成分分析的案例
【JY】主成分分析與振型分解
【主成分分析法】
（詳見《多元統(tǒng)計(jì)分析》）設(shè)對(duì)某一事物的研究涉及p個(gè)指標(biāo)，分別用X1，X2，…，X。表示，這p個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的p維隨機(jī)向量為X=(X1，X2，…，Xp)'。設(shè)隨機(jī)向量X的均值為μ。
對(duì)X進(jìn)行線性變換，可以形成新的綜合變量，用Y表示，也就是說，新的綜合變量可以由原來的變量線性表示，即滿足下式：
而它的幾何意義在于，在處理涉及多個(gè)指標(biāo)問題的時(shí)候，為了提高分析的效率，可以不直接對(duì)p個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的p維隨機(jī)向量X=(X1，X2，…，Xp)'進(jìn)行分析，而是先對(duì)向量X進(jìn)行線性變換，形成少數(shù)幾個(gè)新的綜合變量Y1，Y2，…，Yp，使得各綜合變量之間相互獨(dú)立且能解釋原始變量盡可能多的信息。這樣，在以損失很少部分信息為代價(jià)的前提下，達(dá)到簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高分析效率的目的。
主成分分析方法的幾何意義
進(jìn)行主成分分析的目的之一是減少變量的個(gè)數(shù)，所以一般不會(huì)取p個(gè)主成分，而是取m<p個(gè)主成分。
展開 國高材案例 | 電子產(chǎn)品固定裝置開裂失效分析及成分分析
據(jù)了解，失效件來自多個(gè)生產(chǎn)批次，但其原材料集中在同一批次中，考慮失效模式可能為配方工藝失效，所以進(jìn)行失效位置的全成分定量分析及失效分析。
02
案例分析
失效件原材料集中在同一批次，其他批次原材料未出現(xiàn)失效斷裂，需進(jìn)行該批次原材料的全成分定量分析，且該裝置是裝配后出現(xiàn)的失效，分析方案需要考慮裝配件的影響，并對(duì)裝置進(jìn)行應(yīng)力評(píng)價(jià)測(cè)試。
03
結(jié)果分析
(1) 形貌分析
掃描電鏡形貌結(jié)果顯示，NG件斷裂面孔洞缺陷處表面較為粗糙，呈現(xiàn)“顆粒狀”（見圖1）；并且NG件螺孔內(nèi)表面有明顯的弧形凹陷形貌（見圖2）；靠近孔洞缺陷的一側(cè)斷面較為平整（見圖2(a)區(qū)）；另一側(cè)斷面較粗糙、有弧形擴(kuò)展紋、靠近外邊緣有臺(tái)階狀形貌（見圖2(b)區(qū)、(c)區(qū)）。
圖1. NG件斷裂螺柱內(nèi)部孔洞放大圖
圖2. NG件斷裂螺柱內(nèi)部形貌
(2) 成分分析
根據(jù)定性定量成分分析測(cè)試結(jié)果表明，NG件和OK件主要成分均為POM材質(zhì)，助劑和填料成分存在差異。其中OK件中含有較多苯代三聚氰胺BGA，且含量高于NG件，其抗氧劑含量也高于NG件；NG件中含有硫酸鋇和磷酸三苯酯，而OK件幾乎沒有。
圖3 產(chǎn)品裂解圖
(3) 應(yīng)力評(píng)價(jià)
采用鹽酸對(duì)樣品進(jìn)行應(yīng)力評(píng)價(jià)，如圖3所示，酸蝕后的OK件底端、側(cè)端均出現(xiàn)橫向裂紋；OK件側(cè)端、OK件頂端出現(xiàn)由內(nèi)向外的應(yīng)力開裂。表明制件在這些位置存在較大的內(nèi)應(yīng)力，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。
展開 CAESES中基于主成分分析的參數(shù)降維功能應(yīng)用
為了解決這一痛點(diǎn)，CAESES 5.0 基于主成分分析的方法，開發(fā)了降維的功能。
我們把設(shè)計(jì)變量能表示的所有船型方案叫做設(shè)計(jì)空間。N個(gè)設(shè)計(jì)變量對(duì)應(yīng)N維設(shè)計(jì)空間。降維的功能旨在降低設(shè)計(jì)空間的維度，即減少設(shè)計(jì)變量。利用主成分分析的方法，在保證變形效果不變的前提下，把設(shè)計(jì)變量數(shù)降下來，從而大大提高優(yōu)化效率。（注意設(shè)計(jì)變量數(shù)降下來并不是傳統(tǒng)的通過敏感性分析等方法剔除部分變量，而是通過數(shù)學(xué)方法，用幾個(gè)變量代替所有變量）
下面通過一個(gè)案例來介紹降維功能的使用方法。 選取KCS船進(jìn)行靜水阻力優(yōu)化。在船體球鼻艏、船艏、船舯、船艉共設(shè)置了 17 個(gè)設(shè)計(jì)變量。變形效果如下圖：
二、降維設(shè)置與計(jì)算
點(diǎn)擊Optimize>Design Space Utilities>
Dimensionality Reduction，設(shè)置Samples：1000，Points per sample: 8000。意為根據(jù)17個(gè)設(shè)計(jì)變量，生成1000個(gè)船型方案每個(gè)船型幾何上取8000個(gè)點(diǎn)，用于比較分析各個(gè)方案的幾何區(qū)別。
點(diǎn)擊綠色啟動(dòng)按鈕，CAESES會(huì)自動(dòng)生成方案進(jìn)行比較分析。該過程僅涉及幾何運(yùn)算，不進(jìn)行仿真計(jì)算，用時(shí)較少。實(shí)測(cè)用20核，1000個(gè)方案，每個(gè)方案8000個(gè)點(diǎn)，分析需要110分鐘左右。
三、降維效果分析
分析結(jié)束后，dimensionalityReduction設(shè)置界面自動(dòng)跳轉(zhuǎn)：
改變number of Principal Parameters，觀察Percentage of Captured Variance。如上圖，基于1000個(gè)船型幾何的主成分分析得出，設(shè)置6個(gè)主參數(shù)，可以捕捉到99.9%的變形效果，滿足設(shè)計(jì)需求。
調(diào)整圖片下半部分的6個(gè)主參數(shù)，點(diǎn)擊To CAD，即基于主參數(shù)值推出17個(gè)設(shè)計(jì)變量的值。
展開 寧德時(shí)代電解液創(chuàng)新研究榮登《自然》頂刊，案例解析電解液成分分析方法
近日，寧德時(shí)代21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室歐陽楚英、王瀚森團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成的鋰金屬電池研究成果發(fā)表于國際頂級(jí)期刊《自然·納米技術(shù)》（即Nature Nanotechnology），研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)了動(dòng)態(tài)追蹤技術(shù)，讓電池全生命周期內(nèi)活性鋰與電解液各成分的動(dòng)態(tài)演化，從“黑箱”走向“白箱”，為鋰電行業(yè)提供了新的視角。
01
電解液成分分析的重要性
鋰離子電池（LIB）已經(jīng)徹底改變了便攜式電子設(shè)備、汽車工業(yè)和可再生能源儲(chǔ)存領(lǐng)域，適用于各種應(yīng)用。LIB的主要組成部分，包括正極、負(fù)極、電解液、隔膜和集流體，共同管理工作在電池單元充放電過程中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。
液體電解液（LE）是商業(yè)LIB中常用的一種電解液，因?yàn)樗绕渌娊庖焊阋耍菀字圃臁E是一種復(fù)雜的混合物，包含有機(jī)溶劑、鋰電解質(zhì)鹽和添加劑，這些添加劑在離子電導(dǎo)率和穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、安全性和過充保護(hù)方面起著重要作用。而且，LE成分在重復(fù)充電周期中發(fā)生變化，老化可能會(huì)影響整體電池性能。因此，掌握電解液成分分析的方法至關(guān)重要，它不僅能夠優(yōu)化電池性能，還能預(yù)防潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并推動(dòng)下一代電池技術(shù)的突破。
02
檢測(cè)案例
國高材分析測(cè)試中心擁有一套成熟的電解液成分分析方案，能夠?yàn)殇囯x子電池電解液等復(fù)雜樣品提供精確的成分分析服務(wù)，通過采用了包括氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）、液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（LC/MS）和電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）在內(nèi)的多種分析技術(shù)，對(duì)電解液中的有機(jī)溶劑、鋰鹽、添加劑等成分進(jìn)行全面的定性和定量分析，有助于理解電解液的老化過程，還能為電池制造商提供電解液逆向工程的寶貴信息，從而有助于改進(jìn)電池的性能和可靠性。
展開 
材料成分分析方法
當(dāng)在進(jìn)行材料選擇時(shí)，其中重要的一環(huán)是對(duì)材料的成分進(jìn)行分析，材料成分分析方法主要包括：
1、化學(xué)分析：化學(xué)分析又稱經(jīng)典分析，包括滴定分析和重量分析兩部分，是根據(jù)樣品的量、反應(yīng)產(chǎn)物的量或所消耗試劑的量及反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，經(jīng)計(jì)算得待測(cè)組分的含量。化學(xué)分析是鑒別材料中附加成分的種類、含量，是剖析材料組成、準(zhǔn)確定量的必要手段。
2、差熱分析：熱分析是研究熱力學(xué)參數(shù)或物理參數(shù)與溫度變化關(guān)系分析的方法，可分性材料晶型轉(zhuǎn)變、熔融、吸附、脫水、分解等物理性質(zhì)，在物理、化學(xué)、化工、冶金、地質(zhì)、建材、燃料、輕紡、食品、生物等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過熱分析技術(shù)的綜合應(yīng)用可以判斷材料種類、材料組分含量、篩選目標(biāo)材料、對(duì)材料加工條件、 使用條件做出準(zhǔn)確的預(yù)判，是材料分析過程中非常重要的組成部分。
3、元素分析：元素分析是研究被測(cè)元素原子的中外層電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)吸收或者放出的特征譜線的一種分析手段，通過特征譜線的分析可了解待測(cè)材料的元素組成、化學(xué)鍵、原子含量及相對(duì)濃度。元素分析針對(duì)材料中非常規(guī)組分進(jìn)行前期元素分析，輔助和佐證色譜分析，是材料分析中必不可少的環(huán)節(jié)。
4、光譜分析：光譜分析是通過對(duì)材料的發(fā)射光譜、吸收光譜、熒光光譜等特征光譜進(jìn)行研究以分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征或含量的方法，光譜分析根據(jù)光的波長(zhǎng)分為可見、紅外、紫外、X射線光譜分析。利用光譜分析可以精確、迅速、靈敏的鑒別材料、分析材料分子結(jié)構(gòu)、確定化學(xué)組成和相對(duì)含量。是材料分析過程中對(duì)材料進(jìn)行定性分析首要步驟。
5、色譜分析：是材料不同組分分子在固定相和流動(dòng)相之間分配平衡的過程中，不同組分在固定相上相互分離，已達(dá)到對(duì)材料定性分析、定量的目的。根據(jù)分離機(jī)制，色譜分析可以分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等分析類別，通過各種色譜技術(shù)的綜合運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)各種材料的組分分離、定量、定性分析。
展開 技術(shù)研究｜一種新型的導(dǎo)熱硅脂成分分析
要及時(shí)查閱文獻(xiàn)資料，成分，形貌，元素，尺寸等多方面因素進(jìn)行綜合分析。
05
經(jīng)驗(yàn)與建議
對(duì)于這種未知的新型材料樣品做成分分析，要積極查閱資料，及時(shí)觀察樣品形態(tài)和試驗(yàn)現(xiàn)象并記錄下來，要從多個(gè)角度去分析樣品，在了解樣品主成分后要設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案。
197基于matlab 的關(guān)于主成分分析的詳細(xì)代碼 ￥12.2
基于matlab 的關(guān)于主成分分析的詳細(xì)代碼，附帶數(shù)據(jù)及gui界面文件，可直接運(yùn)行。多種數(shù)據(jù)預(yù)處理方式，可輸出多種結(jié)果。注意的是只能按照主成分個(gè)數(shù)進(jìn)行分析。按照累計(jì)貢獻(xiàn)率有報(bào)錯(cuò)。程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。
透骨消痛顆粒治療膝骨性關(guān)節(jié)炎骨內(nèi)高壓的成分模擬分析
方法采用主成分分析、描述符計(jì)算等計(jì)算機(jī)方法來研究透骨消痛顆粒中分子和與血液循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)藥物分子／類藥分子的化學(xué)空間。結(jié)果透骨消痛顆粒中分子有良好的多樣性，具有類藥性質(zhì)，存在與血液循環(huán)系統(tǒng)作用的分子。結(jié)論透骨消痛顆粒可通過改善血液循環(huán)來達(dá)到防治膝骨性關(guān)節(jié)炎骨內(nèi)高壓。
透骨消痛顆粒治療膝骨性關(guān)節(jié)炎骨內(nèi)高壓的成分模擬分析.pdf
案例分享｜一種水性底漆成分的定性定量分析，應(yīng)用于產(chǎn)品配方優(yōu)化
2、案例敘述
1、背景描述
樣品為某款水性底漆，客戶要求對(duì)底漆中的成分進(jìn)行定性定量分析，包括樹脂、溶劑、助劑和填料。
圖1 樣品照片
2、案例分析方案
由于油漆類樣品具有常溫即可揮發(fā)的特性，給溶劑的提取、分離或分析帶來一定的困難。通常的溶劑定性鑒定方法有兩種：1）頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀直接測(cè)試揮發(fā)組分；2）減壓蒸餾分離溶劑后測(cè)試氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。由于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的頂空氣相色譜儀沒有配備質(zhì)譜檢測(cè)器，因此無法對(duì)揮發(fā)組分進(jìn)行定性。同時(shí)，在采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀分離溶劑與樹脂時(shí)，發(fā)現(xiàn)即使在低溫（60℃）低真空條件下進(jìn)行，也出現(xiàn)了樣品急劇發(fā)泡的情況，達(dá)不到分離的目的，同時(shí)也會(huì)污染旋蒸儀，如圖2。由于客戶提供的樣品量比較少，在考慮了實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的條件下，嘗試采用熱脫附GCMS對(duì)溶劑及可揮發(fā)組分進(jìn)行分析。
圖2 采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀分離溶劑與樹脂
針對(duì)客戶提供的樣品，參考水性涂料的配方，設(shè)計(jì)圖3中所示分析方案。首先在不破壞樣品的情況下，做一個(gè)原樣的紅外光譜圖，可初步確定涂料的樹脂及主要溶劑的成分，將樣品中的溶劑烘干后測(cè)試烘干固體的紅外光譜及裂解GCMS（PY-GCMS），可輔助判定樹脂種類。采用熱脫附GCMS進(jìn)行溶劑和其它可揮發(fā)組分的定性鑒別。原樣高溫煅燒至恒重后，灰分測(cè)試紅外光譜，可得到無機(jī)填料的組分和含量。
圖3 分析方案流程圖
3、案例敘述
3.1樹脂及主要溶劑的分析
采用KBr涂片法測(cè)試原樣的紅外光譜。
展開 鑄鋼節(jié)點(diǎn)相關(guān)檢測(cè)內(nèi)容
化學(xué)成分分析
化學(xué)成分分析是對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的化學(xué)成分進(jìn)行分析，包括碳、硅、錳、磷、硫等元素的含量。化學(xué)成分分析可以采用光譜分析、化學(xué)分析等方法進(jìn)行。
4. 力學(xué)性能測(cè)試
力學(xué)性能測(cè)試是對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、硬度等。力學(xué)性能測(cè)試可以采用拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)等方法進(jìn)行。
5. 無損檢測(cè)
無損檢測(cè)是對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，包括超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等。無損檢測(cè)可以采用無損檢測(cè)儀器進(jìn)行。
檢測(cè)方法
1. 外觀檢查
外觀檢查可以采用目測(cè)、放大鏡等方法進(jìn)行。在進(jìn)行外觀檢查時(shí)，應(yīng)注意檢查鑄鋼節(jié)點(diǎn)的表面平整度、表面缺陷、表面粗糙度等。
2. 尺寸檢查
尺寸檢查可以采用卡尺、千分尺等工具進(jìn)行。在進(jìn)行尺寸檢查時(shí)，應(yīng)注意檢查鑄鋼節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度、寬度、高度、孔徑等。
3. 化學(xué)成分分析
化學(xué)成分分析可以采用光譜分析、化學(xué)分析等方法進(jìn)行。在進(jìn)行化學(xué)成分分析時(shí)，應(yīng)注意選擇合適的分析方法，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。
4. 力學(xué)性能測(cè)試
力學(xué)性能測(cè)試可以采用拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)等方法進(jìn)行。在進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意選擇合適的測(cè)試方法，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。
5. 無損檢測(cè)
無損檢測(cè)可以采用超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等方法進(jìn)行。
展開 預(yù)應(yīng)變對(duì)奧氏體不銹鋼焊接接頭微觀組織和氫脆的影響
【圖文導(dǎo)讀】
圖
1 10%預(yù)應(yīng)變-未充氫-未拉伸接頭
EBSD分析
（a）焊縫
（b）母材
圖
2 20%預(yù)應(yīng)變-未充氫-未拉伸接頭焊縫組織
成分分析
（a）檢測(cè)區(qū)域
（b）EBSD晶粒取向分布圖、相圖
（c）EPMA局部成分分析
（d）EPMA元素分布圖
圖3 20%預(yù)應(yīng)變-未充氫-未拉伸接頭母材組織成分分析
（a）檢測(cè)區(qū)域
（b）EBSD晶粒取向分布圖、相圖
（c）EPMA局部成分分析
（d）EPMA元素分布圖
圖
4
母材中預(yù)應(yīng)變馬氏體含量變化
圖
5 預(yù)應(yīng)變-未充氫-未拉伸接頭焊縫位錯(cuò)分析（TEM）
圖
6
不同
預(yù)應(yīng)變
試樣升溫脫氫分析
圖
7
不同
預(yù)應(yīng)變
試樣中氫含量
圖
8拉伸曲線
圖
9
拉伸性能
（a）抗拉強(qiáng)度
（b）伸長(zhǎng)率δ和氫脆敏感指數(shù)Iδ
（c）斷面收縮率Ψ和氫脆敏感指數(shù)IΨ
圖
10
斷口形貌
（SEM）
圖
11 10%預(yù)應(yīng)變接頭
斷裂后
組織
成分分析
（a）EBSD晶粒取向分布圖
（b）EBSD相圖
（c）EDS局部成分分析
展開 
果斷收藏 | 7大材料測(cè)試方法匯總！
來源丨實(shí)驗(yàn)與分析←關(guān)注Ta
當(dāng)前，材料分析測(cè)試技術(shù)和儀器設(shè)備眾多，并且各有優(yōu)點(diǎn)，隨其應(yīng)用范圍愈廣，現(xiàn)有的測(cè)試表征手段越來越不能滿足要求，發(fā)展新的表征方法、測(cè)試技術(shù)勢(shì)在必行。小析姐匯總了實(shí)驗(yàn)室常見的七大材料測(cè)試方法，成分，光譜，質(zhì)譜 ，能譜，形貌，物相結(jié)構(gòu)，熱重與大家分享。
01
成分分析
成分分析按照分析對(duì)象和要求可以分為 微量樣品分析 和 痕量成分分析兩種類型。按照分析的目的不同，又分為體相元素成分分析、表面成分分析和微區(qū)成分分析等方法。
體相元素成分分析是指體相元素組成及其雜質(zhì)成分的分析，其方法包括原子吸收、原子發(fā)射ICP、質(zhì)譜以及X射線熒光與X射線衍射分析方法;其中前三種分析方法需要對(duì)樣品進(jìn)行溶解后再進(jìn)行測(cè)定，因此屬于破壞性樣品分析方法;而X射線熒光與衍射分析方法可以直接對(duì)固體樣品進(jìn)行測(cè)定因此又稱為非破壞性元素分析方法。
展開 "紫外-可見分光光度計(jì)：成分定性定量分析全攻略！避開這些坑，數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)！
2.3 半定量分析
根據(jù)吸收峰的強(qiáng)弱對(duì)比比較樣品的濃度大小關(guān)系。
實(shí)例：四川大學(xué)的郭熠等人利用紫外-可見吸收光譜對(duì)比了溶液中多硫化鋰的含量，從而進(jìn)一步對(duì)比了樣品GSVm和GSm對(duì)多硫化鋰的吸附能力的強(qiáng)弱。將樣品GSVm和GSm分別放入相同濃度的多硫化鋰溶液中，靜置一段時(shí)間。樣品吸附多硫化鋰后，溶液中的多硫化鋰濃度改變。如圖8所示，測(cè)定吸附后溶液的紫外-可見吸收光譜，對(duì)比吸收峰的強(qiáng)弱，可以看出相較于原始的多硫化鋰溶液，加入樣品GSVm和GSm吸附后的多硫化鋰溶液吸收峰強(qiáng)度均降低，并且加入樣品GSVm吸附后的多硫化鋰溶液吸收峰強(qiáng)度下降更多，說明樣品GSVm吸附多硫化鋰能力更強(qiáng)，使溶液中多硫化鋰濃度下降更多。
圖8 浸泡了GSVm和GSm的 Li2Sn 溶液的光學(xué)照片(插圖)和吸附后對(duì)應(yīng)溶液的紫外-可見吸收光譜圖。
2.4 定量分析
單組分定量分析：①標(biāo)準(zhǔn)曲線法：直接分取標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行光度測(cè)定或顯色測(cè)定所測(cè)得的吸光度與濃度作圖得到的曲線（圖9）。②標(biāo)準(zhǔn)加入法（增量法）：把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入被測(cè)組分標(biāo)準(zhǔn)試樣外，在其他幾份中都分別加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)試樣，然后測(cè)定各份試液的吸光度，并繪制吸光度對(duì)增量的校正曲線（圖10）。
圖9 標(biāo)準(zhǔn)曲線法校正曲線
圖10 增量法校正曲線
03
常見問題
3.1 儀器校準(zhǔn)：別讓"跑偏"的波長(zhǎng)毀了你的數(shù)據(jù)！
紫外分光光度計(jì)的波長(zhǎng)校準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)的第一步，但很多人只是"例行公事"地做一下，結(jié)果測(cè)出來的吸收峰位置偏差，導(dǎo)致定性定量全錯(cuò)！
關(guān)鍵操作：
波長(zhǎng)校準(zhǔn)：溫度變化會(huì)導(dǎo)致儀器機(jī)械部件微調(diào)，波長(zhǎng)可能"跑偏"。除了定期全面校準(zhǔn)外，每次測(cè)定前都要用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（如氘燈或氧化鈥濾光片）校正波長(zhǎng)，確保誤差在±1nm以內(nèi)。
展開 技術(shù)研究 | 汽車碳罐爆破失效原因找到啦！原來這里焊接不牢
圖1 (A) 碳罐的外觀示意圖（1#管口（脫附口），2#管口（吸附口）以及3#管口（空氣進(jìn)出口））；
（B）碳罐1#管口以及3#管口封堵密封，2#管口與軟管及對(duì)插式快速接頭充氣接口連接整體示意圖；
（C）碳罐平放入爆破機(jī)中，并向2#管口中通入一定壓力的壓縮空氣的示意圖；
（D）碳罐爆破試驗(yàn)結(jié)束后，碳罐上軀體和底板爆破示意圖
1.2對(duì)爆破的位置做相關(guān)的成分分析和失效分析，分析爆破的位置產(chǎn)生失效的原因。
1.3在室溫環(huán)境下，將碳罐固定在多功能剛度平臺(tái)的臺(tái)架上，具體的固定方式如圖2所示。
圖2 (A) 碳罐極限拉拔力測(cè)試示意圖（金屬支架固定，碳罐固定，作動(dòng)缸體調(diào)節(jié)至水平方向）；
（B）碳罐1#管口（脫附口）極限拉拔力測(cè)試示意圖；
（C）碳罐2#管口（吸附口）極限拉拔力測(cè)試示意圖；
（D）碳罐3#管口（空氣進(jìn)出口）極限拉拔力測(cè)試示意圖
2 案例結(jié)果
2.1 爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：
該碳罐在保持壓力為200 KPa時(shí)，保持時(shí)間200 S，碳罐并沒有發(fā)生損壞現(xiàn)象，其最終的爆破壓力為365 KPa，最終爆破的位置如圖2（D）所示，主要是碳罐的上軀體和底板發(fā)生爆破。因而有必要對(duì)碳罐失效的部件進(jìn)行相關(guān)的成分分析，找到爆破位置失效的根本原因。
2.2 爆破位置成分分析和失效分析：
根據(jù)爆破試驗(yàn)的結(jié)果確定爆破的位置主要是在碳罐的上軀體和底板的熱板焊接的位置，根據(jù)圖3和表1的結(jié)果，對(duì)比碳罐的上軀體和底板在指紋區(qū)的振動(dòng)頻率和原材料（包括尼龍6和尼龍66），發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)頻率和尼龍66原材料基本上相同，基本可以確認(rèn)碳罐的上軀體和底板采用的聚合物基體材料用的是尼龍66。
展開 GSH-PCA方案結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)晶體塑性力學(xué)響應(yīng)的快速預(yù)測(cè)
研究巧妙地采用廣義球諧函數(shù)（GSH）結(jié)合主成分分析（PCA），將復(fù)雜的織構(gòu)空間精準(zhǔn)壓縮至僅需5到10個(gè)核心參數(shù) 。這種參數(shù)化方法不僅大幅降低了訓(xùn)練負(fù)擔(dān)，更具備極其強(qiáng)大的“雙向映射”能力：工程師可以隨時(shí)利用這些降維后的少數(shù)參數(shù)，反向完美重構(gòu)出原始的織構(gòu)極圖 ！相比之下，如果僅使用單一的Taylor因子進(jìn)行簡(jiǎn)化，雖然便捷，但會(huì)引入更大的預(yù)測(cè)誤差和不確定性 。
2. 全曲線生成的泛函主成分分析（fPCA）為了直接預(yù)測(cè)完整的應(yīng)力-應(yīng)變行為，該框架在輸出端引入了泛函主成分分析（fPCA） 。代理模型不再逐點(diǎn)預(yù)測(cè)離散數(shù)據(jù)，而是直接學(xué)習(xí)提取整條拉伸曲線的“形狀基函數(shù)”及其權(quán)重 。只需輸入微觀特征參數(shù)，模型瞬間就能完美拼裝出平滑、連續(xù)且符合物理規(guī)律的宏觀應(yīng)力-應(yīng)變曲線 。
3. 具備“自知之明”的置信區(qū)間預(yù)測(cè)與傳統(tǒng)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“盲目自信”不同，該工作選用高斯過程（GP）回歸作為核心代理模型 。高斯過程不僅能給出精確的預(yù)測(cè)曲線，更能進(jìn)行嚴(yán)格的不確定性量化（UQ），輸出帶有95%置信區(qū)間的預(yù)測(cè)包絡(luò)帶 。這意味著，當(dāng)輸入一種模型從未見過的極端奇異織構(gòu)時(shí)，它會(huì)通過變寬的陰影帶誠實(shí)地發(fā)出“誤差警告”，極大地提升了工程預(yù)測(cè)的可靠性與安全性 。
作者的整體設(shè)計(jì)思路如下圖：
總結(jié)：工程實(shí)用性與計(jì)算效率的絕對(duì)飛躍這套“GSH-PCA降維 + fPCA重構(gòu) + GP預(yù)測(cè)”的全新組合拳，使得原本需要耗費(fèi)數(shù)天的龐大多晶體模擬任務(wù)，如今不到一秒即可完成 。這種革命性的效率躍升，為依賴成千上萬次模擬迭代的蒙特卡洛分析、材料不確定性傳播以及微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)真正掃清了算力障礙 。
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