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基于组合型阈值分割的在线立铣刀侧刃磨损测量

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第1期56卷 81-92页

作者：田颖杨利明天津大学机械工程学院天津300072

在实际生产中,现场测量立铣刀侧刃磨损是一项艰巨的工作.光照条件、刀具空间几何形状和初始位置的标定等因素对刀具磨损参数的测量精度影响很大.针对上述问题,提出了一种基于组合型阈值分割方法的在线立铣刀侧刃磨损测量方法,在保证测... 详细信息

在实际生产中,现场测量立铣刀侧刃磨损是一项艰巨的工作.光照条件、刀具空间几何形状和初始位置的标定等因素对刀具磨损参数的测量精度影响很大.针对上述问题,提出了一种基于组合型阈值分割方法的在线立铣刀侧刃磨损测量方法,在保证测量精度的情况下最大限度地获取刀具磨损参数的有效信息.首先,提出一种图像剪切策略对捕捉到的磨损区域不同光强下的原始照片进行预处理,选取弱光下的刀尖区域和强光下的均匀磨损区域作为数据源;其次,对该数据源采用包含改进的直方图法和局部阈值分割法的组合型阈值分割法进行磨损区域提取;然后,将两种方法的结果进行叠加,去除磨损区域以外的多种噪声,并根据第1步的剪切位置,将分割后的刀尖区域图像与均匀磨损区域图像拼接,得到完整的磨损区域;最后,利用最小二乘法求出原始切削刃位置,标定磨损区域图像,计算刀具磨损参数.在立铣刀磨损实验中,测得侧刃的最大磨损量的精度大于98%,最大误差不超过5μm.实验结果表明,本文提出的方法能够获取全面的磨损区域信息,给出完整的磨损区域和精确的刀具磨损参数,有助于更加可靠地评估刀具磨损状态.

关键词：立铣刀侧刃磨损组合型阈值分割刀具磨损参数

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基于刀具磨损状态识别的加工参数多目标优化

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第2期55卷 166-173页

作者：田颖王文豪杨利明邵文婷天津大学机械工程学院天津300072

在数控铣削过程中,刀具磨损对机床主轴能耗影响很大,同时与刀具加工能力直接相关,需适时调整加工参数以适应不同磨损状态,保证多目标综合最优.针对此问题,基于刀具磨损状态识别,根据不同磨损时期给出相应的加工参数优化策略.首先,以刀... 详细信息

在数控铣削过程中,刀具磨损对机床主轴能耗影响很大,同时与刀具加工能力直接相关,需适时调整加工参数以适应不同磨损状态,保证多目标综合最优.针对此问题,基于刀具磨损状态识别,根据不同磨损时期给出相应的加工参数优化策略.首先,以刀具寿命周期内的主轴功率为基础,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)建立考虑刀具磨损的能耗模型,平均误差低于5%,并基于与刀具磨损的强相关性,以主轴功率作为单一指标识别刀具磨损状态.进一步,为获取影响加工成本的动态性指标——刀具剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)及相应的主轴功率,利用人工神经网络(artificial neural network,ANN)建立刀具磨损退化模型,通过描述主轴功率随时间的变化来隐含退化过程,该模型拟合度达0.992.最终,综合考虑能耗、刀具及时间成本,设计多目标优化函数,并通过遗传算法(genetic algorithm,GA)搜索函数最小值,给出不同磨损时期的最优加工参数及优化策略.此加工参数多目标优化融入了主轴功率与刀具RUL等动态指标,可依据主轴功率在线识别刀具磨损状态,进而调整加工参数以适应不同磨损时期,降低加工成本.结果表明:采用此方法在线调整加工参数,可平均降低24.258%的综合成本,具备有效性与实用性.

关键词：加工参数多目标优化刀具磨损主轴功率刀具剩余使用寿命

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数据分析在财务领域的应用研究

财会月刊 2022年第14期 122-126页

作者：陈虎杨利明深圳市中兴新云服务有限公司深圳518000

数字技术的快速发展赋予了财务新的职能,让财务基于数据、业务和技术深入分析数据信息、汲取数据价值,成为企业数字化经营的实践者与推动者。数据分析包含数据探索与数据算法,财务人员通过探索数据的特征与分布,开展对海量数据的处理与... 详细信息

数字技术的快速发展赋予了财务新的职能,让财务基于数据、业务和技术深入分析数据信息、汲取数据价值,成为企业数字化经营的实践者与推动者。数据分析包含数据探索与数据算法,财务人员通过探索数据的特征与分布,开展对海量数据的处理与分析,挖掘出更多的潜在信息,释放数据的真正价值,从而驱动企业的科学高效决策,促进企业财务的数字化转型。本文基于数据探索与数据算法的原理,突出其在财务领域的应用,详细介绍了应收账款信用风险管理、销售量与订货量预测、潜在流失客户画像等场景内容,体现了数据分析对财务的重要价值在于提高财务管理的效率与质量、强化财务风险的评估与防范、全方位支撑业务的高效开展和精准驱动企业的经营管理决策。

关键词：数据分析数据探索数据算法财务领域

基于线激光检测与机器视觉的铣刀在机磨损检测方法研究

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基于线激光检测与机器视觉的铣刀在机磨损检测方法研究

作者：杨利明天津大学

学位级别：硕士

随着智能制造过程自动化与信息化的需求提升,对刀具磨损状态的高效自动化检测技术已成为公认的一项关键技术。其中,机器视觉技术是非接触式检测刀具磨损的主要方法,但由于光线及被测物空间结构复杂等因素对工业相机的干扰不可避免,直接... 详细信息

随着智能制造过程自动化与信息化的需求提升,对刀具磨损状态的高效自动化检测技术已成为公认的一项关键技术。其中,机器视觉技术是非接触式检测刀具磨损的主要方法,但由于光线及被测物空间结构复杂等因素对工业相机的干扰不可避免,直接影响了其检测结果的有效性。因此,有必要探索多种传感器融合的刀具磨损检测技术。本文采用机器视觉-线激光双传感器对立铣刀侧刃的磨损状态识别问题展开研究,内容包括双传感器检测原理、实验系统搭建及数据采集流程制定、基于融合多源信息的立铣刀磨损状态识别和评价的技术等,具体研究如下:(1)提出了一种机器视觉与线激光双传感器的刀具磨损检测方法。在机器视觉技术的基础上,利用线激光边缘检测数据补充机器视觉技术缺失的信息,为刀具磨损状态的识别提供多源信息。并结合各自的检测原理确定了具体的实验方案。(2)设计了用于立铣刀侧刃磨损检测的双传感器融合的刀具磨损检测系统。根据采集系统的方案设计确定了检测系统中的硬件选型、初始状态标定、直径数据标定等问题,并制定了实现动态采集立铣刀侧刃磨损图像数据和直径数据的采集流程。(3)研究了多源信息融合技术识别刀具磨损状态的方法。首先,利用改进后的基于组合型阈值分割算法处理图像数据提取到了比较完整的刀具磨损区域轮廓。其次,线激光数据对机器视觉结果的融合,有效补偿了刀尖区域缺失的磨损信息,获得了更完整的刀具轮廓识别效果和更高的刀具磨损参数精度。并利用实验数据验证该方法获得刀具磨损参数的精度,实现了最大磨损值的测量精度大于98%,最大误差不超过5μm。并且利用线激光数据解决了磨损区域三维形貌复原中的高度标定问题,实现了多源信息的进一步融合。(4)研究了基于多源信息融合的数据建立了一套多维度刀具磨损评价指标体系。实现了三个维度的评价指标对立铣刀侧刃磨损状态进行评估。同时,基于Matlab设计了一款多维度刀具磨损评价指标体系的展示平台。最后,利用典型实验样本分析了该指标体系的功能和作用。

关键词：立铣刀侧刃线激光机器视觉多源信息融合多维度评价指标体系

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立铣刀侧刃磨损检测的装置及方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第10期55卷 1008-1015页

作者：田颖杨利明郜占旭邵文婷赵茂翔王太勇天津大学机械工程学院天津300072

针对机器视觉技术在立铣刀侧刃磨损检测过程中,面对刀尖结构破损缺失或月牙洼结构等典型工况下出现的刀尖区域结构缺失、图像信息不完整等问题,提出一种线激光边缘检测与机器视觉相结合的轮廓获取方法.分析导致刀尖区域图像信息缺失的... 详细信息

针对机器视觉技术在立铣刀侧刃磨损检测过程中,面对刀尖结构破损缺失或月牙洼结构等典型工况下出现的刀尖区域结构缺失、图像信息不完整等问题,提出一种线激光边缘检测与机器视觉相结合的轮廓获取方法.分析导致刀尖区域图像信息缺失的主要原因是侧刃的螺旋分布特性及实际拍摄条件中复杂光照等.因此,本文提出一种图像拼接策略对捕捉到的磨损区域不同光强下的原始照片进行预处理,选取弱光下的刀尖区域和强光下的均匀磨损区域作为数据源;对该数据源采用组合型阈值分割的方法进行轮廓提取,拼接后获得较为完整的刀具磨损区域图;为补充准确的刀尖区域缺失信息,利用线激光检测数据进行补偿,从而获得更加完整和丰富的刀具磨损区域信息.设计并搭建了机器视觉和线激光相结合的立铣刀侧刃磨损检测实验装置,对两种检测方法的实验数据进行采集,实现了线激光在刀尖区域的检测数据对图像数据中的缺失信息进行补偿.最后,通过实际铣削加工实验,获取典型刀具磨损状态实验样本,对文中所提检测方法和实验装置进行验证.结果表明该装置能够获取更完善的磨损区域轮廓信息,给出精确的刀具磨损参数和磨损区域的全面评价,最大磨损值的测量精度高于98%,最大误差不超过5μm.

关键词：立铣刀侧刃刀具磨损线激光机器视觉

基于响应面法和拓扑优化的四旋翼无人机机架结构优化研究

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机械设计 2023年第S2期40卷 130-135页

作者：朱贺黄辰雷杨利明李静菲中国民用航空飞行学院民航监察员培训学院四川广汉618300 中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618300 中国民用航空飞行学院基建与机场处四川广汉681300

机架是四旋翼无人机的重要支撑结构,机架结构的强度和刚度直接影响飞行安全,机架结构的轻量化是实现无人机长续航、高效率的关键,机架结构的振动稳定性也是设计的重要考虑因素。基于响应面法和拓扑优化方法,对某型民用无人机机架结构进... 详细信息

机架是四旋翼无人机的重要支撑结构,机架结构的强度和刚度直接影响飞行安全,机架结构的轻量化是实现无人机长续航、高效率的关键,机架结构的振动稳定性也是设计的重要考虑因素。基于响应面法和拓扑优化方法,对某型民用无人机机架结构进行了优化设计研究。首先建立数学模型,将优化问题转化为机架结构的质量和强度的双目标优化问题,采用响应面法对机架结构参数进行重新设计,寻找最优参数组合,再通过拓扑优化方法,在保证结构强度的同时,对新机架进行减重设计,最后,经优化设计后的新机架减重56.2%,并且结构材料分布合理,结构位移量小且各阶模态均不会发生共振,满足设计要求。

关键词：四旋翼无人机机架轻量化设计响应面法拓扑优化

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典型退役锂电池回收企业气态污染物排放特性

高校化学工程学报 2023年第6期37卷 989-997页

作者：刘香宁张捷菲魏志祥杨利明代威力罗丰王超强周磊南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063 上饶市鼎鑫金属化工有限公司江西上饶334599 江西赣锋循环科技有限公司江西新余338004

以退役锂电池回收示范厂区A、B为例,针对退役锂电池回收行业生产过程中产生的气态污染物,通过在线监测、气体收集、实验室分析等手段,对回收过程中产生的颗粒物、非甲烷总烃、酸雾进行排放特性分析。进一步利用实际调研和实测数据,计算... 详细信息

以退役锂电池回收示范厂区A、B为例,针对退役锂电池回收行业生产过程中产生的气态污染物,通过在线监测、气体收集、实验室分析等手段,对回收过程中产生的颗粒物、非甲烷总烃、酸雾进行排放特性分析。进一步利用实际调研和实测数据,计算排放因子,探讨锂电回收行业气态污染物减排潜力。结果表明:A厂破碎工段颗粒物的排放因子为28.11 kg·t^(-1),热解工段HF排放因子为3.21 kg·t^(-1),B厂碱浸工段非甲烷总烃排放因子为26.21 kg·t^(-1),排放强度大,具有较高的减排潜力。本研究为锂电回收行业气态污染物的减排提供了依据,为该行业的清洁生产提供了理论基础及技术支持。

关键词：退役锂电池气态污染物排放特性排放因子减排潜力

通过金属间化合物PdBi纳米片调控Pd基催化剂电催化CO_(2)还原为甲酸盐

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Chinese Journal of Catalysis 2022年第7期43卷 1680-1686页

作者：谢林峰刘轩黄凡洋梁嘉顺刘健云王谭源杨利明曹瑞国李箐华中科技大学材料科学与工程学院材料加工与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 中国科学技术大学材料科学与工程系中国科学院能量转化材料重点实验室安徽合肥230026 华中科技大学化学与化工学院湖北武汉430074

电催化CO_(2)还原(CO_(2)RR)对于降低大气中CO_(2)浓度、减缓温室效应具有重要意义.在众多CO_(2)还原产物中,甲酸盐是有机化工生产的重要原料.CO_(2)是一个线性分子,有两个等量的C=O键,打破它们需要较大的能量势垒和过电位.此外,CO_(2)... 详细信息

电催化CO_(2)还原(CO_(2)RR)对于降低大气中CO_(2)浓度、减缓温室效应具有重要意义.在众多CO_(2)还原产物中,甲酸盐是有机化工生产的重要原料.CO_(2)是一个线性分子,有两个等量的C=O键,打破它们需要较大的能量势垒和过电位.此外,CO_(2)还原涉及复杂的质子耦合,电子转移步骤和催化剂上多个结合能相近的反应中间体,导致产物分布广泛、选择性低.Pd催化剂能在较低的负电位下有效催化CO_(2)还原生成甲酸盐,然而,在高负电位下的CO毒化和CO_(2)还原的竞争反应(析氢反应,HER)阻碍了甲酸盐的生成.考虑到大多数单金属催化剂对CO_(2)RR的效率和选择性都不理想,双金属合金催化剂被广泛研究.*OCHO是甲酸盐生产的关键中间体,它能较好地生成并吸附在以p电子为主的主族金属(如Bi,In,Sn及其氧化物)上,可高选择性获得甲酸盐.因此,通过引入主族金属,可在较宽的电位范围内提高Pd基催化剂的甲酸盐选择性.本文采用模板法、有机相合成策略制备了具有六方相结构的有序PdBi双金属纳米片催化剂.通过调节合成温度,可以很容易地控制制备不同有序度的PdBi纳米片,并系统地研究了它们的结构与CO_(2)RR性能之间的关系.有序PdBi纳米片催化剂具有较大的二维尺寸和比表面积,且丰富的缺陷结构可以提供更多的活性位点.X射线衍射结果表明,随着温度的升高,PdBi双金属纳米片的结构从面心立方转变为六方相.透射电子显微镜和原子力显微镜结果表明有序PdBi纳米片的厚度较薄(约3.5 nm),纳米片表面具有丰富的褶皱和晶界,为反应中间体的吸附提供了更多的活性位点.X射线光电子能谱结果表明,随着Bi元素的引入,PdBi中Pd的结合能向正偏移,并且偏移程度与PdBi合金的有序度成正比.Pd的结合能的正偏移可以归因于电子从Pd转移到Bi.在CO_(2)RR反应性能测试中,有序PdBi纳米片的电催化活性明显高于有序PdBi纳米片以及商业化Pd/C催化剂.在–1.0 V过电位下,有序的PdBi纳米片的甲酸盐法拉第效率(FE)可达到91.9%,优于无序PdBi和纯Pd催化剂.在10 h稳定性测试中,有序的PdBi纳米片的甲酸法拉第效率可高于80%,催化剂的形貌在测试前后基本未发生改变,表明其具有良好的稳定性.密度泛函理论计算表明,与无序的PdBi纳米片相比,完全有序的PdBi纳米片可使*OCHO(生成甲酸盐的关键中间体)的自由能垒降低,并抑制H_(2)产生,从而提高催化甲酸盐产物的活性和选择性.Bi的引入在一定程度上降低了^(*)CO在Pd表面的结合能,减缓了Pd被毒化的趋势.

关键词： CO_(2)还原电催化甲酸钯金属间化合物纳米片

三维环境下离心/斜流压气机二维叶型优化设计

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航空动力学报 2014年第12期29卷 2965-2972页

作者：陶胜周正贵严欣杨利明张敏南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室中国人民解放军95874部队

考虑离心/斜流压气机转子叶片通道内流动的强三维性,提出在三维环境下进行二维叶型优化设计.通过对能量方程中黏性耗散项改进,解决了Denton黏性体积力方法模拟离心/斜流叶轮三维流场效率偏高的不足.将改进流场计算模块与并行遗传算法寻... 详细信息

考虑离心/斜流压气机转子叶片通道内流动的强三维性,提出在三维环境下进行二维叶型优化设计.通过对能量方程中黏性耗散项改进,解决了Denton黏性体积力方法模拟离心/斜流叶轮三维流场效率偏高的不足.将改进流场计算模块与并行遗传算法寻优模块相结合,构成离心/斜流压气机二维叶型优化设计软件.采用所研制的软件,分别对离心叶轮和斜流叶轮叶尖处叶型进行优化设计.优化叶片基本达到目标流量和压比,在整个工作范围内效率都提高明显:在设计点离心叶轮效率由0.938提高到0.947,斜流叶轮效率由0.899提高到0.918.

关键词：数值优化离心压气机斜流压气机三维流动遗传算法