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基于改进残差网络的空纱筒识别模型

纺织学报 2024年第1期45卷 194-202页

作者：陆伟健屠佳佳王俊茹韩思捷史伟民浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 浙江机电职业技术学院自动化学院浙江杭州310053

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意... 详细信息

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意力机制,以达到提高检测空纱筒的准确率,减少模型参数的目的。最后通过数据增强,创建了适合工厂实际生产的纱筒数据集。实验结果表明:在消融实验中,应用SENet注意力机制可以提高3.86%的准确率,利用优化残差模块不仅减少了650%的模型参数还提高了1.22%的准确率。在原数据集的验证集上,改进模型的准确率为99.6%比ResNet-18模型高4.46%,与VGG-16和AlexNet相比提高了7.05%~9.41%。在增强的数据集上,识别模型的准确率都有了较大的提升,但改进模型的准确率变化不大,说明该模型的鲁棒性较好,不易受到样本不足的影响。改进模型的参数数量缩小到原模型参数数量的1/10左右,为嵌入式设备部署空纱筒识别模型提供了思路。

关键词：纺织车间空纱筒识别残差网络模型轻量化深度学习

水下连接器灌胶用保持架冷却水路分析及模具设计

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工程塑料应用 2024年第8期52卷 134-139,153页

作者：黄可钱子龙李恒李兵兵常州机电职业技术学院机械工程学院江苏常州213164 常州机电职业技术学院模具技术学院江苏常州213164

对中空保持架进行了结构分析,获得了模具设计难点。针对设计难点并结合生产实际初步设计了模具水路,将冷却水路设计成正交结构,并进行了模流分析。模流分析结果表明定模水路能较好传导热量;动模区域,热量没有很好的传导至水路区域,冷却... 详细信息

对中空保持架进行了结构分析,获得了模具设计难点。针对设计难点并结合生产实际初步设计了模具水路,将冷却水路设计成正交结构,并进行了模流分析。模流分析结果表明定模水路能较好传导热量;动模区域,热量没有很好的传导至水路区域,冷却水路需进一步优化。将制品最大投影面垂直于Z轴放置,沿制品突变处抽取分型线,得定模成型区及动模成型区。为了降低定模仁制造难度,将部分曲面特征用定模滑块、斜导柱机构成型,同时也有利于定模部分排气;对制品的部分倒扣特征,设计定模斜抽-动模斜顶抽芯机构,有效缩小了模具外形结构,使模具结构更加紧凑。针对中空制品内部所有方向都不能设置自动抽芯的难点,设置整体镶拼抽芯机构;对口部倒扣特征,设置斜顶抽芯机构,倒扣成型件选用铍铜材质,保证了动定模的冷却均衡;设计导热铍铜及法向导热片将集聚在制品内部的热量传导至整个动模,提高了动模冷却水路的冷却效果,并通过结构设计增加了模具的排气性能,避免了制品的局部烧焦。

关键词： Moldflow模流分析软件模具设计水路设计镶拼抽芯机构中空制品抽芯机构

基于多层MPC框架的类车机器人调速路径跟踪

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工程科学学报 2024年第8期46卷 1469-1478页

作者：张俊娜白国星山西机电职业技术学院长治046011 北京科技大学机械工程学院北京100083 唐山冀东装备工程股份有限公司唐山063200

针对类车机器人路径跟踪控制的研究工作尚未考虑主动调速与路径跟踪之间的关联,现有控制系统为了保证较高的路径跟踪控制精度只能将纵向速度设置为较低值.同时,在其他移动装备的主动调速路径跟踪控制策略中,以模型预测控制(Model predic... 详细信息

针对类车机器人路径跟踪控制的研究工作尚未考虑主动调速与路径跟踪之间的关联,现有控制系统为了保证较高的路径跟踪控制精度只能将纵向速度设置为较低值.同时,在其他移动装备的主动调速路径跟踪控制策略中,以模型预测控制(Model predictive control,MPC)为基础的多层模型预测控制(Multilayer MPC,MMPC)具有对于误差来源兼容性较强的优势,但是现有系统采用速度较高时精度不佳的线性模型预测控制(Linear MPC,LMPC)作为底层路径跟踪控制算法,因此纵向行驶速度仍然较低.针对这些问题,结合基于MMPC的主动调速路径跟踪控制框架、精确性和实时性均较好的前馈模型预测控制(Feedforward MPC,FMPC)底层路径跟踪控制算法与长时域预测精度较高的非线性模型预测控制(Nonlinear MPC,NMPC)顶层速度决策算法,构建了新的基于MMPC框架的主动调速路径跟踪控制系统.通过MATLAB和CarSim联合仿真对提出的MMPC系统进行了测试.提出的MMPC系统可以在平均行驶速度较高时实现较高精度的路径跟踪,在平均行驶速度为4.2859 m·s^(-1)时,位移误差的最大幅值为0.1838 m,航向误差的最大幅值为0.1350 rad.在纵向速度较高时,提出的MMPC相比恒速的FMPC、NMPC系统和已有的MMPC系统精度更高,在相同工况下,FMPC系统误差发散,提出的MMPC系统可以相对已有的NMPC和MMPC系统将位移误差最大幅值减小46.29%和62.22%.在能够保障较高精度时,提出的MMPC系统的平均行驶速度较高,相比已有的FMPC和MMPC系统,可以将平均行驶速度提高43.06%和317.48%,与NMPC系统指标接近.

关键词：类车机器人路径跟踪主动调速预测控制多层控制

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视觉跟踪多转子位移测量

振动工程学报 2024年第1期37卷 113-125页

作者：杨荣良王森伍星柳小勤刘韬昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 云南机电职业技术学院云南昆明650023

针对当前传统振动传感器在测量旋转体位移时受限于安装和测点数量等问题,将高速工业相机作为采集媒介,在转子振动试验台上进行转子振动视频的采集,并利用基于多目标跟踪的视觉振动测量方法跟踪多个转子目标的全场振动位移。将注意力机... 详细信息

针对当前传统振动传感器在测量旋转体位移时受限于安装和测点数量等问题,将高速工业相机作为采集媒介,在转子振动试验台上进行转子振动视频的采集,并利用基于多目标跟踪的视觉振动测量方法跟踪多个转子目标的全场振动位移。将注意力机制引入残差神经网络,结合特征金字塔网络结构建立改进的特征提取骨干网络,并利用身份重新识别方法来强化相邻帧间目标位移的关联性,跟踪旋转体全场振动位移信号。在转子振动位移测量数据集上对不同网络模型进行定性和定量的比较。结果表明,本文构建的网络模型在边界框回归时能够获取更为紧密的贴合度;将采集的电涡流位移信号作为标准量进行两个转子位移信号的对比实验,结果表明,本文多目标跟踪算法拟合的波形和频谱噪声最小,且能与电涡流信号相匹配;在目标对象模糊情况下的实验也证明本文算法所具有的泛化性能,这也体现出视觉测量在旋转体振动位移跟踪领域的工程应用价值。

关键词：视觉测振深度学习多目标视觉跟踪模糊图像旋转体位移测量

一种基于DIC测量单边缺口拉伸试件CTOD阻力曲线的简便方法

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实验力学 2024年第1期39卷 56-64页

作者：郑战光韦宗汗谢昌吉黄增广西大学机械工程学院广西南宁530004 广西机电职业技术学院机械工程学院广西南宁530007

针对测量单边缺口拉伸(SENT)试样的裂纹尖端张口位移(CTOD)阻力曲线时,延性裂纹扩展量的计算过于复杂的问题,提出了一种由数字图像相关技术(DIC)计算的变形场来确定裂纹尖端位置,并快速推算延性裂纹扩展量的方法。该方法首先在缺口和裂... 详细信息

针对测量单边缺口拉伸(SENT)试样的裂纹尖端张口位移(CTOD)阻力曲线时,延性裂纹扩展量的计算过于复杂的问题,提出了一种由数字图像相关技术(DIC)计算的变形场来确定裂纹尖端位置,并快速推算延性裂纹扩展量的方法。该方法首先在缺口和裂纹上下方的弹性区域设置两条平行横线;然后通过两条横线间的位移差构建曲线,曲线变化幅度的临界点即为裂纹端部的位置;根据临界点位置计算裂纹扩展量,最后测量CTOD并构建阻力曲线。将本文方法与另一种通过DIC测量SENT试样CTOD阻力曲线的方法进行对比,结果表明本文方法经过简便的计算后拟合的阻力曲线效果更好。

关键词：单边缺口拉伸(SENT)试样裂纹扩展阻力曲线裂纹尖端张口位移(CTOD) 数字图像相关(DIC)

基于电导率对介电常数补偿的土壤含水率电容传感器标定方法的研究

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农业机械学报 2024年

作者：张西良谢飞洋盛庆元倪梦瑶张家祺徐云峰江苏大学机械工程学院绍兴职业技术学院机电工程与交通学院

针对土壤含水率电容传感器检测精度低，标定模型对盐渍土壤的适用性不高等问题，提出基于电导率对介电常数补偿的含水率电容传感器标定法。在标准溶液中建立介电常数与传感器输出电压关系对数模型(R2=0.983)，进一步基于二元二次回归分... 详细信息

针对土壤含水率电容传感器检测精度低，标定模型对盐渍土壤的适用性不高等问题，提出基于电导率对介电常数补偿的含水率电容传感器标定法。在标准溶液中建立介电常数与传感器输出电压关系对数模型(R2=0.983)，进一步基于二元二次回归分析法，建立标准溶液电导率对介电常数补偿的介电常数与传感器输出电压及电导率的回归标定模型(R2=0.979)。在土样中对传感器进行土壤含水率标定，建立土壤体积含水率与介电常数关系的三阶多项式标定模型(R2=0.996)。最后在土壤中对两步标定模型进行实测，结果表明：在土壤电导率为0～2 dS/m时，体积含水率检测最大误差从未电导率补偿时0.383 m3/m3降至电导率补偿后的0.013 m3/m3，最大相对误差从12.0%降至6.2%。结果表明，在不同电导率的同类土壤中，使用基于电导率对介电常数补偿的含水率传感器标定法能明显提高土壤含水率检测精度和对不同电导率土壤（黄土）的适用性。

关键词：土壤含水率含水率电容传感器标定二元回归分析法电导率补偿

ZrC增强激光熔覆CoCrNi合金熔覆层的组织及性能

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 778-786页

作者：刘冉党鲜婷陈楚琦吴韬北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 浙江机电职业技术学院浙江杭州310053

采用激光熔覆技术,在低碳钢表面制备了ZrC增强的CoCrNi合金涂层。研究了不同ZrC含量(0%,1%,3%,5%,质量分数)对CoCrNi基中熵合金涂层组织、硬度和耐磨性的影响。利用XRD、SEM和EDS分析了涂层的相组成及微观组织结构,并采用显微硬度和摩... 详细信息

采用激光熔覆技术,在低碳钢表面制备了ZrC增强的CoCrNi合金涂层。研究了不同ZrC含量(0%,1%,3%,5%,质量分数)对CoCrNi基中熵合金涂层组织、硬度和耐磨性的影响。利用XRD、SEM和EDS分析了涂层的相组成及微观组织结构,并采用显微硬度和摩擦磨损试验对样品的硬度和耐磨性进行测试。结果表明:熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,没有出现明显的裂纹及空洞等缺陷。不含ZrC的CoCrNi中熵合金涂层由单相fcc结构组成,随着涂层中ZrC的加入,涂层中的物相组成变为了fcc+ZrC_(0.7)+Cr_(23)C_(6)+ZrO_(2)。涂层的晶粒得到了明显细化,实现了晶界强化、固溶强化和弥散强化(Orowan)的共同作用,形成的碳化物Cr_(23)C_(6)相与fcc固溶体结合形成共晶碳化物,起到了协同强化作用,有效地提高了涂层的硬度和耐磨性。ZrC中的Zr与空气中的杂质O结合生成的ZrO_(2)也对涂层的性能产生了不利影响,主要是因为ZrO_(2)的存在会导致涂层中颗粒分布不均匀加剧,弱化弥散强化的作用。当ZrC较少时,涂层的性能并未得到较好的提升;当涂层中ZrC含量增加到5%(质量分数)时,涂层中析出了较多的强化相ZrC_(0.7)能够有效的提高材料的性能,该涂层的最大硬度(HV0.1)为(6379.8±147)MPa,摩擦系数为0.161,相较于不含ZrC的涂层均有较大的提升。

关键词： ZrC 激光熔覆 CoCrNi合金微观结构性能

单调与循环载荷下多晶纯铜局部取向差演化数值模拟

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塑性工程学报 2024年第5期31卷 146-154页

作者：郑战光郭顺孙腾谢昌吉黄增广西大学机械工程学院广西南宁530004 北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 广西机电职业技术学院机械工程学院广西南宁530007

为了揭示不同载荷下局部取向差的演化规律及其与变形损伤的关系,选取多晶纯铜为研究对象,基于DAMASK晶体塑性有限元的开源软件及Python脚本代码编写软件,研究了多晶纯铜在单调拉伸与循环载荷下的晶粒内取向差(KAM)、晶粒参考取向偏差(GR... 详细信息

为了揭示不同载荷下局部取向差的演化规律及其与变形损伤的关系,选取多晶纯铜为研究对象,基于DAMASK晶体塑性有限元的开源软件及Python脚本代码编写软件,研究了多晶纯铜在单调拉伸与循环载荷下的晶粒内取向差(KAM)、晶粒参考取向偏差(GROD)与等效塑性应变的演化规律,并采用取向差频率分布与相关系数评估了KAM与GROD表征变形损伤的优劣。结果表明:单调拉伸与循环载荷下KAM、GROD与等效塑性应变峰值区域分布一致,高取向差和高塑性区域首先出现在晶界或者三叉晶界附近,且取向差与宏观等效塑性应变呈线性正相关。单调拉伸和循环加载下GROD的频谱相似,而KAM的频谱对载荷敏感且相关系数更高,能更好地表征变形损伤。

关键词：晶体塑性 DAMASK 等效应变晶粒内取向差晶粒参考取向偏差

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甲醇/ICTL柴油机低负荷燃烧与排放特性的研究

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2540-2549页

作者：石晋宏徐鸣吉志勇廖文蓉太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 长江工程职业技术学院机电工程学院武汉430231

在一台满足国六排放法规的四缸柴油机上采用甲醇/ICTL双燃料燃烧模式,实验研究了预喷策略耦合EGR对其在低负荷工况下燃烧稳定性的影响规律。结果表明:在研究工况下,相比于纯ICTL燃烧模式,甲醇替代率为15.2%时,SOOT和NOx的降幅分别为66.3... 详细信息

在一台满足国六排放法规的四缸柴油机上采用甲醇/ICTL双燃料燃烧模式,实验研究了预喷策略耦合EGR对其在低负荷工况下燃烧稳定性的影响规律。结果表明:在研究工况下,相比于纯ICTL燃烧模式,甲醇替代率为15.2%时,SOOT和NOx的降幅分别为66.3%和33.5%,但COV(p)接近5%的上限标准,燃烧稳定性变差,限制了甲醇替代率的进一步提高;较早的预喷正时(-19℃A)有助于改善甲醇混合气活性,降低SOOT排放,但NOx排放量会增高,过早的预喷正时(超过-29℃A)能够进一步降低SOOT排放,而NOx排放量基本保持不变,但COV(p)超过25%;增加预喷油量会降低SOOT排放量,但NOx排放量增高,当预喷油量为2.1mg/cyc时,COV(p)为15.2%;提高EGR率,能够有效降低NOx排放量,并提高燃烧稳定性,当EGR率提高至35%时,COV(p)为2.99%。

关键词：甲醇/ICTL柴油机预喷正时预喷油量 EGR 燃烧稳定性