金属增材制造(MAM)技术在制造与再制造行业中得到广泛应用,微观组织模拟逐渐凸显其重要性。传统的凝固微观组织模拟方法在MAM应用中都有其优缺点。本文建立了一种确定性凝固微观组织模型,即“侵入模型”,以避免传统方法的本质缺陷。该模型不模拟各个柱状晶粒的生长动力学或推导变量的场形式,而是关注相邻双晶之间的相互作用。在双晶系统中,晶界从热梯度方向的倾斜被理解为一个晶粒向另一个晶粒的瞬时侵入行为,而MAM形成过程中的竞争性晶粒生长行为则是双晶系统中所有侵入行为的总结。为了填补快速凝固理论的空白,利用人工神经网络(ANN)建立了快速定向凝固条件下各向异性生长效应的数据库。以采用线材送料定向能量沉积 (DED) 制备的具有完整树枝状柱状晶粒 (原始 β 晶粒) 的 Ti6Al4V 薄壁样品为基准,测试了新模拟模型的有效性。沿堆积方向重构的原始 β 晶粒的晶粒几何结构与模拟结果具有很好的一致性。在满足应用范围的情况下,该模型还可以应用于 MAM 的其他情况或与各种模型结合,以实现实时凝固晶体学特征预测。关键词:增材制造;微观结构;建模;凝固
1 斯坦福大学医学院精神病学和行为科学系,斯坦福,CA 94305。2 斯坦福大学医学院神经病学和神经科学系,斯坦福,CA 94305。3 斯坦福大学医学院斯坦福神经科学研究所,斯坦福,CA 94305。4 Athena,Inria Sophia Antipolis,法国蔚蓝海岸大学,2004 route des Lucioles 06902 Sophia Antipolis CEDEX,法国。 5 普林斯顿大学普林斯顿神经科学研究所,新泽西州普林斯顿 08544 6 斯德哥尔摩皇家理工学院计算科学与技术系,新泽西州斯德哥尔摩 08544。7 Defi,Inria Saclay 法兰西岛,巴黎南大学综合理工学院 1 Rue Honoré d'Estienne d'Orves 91120 Palaiseau,法国。 8 Parietal,Inria Saclay Île-de-France,CEA University Paris Sud 1 Rue Honoré d'Estienne d'Orves 91120 Palaiseau,法国。通讯作者:Vinod Menon 博士和 Demian Wassermann 博士。电子邮件:menon@stanford.edu; demian.wassermann@inria.fr
产前暴露于孕产妇炎症的增长与不良神经发育结局有关,包括非典型的大脑成熟和精神病。在经历社会经济劣势的母亲中,免疫激活可能是这种环境困难所固有的慢性压力的产物。虽然促进临床前和临床证据的发展已经显示出改变了新生儿大脑发育的改变与子宫内炎症状态的增加之间的联系,但社会经济劣势差异影响神经免疫串扰的潜在机制仍然不清楚。在当前的研究中,我们调查了320个因贫困而过采样的母亲二元组中的社会经济劣势,妊娠中肿块和新生儿白质微观结构之间的关联。我们在妊娠过程中分析了四种细胞因子(IL-6,IL-8,IL-10,TNF-α)的产妇血清水平与后代白质微观结构和社会经济缺陷有关的妊娠过程。较高的平均母体IL-6与非常低的社会经济状况(SES; INR <200%贫困线)和较低的新生儿皮质脊髓分数各向异性(FA)和较低的非轴向扩散(AD)有关。没有其他细胞因子与SES相关。较高的平均母体IL-10与Callosum和皮质脊髓区域中的FA较低和较高的径向扩散率(RD)相关,较高的光学辐射RD,下腹部下额叶和较低的FA和下部额叶额叶和较低的FA。SES调节妊娠期间平均母体TNF-α水平与新生儿白质扩散率之间的关系。当分解这些相互作用时,模式表明这种关联在非常低的SES新生儿中是显着和正面的,因此TNF-α与下符号AD成反比和显着相关。相比之下,在更优势的新生儿(较低至高的SES [INR≥200%贫困线])中,TNF-α与上符号AD呈阳性且显着相关。综上所述,这些发现表明,产前细胞因子暴露与白质微观结构之间的关系随SES的函数而不同。这些模式与一个场景一致,即妊娠弹性对白质发育的影响取决于子宫内基础资源的可用性。
用高科技合金制造结构件的成本很高,因此,缺陷或磨损的修复对工业生产来说是一项重要的资产[1]。在众多新技术中,激光熔覆(又称直接能量沉积)正处于新兴领先地位。与其他修复工艺相比,熔覆中的能量输入是空间局部的,受热影响区较小[2–4]。在激光熔覆修复的部件中,基材和熔覆区之间会形成一个具有微观结构梯度的界面。它决定了修复部件的内聚力和寿命[5, 6]。工艺参数和部件的具体几何形状共同控制着热输入、熔池形状、空间温度梯度和冷却速度,而这些因素决定着材料的微观结构。材料体积可以经过多次凝固-再熔化循环,打印上述各层,具体取决于熔池深度和形状,熔池深度和形状可能非常复杂,正如 Biegler 等人在 [7] 中通过实验展示的那样。材料随后也会经历退火,因为部件一直处于高温下,直到工艺结束 [8, 9]。
由于缺乏全面的数据集和缺陷类型的多样性,自动检测增材制造的 Ti6Al4V 材料中的微观结构缺陷面临巨大挑战。本研究介绍了一种应对这些挑战的新方法,即开发专门针对扫描电子显微镜 (SEM) 图像的微观结构缺陷数据集 (MDD)。我们使用此数据集训练和评估了多个 YOLOv8 模型(YOLOv8n、YOLOv8s、YOLOv8m、YOLOv8l 和 YOLOv8x),以评估它们在检测各种缺陷方面的有效性。主要结果表明,YOLOv8m 在精度和召回率之间实现了平衡,使其适用于可靠地识别各种缺陷类型中的缺陷。另一方面,YOLOv8s 在效率和速度方面表现出色,尤其是在检测“孔隙”缺陷方面。该研究还强调了 YOLOv8n 在检测特定缺陷类型方面的局限性以及与 YOLOv8l 和 YOLOv8x 相关的计算挑战。我们的方法和发现有助于科学地理解增材制造中的自动缺陷检测。MDD 的开发和 YOLOv8 模型的比较评估通过提供检测微结构缺陷的强大框架来推进知识水平。未来的研究应侧重于扩展数据集和探索先进的 AI 技术,以提高检测准确性和模型泛化能力。
摘要:激光定向能量沉积 (L-DED) 是一种值得注意的增材制造方法,其中金属粉末通过喷嘴喷涂,然后使用激光逐层压实。与其他增材制造工艺不同,DED 对制造部件尺寸的限制较少,这使其有利于生产大型部件。然而,在增材制造中使用 DED 需要仔细优化各种工艺参数,包括激光功率、送粉速率、喷嘴扫描速度和沉积路径,因为这些参数会显著影响制造部件的几何形状和性能。最近的研究已经广泛调查了在不同能量密度下通过 DED 制造的部件的微观结构和性能,但对与送粉相关的变量的研究仍然缺乏。在本研究中,以粉末线密度 (PLD) 为参数,观察到在使用 STS316L 进行 DED 增材制造时,焊珠几何形状、微观结构和力学性能的变化以及送粉密度的变化。通过粉末进料速率和扫描速度控制,利用粉末线密度对 STS316L 合金粉末进行 1 线沉积,从而能够在沉积过程中观察焊珠的几何形状和熔池形状。此外,通过控制粉末线密度的 DED 制造方形样品,以观察由此产生的微观结构和机械性能。观察到,即使在相同的能量密度下,样品也会根据粉末线密度表现出不同的晶粒形貌、微观结构和机械性能,各向异性的变化尤其显著。这凸显了粉末进料密度作为与能量密度一起优化 DED 增材制造工艺的关键变量的重要性。本研究的结果有望通过调节粉末进料密度来帮助控制金属增材制造工艺中制造部件的各向异性和强度。
一艘船的建造使用寿命为20至30年。船舶退役是结束船舶运行的行为。拆解是拆除退役船舶的行为。拆除后的钢材可以作为废料出售或用于其他用途。在此背景下,该项工作旨在评估通过 MAG 焊接海军废料板材的接头。 X 射线荧光 (XRF) 显示所收到的材料符合碳钢 ASTM A131 标准。焊接后焊接接头组织为熔合区内的针状铁素体、晶界铁素体、魏氏体和马氏体;热影响区组织为铁素体、多边形铁素体、粒状贝氏体;以及母材中含有铁素体的珠光体。这些区域的硬度与其组成相一致。所得结果符合预期,证实了采用 MAG 工艺焊接海军废料并在新舰船上重复使用的可行性。
本文提出了一个新型混合LSTM-KNN框架,用于检测高频信用违约互换(CDS)市场中市场微观结构异常。该框架将长期短期记忆网络的时间学习能力与K-Nearthert邻居分类的模式识别强度相结合,以识别价格上涨和市场异常。通过分析2020年至2023年的高频CD市场数据,包括来自五个主要CD指数的250万个数据点,该研究表明跳跃检测准确性有了显着提高。混合模型的准确率达到92.8%,与独立的深度学习方法相比,比传统统计方法提高了15.2%,增强了8.5%。该框架保持计算效率,平均处理延迟为48.2毫秒,从而实现了实时市场应用。经验分析揭示了检测到的跳跃与市场流动性状况之间的密切相关性,而投标差价和订购书籍失衡被确定为关键预测指标。该研究在风险管理和市场监视中对市场微观结构动态和实际应用有助于理论理解。
1 引言 镍基高温合金具有优异的高温力学性能、高抗蠕变和疲劳性能以及非常好的耐腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和燃气轮机的涡轮叶片。镍基高温合金在恶劣条件下长期服役的性能,很大程度上取决于合金元素、合金浓度和强化相的形态。在工业实践中,镍基高温合金 René N5 在完全热处理状态下使用。固溶处理可使微观结构部分均质化,随后的时效可获得高体积分数的立方体状 γ′ 沉淀物。因此,获取更多有关铸态高温合金微观结构和性能的信息对于正确设计和控制后续热处理至关重要。枝晶间和枝晶间元素的凝固偏析会诱发非平衡相的形成,如碳化物、共晶相或其他低熔点相,这些相应在均质化过程中溶解[1-3]。
W 的高耐磨性和机械强度与 Cu 的高热导率相结合,使 Cu/W 系统成为等离子体实验中散热器和耐辐射应用的有吸引力的候选材料。然而,多层膜和涂层的最终机械性能在很大程度上取决于层的微观结构。在这项工作中,系统地研究了具有不同内部界面密度的 Cu/W 纳米多层膜在两种相反的面内应力状态下的机械性能,并与文献进行了批判性讨论。使用具有最先进的神经网络势的原子模拟来解释杨氏模量和硬度的实验结果。结果表明,微观结构,特别是与应力状态相互关联的孔隙率和界面无序相关的过量自由体积,对机械性能有很大影响,尤其是 Cu/W 纳米多层膜的杨氏模量。