上海电机学院部分科研团队9月项目进展

发布时间:2022-09-30



机械学院刘越博士与合作者共同揭示出含夹杂弹性带在稳态或瞬态热载荷作用下的断裂力学机理

 

在交通运输、航空航天、军事国防等领域,材料的强度和刚度始终是一个不可忽视的问题。然而材料在生产和使用过程中难免会存在介质缺陷,研究含缺陷材料在热载荷作用下的应力场分布对相关结构的安全性设计具有重要的指导意义。

上海电机学院机械学院刘越博士与合作者共同研究了含夹杂弹性带在稳态或瞬态热载荷作用下的力学行为。将夹杂假定为热绝缘超薄刚体并基于奇异积分方程求解获得了含夹杂复合介质的热应力场和热应变场,分析了夹杂尖端附近的应力奇异性,给出了热应力强度因子表达式,揭示了温度条件、夹杂位置和弹性带宽度对热应力强度因子的影响规律。

 



 

该研究成果揭示了含夹杂弹性带在热载荷作用下的断裂力学机理,为含夹杂复合介质的结构强度分析提供理论参考,其研究方法也可以推广到其他功能复合结构的热应力场分析中。

相关成果近期发表在国际期刊《Mechanics Research Communications》上。

 

 


 

商学院徐旭博士在城市危险废物管理与逆向物流研究方面取得重要进展

城市危险废物的处理流程包括废物的收集、分类、储存、包装、运输以及加工等,形成了危险废物逆向物流。城市危险废物如果处理不当,可能对环境和人类健康造成严重后果。

上海电机学院商学院徐旭团队在梳理商品废物、生活垃圾以及电子垃圾回收管理模式的基础上,提出了一种基于物联网技术的城市危险废物逆向物流管理方法(MHWM-IoT)。

 


 

 

团队进一步通过模拟分析,阐明了MHWM-IoT在数据管理、可持续性、绩效评估、资源损耗、能源使用影响等方面比传统方法更具有优势,效率提升了95.09%


 


该成果以“Municipal hazardous waste management with reverse logistics exploration”为题,发表于国际期刊Energy Reports上。上海电机学院商学院徐旭副教授为论文第一作者与通讯作者。

 

 

 

  

 

机械学院胡红磊博士实现Fe-Ni基奥氏体抗氢合金晶界特征分布进一步优化并揭示了锯齿晶界形成机理

 

近日,上海电机学院机械学院胡红磊博士,通过形变控冷热处理工艺,在沉淀强化Fe-Ni基奥氏体抗氢合金实现晶界结构的进一步优化方面取得了新进展。主要表现为获得高比例Σ3n晶界的同时,将随机晶界转变为锯齿晶界,进一步提高特殊晶界、特殊三叉晶界比例。这项工作为改善材料性能,抑制沿晶裂纹产生带来了新思路。

晶界(grain boundary)是结构相同而取向不同晶粒之间的界面,然而不同晶界类型表现出不同性能。随机晶界作为材料的薄弱环节,常与晶间腐蚀、应力腐蚀和氢脆等裂纹的萌生与扩展密切相关。学者们研究发现,通过引入Σ3n晶界打断随机晶界网络连通性可以优化材料性能,进而发展出晶界工程(Grain Boundary Engineering GBE)。然而一个关键问题是∑3n边界比例存在上限,这限制了其作用。

 


1. (a-b)锯齿晶界APT三维空间分布图;(c)析出相组分近邻直方图;(d)基体与晶界NiTiAl一维浓度分布图



 针对上述问题,胡红磊博士采用5%冷轧变形,随后在980˚C保温1h并缓冷至920˚C,空冷的形变控冷热处理工艺,通过在不同阶段引入不同类型晶界,将Σ3n晶界提升至70%以上,同时通过将平直随机晶界转变为锯齿晶界,进一步将特殊三叉晶界比例提升至85%以上,并阐明了沉锯齿晶界的形成机理,进而有望进一步抑制氢致沿晶裂纹,改善材料的抗氢性能

 该成果以“An approach to regulating grain boundary network by introducing high fraction of 3n and serrated grain boundaries simultaneously in Fe-Ni based alloy”为题,发表在国际期刊Materials Letters上,上海电机学院胡红磊博士为论文的第一作者。

 论文标题:An approach to regulating grain boundary network by introducing high fraction of 3n and serrated grain boundaries simultaneously in Fe-Ni based alloy

 

 

 

 

电子信息学院王小刚老师在国际知名期刊《IEEE Transactions on Computers》 上发表学术论文

 

近日,我校电子信息学院王小刚老师作为第一作者,我校作为第一单位,与上海交通大学计算机科学与工程系教授团队、澳大利亚墨尔本大学计算与信息系统学院教授团队合作,在国际知名期刊IEEE Transactions on Computers上发表题为“Adaptive Cloud Bundle Provisioning and Multi-Workflow Scheduling via Coalition Reinforcement Learning”的学术研究论文。IEEE Transactions on ComputersIEEE协会计算机系统与结构领域顶刊,中国计算机学会(CCF)推荐为A类期刊,1952年创刊,每年发表文章仅160多篇,是计算机专业老牌国际期刊,声誉较高,行业内广受认可。


 


现代人工智能中的图像深度学习分类、大规模生物信息处理以及互联网购物和媒体交互等应用系统常被部署在数据中心云端进行计算,以充分利用云端的大规模计算和存储能力,节省应用系统的运行成本。然而,此类系统往往包含大量复杂业务流程的任务流,而且大量用户发起业务请求后,对云端虚拟机(VM)计算资源的自动配置和供应带来极大挑战。现有方法大多集中在单一类型VM的资源供应上,很少考虑多类型VM实例同时供应,导致云端对复杂工作流任务的VM实例供应不均衡,从而使系统执行性能下降,云计算资源使用成本也随之增大。为此,王小刚老师提出了一种自适应的云包实例供应和多工作流调度模型,用于在多类型VM实例上动态地执行复杂工作流的水平和垂直云资源自动缩放。在模型中,首先提出了深度优先搜索联盟强化学习(DFSCRL)的云资源供应策略,该策略将物理机(PM)联盟的形成与Q-learning算法相结合;然后从PM联盟中动态生成一个最优的多类型VM实例包,最终提供这些实例给多个工作流并发执行。理论和实验证明在多类型VM实例供应场景中,所提方法提高了云端复杂应用系统的运行性能,同时较大地降低了云计算资源的总体租赁成本。







从上海交大计算机科学与技术专业博士毕业后,王小刚老师在云计算和服务计算领域不断进行探索,并结合人工智能、物联网应用领域开展研究。20199月至20209月在澳大利亚墨尔本大学计算与信息系统学院云计算与分布式系统实验室进行访学研究,并于2021年分别以第一作者在国际知名期刊(IEEE Transactions on Services ComputingCCF B类,JCR 1区;Future Generation Computer SystemsJCR 1区)上连续发表了云计算相关领域两篇高水平文章,本项研究工作是该两项前期工作的延续,系列相关研究工作的创新性获得了期刊主编和审稿专家的一致认可。

 

 

  

 

电子信息学院李靖超团队实现了基于射频“基因”的泛在电力物联网物理层认证识别

随着无线通信网络带来的信息安全问题不断涌现,尤其是用户身份假冒、重放攻击和设备克隆等问题。近年来各国发生的攻击事件(如通过智能数据攻击导致电网发生切负荷、线路过载断线、连锁故障等)也逐步将电网在信息安全方面存在的各种隐患暴露出来。如何准确地识别和认证物联对象是电力物联网面临的首要问题,也是电力电力物联网应用的基础。电力物联网非法接入设备的数据攻击将对整个网络造成严重的干扰与威胁,仅依靠传统的应用层密码认证方法难以保证通信系统的安全,因此设计有效的物理层认证系统具有重要意义。

电子信息学院李靖超团队在上海市自然科学基金、国家自然科学基金等项目的资助下,将物联网终端设备发射的电磁波信号所携带的固有的、本质的无意调制信息,作为物联设备可识别的“基因”特征,通过差分等势星球图的有效特征提取方法,构建了设备基因特征的精细画像数据库,将一维射频信号特征集转化为二维数字图像集,并采用深度卷积神经网络对提取的射频基因精细画像进行智能识别,实现了物联网物理层终端设备的可靠识别与认证。

 


 


差分等势星球图作为物联设备可识别特征具有更好的鲁棒性,即使不估计和补偿接收机的载频偏差和相位偏差,也可以获得通信辐射源(发射机)的可靠的射频基因特征,基于所提出方法的识别成功率可达到98.6%

相关成果近期发表在《Energy Science & Engineering》和《Energy Reports》等国际期刊上,同时申请软件著作权3套。

 

 

 

机械学院杨杰团队揭示出平面荷载作用下界面周期性裂纹与圆形孔洞的相互作用机理

近年来,复合结构由于其优异的力学性能在工程中的应用日益广泛。然而,材料在生产和使用的过程中难免会产生各种各样的介质缺陷,界面裂纹及孔洞等缺陷处的应力集中现象往往是复合结构中常见的失效形式。

上海电机学院机械学院杨杰团队针对各向同性双相介质中界面周期性裂纹及圆形孔洞相互作用时的出平面应力场问题提出一种解析方法。团队采用裂纹“切割”技术和界面“契合”技术解决界面周期性裂纹的构造问题,利用“镜像”思想构造满足控制方程和边界条件的等效波场,通过数值计算讨论了不同因素对介质缺陷附近动应力集中分布影响。




 

 

该研究成果可以反映界面周期性裂纹和圆形孔洞的相互作用机理,为复合缺陷结构的优化提供理论参考,其研究方法也可以推广到其他复合缺陷结构的出平面应力场分析中。

相关成果近期发表在国际期刊《Mechanics of Advanced Materials and Structures》和《Journal of Electromagnetic Waves and Applications》上。