性,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。打印过程中容易出现缺陷和尺寸误差,影响结构性能和完整性,为解决此问题提出一种基于三维点云配准和自动提取重复结构遍历对比的模型差异检测方法。首先通过CT扫描获取三维数据,结合体素直方图和阈值分割提取模型;其次提出复合域特征分析法,结合标准差表征空间域特征变化,并引入傅立叶变换进行频域特征分析,实现模型基本单元的自动提取;最后改进传统点云配准算法,使用FPFH特征和ICP算法进行全局和精细配准,计算模型误差,进行差异分析与可视化。实验结果表明,该方法能高效准确地检测出模型差异和缺陷,显著提升三维网格结构的检测精度和效率。 展开更多
关键词 金属3d打印 镂空网格 模型差异检测 复合域特征 点云配准 三维可视化
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基于FY-3D NDVI的2019-2023年中国北方草地250 m分辨率植被覆盖度数据集
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作者 张磊 周广胜 +1 位作者 任鸿瑞 吕晓敏 《中国科学数据(中英文网络版)》 2025年第2期515-523,共9页
受全球变暖和人类活动影响,中国北方草地正面临着严重的退化和沙化问题。尽管遥感技术可以即时、准确、大范围地监测草地生态系统的健康情况,但是国产风云卫星在此领域的应用鲜有报道。以植被覆盖度为指标,本研究利用中国北方FY-3D NDV... 受全球变暖和人类活动影响,中国北方草地正面临着严重的退化和沙化问题。尽管遥感技术可以即时、准确、大范围地监测草地生态系统的健康情况,但是国产风云卫星在此领域的应用鲜有报道。以植被覆盖度为指标,本研究利用中国北方FY-3D NDVI遥感数据、草地类型和土壤类型数据,根据各区域植被和土壤类型确定纯植被像元和纯裸土像元值,通过像元二分模型制作2019-2023年中国北方草地250 m分辨率植被覆盖度数据集。经实测样本验证,本数据集总体R2=0.66,RMSE=0.16,且与现有植被覆盖度产品一致性较高。本数据集能够验证FY-3D遥感数据在监测草地生态健康的应用潜力,同时为研究近年来中国北方草地的时空变化情况提供宝贵的数据资源。 展开更多
关键词 植被覆盖度 像元二分模型 草地 中国北方 FY-3d NdVI
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