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冷轧带材多通道板形并行预报方法

中国机械工程 2024年

作者：段伯伟王东城徐扬欢刘宏民燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心金属成形技术与重型装备全国重点实验室

板形是冷轧带材产品质量的关键指标，工业中通过板形测控系统实现板形自动检测与控制。板形预报模型是板形控制系统的基础，建立高精度、高速度、高鲁棒性的板形预报模型对提高板形控制精度具有重要意义。本文采用集成学习方法研究一种... 详细信息

板形是冷轧带材产品质量的关键指标，工业中通过板形测控系统实现板形自动检测与控制。板形预报模型是板形控制系统的基础，建立高精度、高速度、高鲁棒性的板形预报模型对提高板形控制精度具有重要意义。本文采用集成学习方法研究一种精度高、泛化能力强的冷轧带材板形预报方法。首先，以工业大数据为基础构建模型训练所需数据集，具有数据规模大、板形多样化程度高的特点。根据轧机与板形仪间的相对位置进行时间滞后补偿处理，消除数据之间的时间不同步。利用数据挖掘技术中的孤立森林算法对数据中的异常点进行清洗，提高了训练数据质量和模型性能。其次，基于极端梯度提升算法搭建多通道板形并行预报架构，利用处理后生产数据对此架构进行训练，得到冷轧带材板形预报模型（CCFD＿M）。最后，以模型CCFD＿M为基础，提出板形通道优化算法消除预报结果的“伪板形”问题，得到实用版冷轧带材板形预报模型（CCFD＿OM）。经测试集验证，模型CCFD＿OM的预报误差指标MAE和RMSE分别达到0.4044I和0.6816I，拟合性能指标R2达到了0.83，能够满足实际生产要求。

关键词：冷轧带材板形预报时间滞后补偿孤立森林算法极端梯度提升算法

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变厚度轧制平面形状预测控制多段条元法

钢铁 2024年

作者：杨实禹刘宏民王东城王国栋曹晓峥王宁燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心

纵向变厚度轧制是实现轧制产品轻量化、低损耗的有效技术手段。与常规轧制不同，纵向变厚度轧制过程中辊缝连续变化，导致轧制力、摩擦力、变形区长度等重要轧制参数随之改变，形成了非稳定的轧制状态，使轧后平面形状预测与控制更加困... 详细信息

纵向变厚度轧制是实现轧制产品轻量化、低损耗的有效技术手段。与常规轧制不同，纵向变厚度轧制过程中辊缝连续变化，导致轧制力、摩擦力、变形区长度等重要轧制参数随之改变，形成了非稳定的轧制状态，使轧后平面形状预测与控制更加困难。为解决变厚度轧制过程的平面形状预测难题，提出一种多阶段稳态化处理方法，将变厚度轧制区沿纵向划分为多个轧制阶段，各阶段近似为稳定轧制状态，使变厚度轧制平面形状预测问题转化为多阶段等厚稳定轧制的平面形状预测问题。再将各稳定轧制阶段沿横向划分为多个条元，根据条元变分法原理，将各条元节线的横向位移作为待定参数列出变形区内形变功率函数，根据能量趋小原理和变分法计算得到各条元节线轧制出口横向位移函数。再通过对各稳态轧制阶段整体进行变分计算，可得到条元节线轧后横向位移值。提出以条元边界的中点为平面形状特征点，将边部条元的特征点按稳态轧制阶段的划分顺序进行排列，可组成边部平面形状特征数列，实现对轧件边部形状的预测。基于金属体积不变原理，根据各条元的宽展和厚度可计算得出各条元的轧后纵向延伸值。将各阶段条元的纵向延伸按顺序排列并进行求和，得到各同位条元纵向长度。根据变形区内前后滑区金属流动特性，将变厚度轧制的轧后条元纵向长度分布转化为端部平面形状特征数列，实现轧件端部平面形状的预测。通过试验验证了此方法的正确性与可行性。

关键词：轧制变厚度平面形状条元变分法纵向长度差

基于GC-MS研究OPFRs对PC12细胞代谢的影响

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 96-103,I0005页

作者：孙梦瑶赵亚菲王少敏刘宏民郑州大学生态与环境学院郑州450001 郑州大学化学学院郑州450001 郑州大学新药创制与药物安全性评价河南省协同创新中心郑州450001

基于气相色谱质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)研究了4种有机磷阻燃剂(organophosphate flame retardants,OPFRs)对神经细胞PC12代谢的影响.首先将PC12细胞分别暴露于4种不同浓度的阻燃剂中,利用噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)比色法选出对细胞存活率影响较小的浓度.然后在该浓度下培养细胞并提取代谢物,利用GC-MS对细胞内的代谢物进行非靶向代谢组学分析.接着采用SIMCA软件对定量后的代谢数据进行OPLS-DA分析,找出细胞中受到OPFRs影响的关键代谢物,并利用生物信息学方法分析这些关键代谢物所涉及的重要代谢通路.该研究共鉴定出PC12细胞中的38种小分子代谢物.经过多元统计分析发现4种OPFRs均影响PC12细胞的代谢表型.OPFRs在100μmol/L和1000μmol/L浓度下,对PC12细胞表现出显著的细胞毒性.其中糖代谢和氨基酸代谢是受影响的主要代谢通路.

关键词：有机磷阻燃剂代谢组学气相色谱质谱 PC12细胞

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刘宏民散曲四首

中华辞赋 2019年第10期 19-19页

作者：刘宏民不详

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冷轧铜带表面缺陷智能识别方法

中国有色金属学报 2022年第10期32卷 2950-2964页

作者：徐扬欢王东城刘宏民于华鑫燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室秦皇岛066004

表面质量是冷轧铜带重要质量指标之一。为实现铜带表面缺陷的精准自动检测,首先对常见表面缺陷进行分类,并制作了铜带表面缺陷图像数据集(YSU_CSC);然后,以卷积神经网络EfficientNet为核心,基于迁移学习策略,通过训练实验建立了冷轧铜... 详细信息

表面质量是冷轧铜带重要质量指标之一。为实现铜带表面缺陷的精准自动检测,首先对常见表面缺陷进行分类,并制作了铜带表面缺陷图像数据集(YSU_CSC);然后,以卷积神经网络EfficientNet为核心,基于迁移学习策略,通过训练实验建立了冷轧铜带表面缺陷智能识别模型,同时与其他三种常用的卷积神经网络缺陷识别结果进行对比。结果表明:该模型的精度较高,准确率达到93.05%,单张缺陷图像平均识别时间为197 ms,综合性能较好,可以满足工程要求;最后,将该模型在测试集上的缺陷识别结果进行可视化,分析了该模型对部分图像识别错误的原因,给出了进一步优化的方向。

关键词：冷轧铜带表面缺陷卷积神经网络迁移学习识别模型

对位取代苯酚氧甙类化合物的相转移催化合成与结构表征

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有机化学 2002年第12期22卷 1034-1039页

作者：李雯刘宏民郑州大学化工学院郑州450002 郑州大学化学系郑州450052

为了获得新的活性化合物 ,以溴代四乙酰葡萄糖和对位取代苯酚为原料 ,溴化四丁基铵为相转移催化剂 ,合成了 18个对位取代苯酚氧甙类化合物 ,其产率为 2 0 0 %～ 99 5 %.化合物结构经元素分析 ,IR ,1HNMR表征 ,化合物的生物活性经初步测... 详细信息

为了获得新的活性化合物 ,以溴代四乙酰葡萄糖和对位取代苯酚为原料 ,溴化四丁基铵为相转移催化剂 ,合成了 18个对位取代苯酚氧甙类化合物 ,其产率为 2 0 0 %～ 99 5 %.化合物结构经元素分析 ,IR ,1HNMR表征 ,化合物的生物活性经初步测定 ,其中四种有抑制端粒酶活性 .

关键词：催化合成结构表征对位取代苯酚氧甙相转移催化法糖甙化反应中枢镇静类药物

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带材轧制过程应力及变形的计算机仿真

机械工程学报 2004年第9期40卷 75-79页

作者：彭艳刘宏民燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

用三次样条流线条元法分析带材的三维塑性变形,用分割模型影响系数法分析辊系的弹性变形,用BP神经网络方法对轧后带材板形进行模式识别,将三者联立,对900 mmHC轧机冷轧带材轧制过程进行了计算机仿真,得到了较为详细的应力及变形的仿真... 详细信息

用三次样条流线条元法分析带材的三维塑性变形,用分割模型影响系数法分析辊系的弹性变形,用BP神经网络方法对轧后带材板形进行模式识别,将三者联立,对900 mmHC轧机冷轧带材轧制过程进行了计算机仿真,得到了较为详细的应力及变形的仿真结果。仿真实例表明,提出的方法和模型符合实际,对三维轧制理论、板形理论及控制技术的发展有重要意义。

关键词：条元法轧制仿真 HC轧机

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HC轧机板形板凸度控制特性的计算机模拟

中国机械工程 2004年第7期15卷 636-638,643页

作者：彭艳刘宏民燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

用三次样条流线条元法分析带材的三维塑性变形 ,用影响系数法分析辊系的弹性变形 ,用BP神经网络方法对轧后带材板形进行模式识别 ,将三者联立 ,对 90 0mmHC轧机板形板凸度控制特性进行了计算机模拟。结果表明 :HC轧机控制二次板形能力很... 详细信息

用三次样条流线条元法分析带材的三维塑性变形 ,用影响系数法分析辊系的弹性变形 ,用BP神经网络方法对轧后带材板形进行模式识别 ,将三者联立 ,对 90 0mmHC轧机板形板凸度控制特性进行了计算机模拟。结果表明 :HC轧机控制二次板形能力很强 ,对四次及更高次板形控制能力较弱 ;中间辊横移和工作辊弯辊对板形板凸度的控制需要相互配合。

关键词： HC轧机条元法板形板凸度

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整辊式板形仪波形演变机理

钢铁 2023年第6期58卷 82-92页

作者：张桐源于华鑫廖霜杨昇刘宏民燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

在整辊式板形仪试验调试和工业应用中发现,大包角和大张力的情况下,板形辊内部传感器会输出明显区别于常规单峰波形信号的双峰波形信号。板形辊变包角安装时,存在着单峰波形向双峰波形过渡的情况,甚至在不同检测通道中,存在单、双峰波... 详细信息

在整辊式板形仪试验调试和工业应用中发现,大包角和大张力的情况下,板形辊内部传感器会输出明显区别于常规单峰波形信号的双峰波形信号。板形辊变包角安装时,存在着单峰波形向双峰波形过渡的情况,甚至在不同检测通道中,存在单、双峰波形共存的现象。由于双峰波形从形式上明显不同于单峰波形,如果按照常规单峰信号处理方式处理这种波形信号会产生明显板形检测误差。为了研究波形演变的原因和规律,设计了四辊变张力、变包角计算模型,并将其应用于有限元仿真计算。结果显示,大张力和大包角是板形仪输出信号中产生双峰波形的主要影响因素。在特定张力的条件下,单峰波形会随着包角的增大而逐渐演变为双峰波形;在特定包角条件下,单峰波形又会随着张力的增大而逐渐演变为双峰波形。为了进一步研究波形演变机理,在20°、30°和40°包角下,分别固定施加在板形辊单通道上的张力进行仿真计算,提取了传感器安装孔顶和两侧面的位移变化,得到了波形关键位置对应带材与辊体相对位置的传感器顶面位移变化。分析发现,传感器安装孔轮廓在大张力、大包角下会产生不规则的微变形,使得传感器受力状态和位移趋势发生改变,从而产生单、双峰波形信号演变的现象。通过搭建试验平台进行了等张力变包角试验和等包角变张力试验,还原了仿真波形曲线演变规律,验证了其结果的正确性。最后,分析了仿真波形曲线与实际波形曲线差异的产生原因,并针对如何避免双峰波形对整辊式板形仪检测带来的影响给出了具体建议。

关键词：整辊式板形仪检测信号有限元分析波形演变因素波形产生机理