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基于混合人工神经网络的冷连轧水平力预测

锻压技术 2024年第3期49卷 86-93页

作者：夏军勇卢奇张子健周宏娣湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068 中冶南方工程技术有限公司湖北武汉430223

针对冷连轧机组辊系中工作辊沿带钢运动方向的水平力难以利用传统的数学模型进行计算的问题,提出了利用混合人工神经网络模型对其进行预测。分析了工作辊在轧制过程中的受力情况,并根据监测的状态参数,从中挑选了轧制力、弯辊力矩、张... 详细信息

针对冷连轧机组辊系中工作辊沿带钢运动方向的水平力难以利用传统的数学模型进行计算的问题,提出了利用混合人工神经网络模型对其进行预测。分析了工作辊在轧制过程中的受力情况,并根据监测的状态参数,从中挑选了轧制力、弯辊力矩、张力、带钢厚度、弯辊力等几类对工作辊受到的沿带钢运动方向的水平力有影响的参数作为输入变量。提出了两种新型的粒子群优化算法,并对人工神经网络的初始化权值与阈值进行优化。通过对预测结果进行分析发现,提出的改进混合人工神经网络相比较改进前能够提高模型的预测精度,且拟合精度均达到90%以上,可用于指导实际生产。

关键词：冷连轧机带钢轧制工作辊混合人工神经网络粒子群优化算法

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烟草薄片剪切断面形貌有限元仿真模拟优化

中国造纸 2024年第2期43卷 139-147页

作者：陈天元夏军勇孙博周宏娣刘雄斌湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北中烟工业有限责任公司湖北武汉441000

本研究对烟草薄片精密剪切过程进行了仿真研究,获得了材料力学性能和相互作用参数,为有限元仿真模拟提供了必要数据。建立了烟草薄片的力学模型,并构建了相应的有限元仿真模型。在仿真模拟过程中,重点分析了烟草薄片剪切断裂的形成过程... 详细信息

本研究对烟草薄片精密剪切过程进行了仿真研究,获得了材料力学性能和相互作用参数,为有限元仿真模拟提供了必要数据。建立了烟草薄片的力学模型,并构建了相应的有限元仿真模型。在仿真模拟过程中,重点分析了烟草薄片剪切断裂的形成过程及静水应力随时间的变化趋势。采用有限元仿真模拟与实验测量相结合的方法,综合分析剪切间隙对烟草薄片断面质量的影响。结果表明,随着剪切纵向间隙的增加,烟草薄片的塌角高度逐渐增加,剪切带高度总体呈现减小趋势,而断裂带高度则呈现增加趋势。然而,当剪切间隙为0.15 mm时,由于上、下剪刃的重合,导致剪切带高度略微增加,断裂带高度略微减小。有限元仿真模拟结果与实测结果相吻合,验证了本研究的可靠性和准确性。

关键词：烟草薄片有限元仿真模拟断面质量剪切间隙

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低初黏凝胶对在线调堵注入工艺适应性研究

采油工程

采油工程 2024年第1期 21-25,79-80页

作者：夏军勇周泉吕杭柯可李萍大庆油田有限责任公司采油工艺研究院黑龙江省油气藏增产增注重点实验室

为满足大庆油田聚合物驱后油藏“堵、调、驱”结合的开发技术需求,引入了在线调堵注入工艺流程。该工艺将压力相近的多口注入井合并为一个注入单元由一台注入泵完成注入,解决了橇装调堵注入工艺无法大规模区块调堵施工的难题。但因同一... 详细信息

为满足大庆油田聚合物驱后油藏“堵、调、驱”结合的开发技术需求,引入了在线调堵注入工艺流程。该工艺将压力相近的多口注入井合并为一个注入单元由一台注入泵完成注入,解决了橇装调堵注入工艺无法大规模区块调堵施工的难题。但因同一注入单元内各井注入压力并不完全相同,导致各井实际注入组分的质量浓度与配方设计略有差异,为此,开展了低初黏凝胶成胶性能稳定性实验。通过跟踪不同组分质量浓度条件下低初黏凝胶的黏度变化,研究了交联剂、聚合物、稳缓剂质量浓度对低初黏凝胶成胶性能的影响。实验结果表明,低初黏凝胶在保证成胶性能稳定可靠的同时,又能满足油层深部定点封堵需求的交联剂质量浓度在6500~9500mg/L之间、稳缓剂质量浓度在5000~7000mg/L之间、聚合物质量浓度在800~1200mg/L之间。该研究对在线调堵注入工艺现场施工具有一定的指导意义。

关键词：在线调堵低初黏凝胶稳定性成胶性能交联剂聚合物

运用改进的教学-模拟退火算法辨识关节臂式三坐标测量机的结构参数

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中国机械工程 2023年第3期34卷 314-323页

作者：夏军勇刘科进钟飞孙颖湖北工业大学机械工程学院武汉430068

为了提高关节臂式三坐标测量机的精度,降低其运动不确定度,提出了一种改进的教学-模拟退火混合优化算法来辨识其结构参数并补偿其误差,从而提高其精度。分析了教学算法(teaching-learning-based optimization,TLBO)的优缺点并对其进行... 详细信息

为了提高关节臂式三坐标测量机的精度,降低其运动不确定度,提出了一种改进的教学-模拟退火混合优化算法来辨识其结构参数并补偿其误差,从而提高其精度。分析了教学算法(teaching-learning-based optimization,TLBO)的优缺点并对其进行改进从而得到改进的教学算法;提出了一种收敛精度转换准则,将改进的教学算法(modified TLBO,mTLBO)和模拟退火算法(simulated annealing,SA)融合得到改进的教学-模拟退火算法(mTLBO-SA);基于此理论和单点重复率误差实验,分别用TLBO、SA和mTLBO-SA对关节臂式三坐标测量机的结构参数进行了辨识;分别用辨识前后的关节臂式三坐标测量机再次进行单点重复率误差实验,并比较相应的实验结果。实验结果表明,所提算法能有效且高效地辨识关节臂式三坐标测量机的结构参数,进而有效提高其定位精度,降低其运动不确定度。

关键词：关节臂式三坐标测量机单点重复率误差参数辨识教学算法改进的教学算法

基于Realizable k-ε湍流模型的山楂片热风干燥数值模拟

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包装与食品机械 2023年第6期41卷 82-87页

作者：夏军勇黎宇辉湖北工业大学机械工程学院武汉430068

为解决某型山楂片干燥设备在干燥过程中存在的温度分布不均问题,采用数值模拟和试验研究的方法对山楂片干燥设备进行分析。基于Realizable k-ε湍流模型和DO辐射模型对干燥设备进行数值模拟,并通过自定义程序将PI温控算法应用于数值模拟... 详细信息

为解决某型山楂片干燥设备在干燥过程中存在的温度分布不均问题,采用数值模拟和试验研究的方法对山楂片干燥设备进行分析。基于Realizable k-ε湍流模型和DO辐射模型对干燥设备进行数值模拟,并通过自定义程序将PI温控算法应用于数值模拟中,以还原实际设备的温控系统。根据模拟结果对干燥设备进行结构优化。与原结构相比,优化结构后山楂片的平均温度由59.83℃提高至64.55℃,温度极差由13.45℃降至9.37℃,温度不均匀系数由6.20%降至4.30%。优化结构后的设备对山楂片的干燥效果优于原结构。研究构建热风干燥的多物理场模型,为改善物料干燥均匀性提供参考。

关键词：山楂片干燥设备数值模拟结构优化 PI温控算法

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动态自适应的教学优化算法

计算机应用研究 2023年第11期40卷 3321-3326页

作者：夏军勇徐志强钟飞湖北工业大学机械工程学院武汉430068

针对教学优化算法(teaching-learning-based optimization algorithm,TLBO)容易陷入局部最优和寻优速度慢等缺陷,提出一种动态自适应的教学优化算法(ITLBO)。首先,提出一种与sigmoid函数有关的惯性权重,并将其引入到教师阶段和学生阶段... 详细信息

针对教学优化算法(teaching-learning-based optimization algorithm,TLBO)容易陷入局部最优和寻优速度慢等缺陷,提出一种动态自适应的教学优化算法(ITLBO)。首先,提出一种与sigmoid函数有关的惯性权重,并将其引入到教师阶段和学生阶段,以动态调整种群的移动步长,从而抑制算法前期种群多样性的衰减,扩大寻优区域,增强算法后期局部精细化搜索能力,提高求解精度;其次,在教师阶段,利用一种动态更新教师的机制来增强教师的教学水平,保证学生及时地向全局最优解学习,提高算法收敛速度;再次,在学生阶段,提出一种自学与向最好学生学习相结合的学习方式,让学生全面发展,从而提高算法的搜索能力和收敛速度。为验证ITLBO的有效性,采用16个标准测试函数,对惯性权重的有效性和各算子对算法整体的贡献度进行测试,对TLBO、RTLBO、EPGTOA和ITLBO进行仿真对比实验。一系列测试结果表明,ITLBO具有更好的收敛能力和稳定性。

关键词：教学优化算法动态更新自适应自学

基于KDTree改进的Super 4PCS+ICP算法在点云配准中的应用研究

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激光与红外 2023年第9期53卷 1333-1338页

作者：夏军勇高睿杰钟飞湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

在点云配准过程中,为了提高点云的配准精度,针对ICP算法对于初始位姿的局限性,对点云数据进行Super4PCS+ICP的“先粗后精”处理。首先利用KDTree树搜索对应点,用局部区域的特征度确定特征点集,再使用Super4PCS算法实现粗配准。针对精配... 详细信息

在点云配准过程中,为了提高点云的配准精度,针对ICP算法对于初始位姿的局限性,对点云数据进行Super4PCS+ICP的“先粗后精”处理。首先利用KDTree树搜索对应点,用局部区域的特征度确定特征点集,再使用Super4PCS算法实现粗配准。针对精配准提出KDTree树来加快速度,SVD求解对应点参数、常数为1的加权平均、求解误差函数等手段来实现对ICP算法的改进,并求出刚体变换后的旋转平移矩阵,提高点云配准精度。实验表明,相较于传统ICP算法,本文方法的配准精度有了显著的提升。本文研究的方法可为点云配准的深入研究提供一定的参考。

关键词： Super_4PCS算法 ICP算法 KDTree 点云轮廓点云配准

基于改进Faster R-CNN的食品包装缺陷检测

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食品与机械 2023年第11期39卷 131-136,151页

作者：夏军勇王康宇周宏娣湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

目的:对纸质包装盒缺陷进行准确的识别与定位。方法:应用改进Faster R-CNN的网络模型自动对包装盒缺陷进行检测。对训练集图片进行数据增强并添加噪声,提升模型的训练精度和鲁棒性;将特征提取网络替换为ResNet50,并融合特征金字塔网络(F... 详细信息

目的:对纸质包装盒缺陷进行准确的识别与定位。方法:应用改进Faster R-CNN的网络模型自动对包装盒缺陷进行检测。对训练集图片进行数据增强并添加噪声,提升模型的训练精度和鲁棒性;将特征提取网络替换为ResNet50,并融合特征金字塔网络(FPN),提高模型多尺度检测的能力;使用K-means++对数据集中缺陷尺度进行聚类,优化锚框方案。结果:改进后的Faster R-CNN模型在测试集上的平均准确率(AP)达到93.9%,检测速度达到8.65帧/s。结论:应用改进的Faster R-CNN模型能够有效检测出包装盒缺陷并定位,可应用于包装盒缺陷的自动检测与分拣。

关键词： Faster R-CNN ResNet50 缺陷检测特征金字塔

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加热卷烟再造烟叶切丝机结构优化设计

包装工程 2023年第S2期 102-108页

作者：夏军勇陈天元孙博钟飞刘雄斌湖北工业大学机械工程学院湖北中烟有限责任公司

截面尺寸小的加热卷烟再造烟叶细丝在剪切过程中易出现质量问题。通过对切丝工艺及设备结构进行优化，设计并研制了一种新型加热卷烟再造烟叶切丝机。纵切辊剪刃侧隙的设计和调整是控制剪切质量的关键。建立了加热卷烟再造烟叶剪切动力... 详细信息

截面尺寸小的加热卷烟再造烟叶细丝在剪切过程中易出现质量问题。通过对切丝工艺及设备结构进行优化，设计并研制了一种新型加热卷烟再造烟叶切丝机。纵切辊剪刃侧隙的设计和调整是控制剪切质量的关键。建立了加热卷烟再造烟叶剪切动力学有限元仿真模型，分析了剪切间隙对剪切断面质量的影响，对纵切辊剪刃侧隙进行了优化。优化后剪切间隙为0.25 mm，剪出的加热卷烟再造烟叶丝断面光滑，宽度控制在1mm。通过改进切丝机结构与调整剪切间隙，解决了断裂、毛边等问题，提高了制丝断面质量。

关键词：加热卷烟再造烟叶切丝机纵切辊有限元仿真