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基于3D点云的列车螺栓故障诊断方法

人工智能与机器人研究 2024年第3期13卷 701-714页

作者：王群孙木兰李晨田野刘雷新元株洲中车时代电气股份有限公司数据与智能技术中心湖南长沙

城市轨道交通作为一种城市内交通运输方式,因其快速高效、低碳环保、运力强大等优点得到了国家产业政策的大力支持,近几年来,我国城市轨道交通发展迅速、列车速度不断提高,其安全问题愈发重要。列车长时间的运行,由于震动、碰撞、老化... 详细信息

城市轨道交通作为一种城市内交通运输方式,因其快速高效、低碳环保、运力强大等优点得到了国家产业政策的大力支持,近几年来,我国城市轨道交通发展迅速、列车速度不断提高,其安全问题愈发重要。列车长时间的运行,由于震动、碰撞、老化等问题,列车底部的紧固螺栓会出现松动、甚至掉落丢失的情况,存在发生重大安全事故的风险。而现阶段采取的人工巡检的方法存在效率低、漏检多、标准不一等诸多限制。为了避免造成人员伤亡和财产损失,亟需研究出一种快速、准确的螺栓故障检测方法。本文采用智能列检机器人采集列车车底螺栓图像,合成点云数据,通过ICP算法与模版数据点云配准、RANSAC平面分割消除异常点,计算螺栓表面点云的数量与平面距离判断列车车底螺栓是否正常,实验表明,该方法可以有效的识别出列车车底螺栓丢失和3 mm以上松动故障,真实故障识别率为100%。对减少人工成本、排除列车安全隐患、保障人民生命财产安全具有重要意义。Urban rail transit, as an intra-city transportation mode, has been strongly supported by the national industrial policy due to its advantages of high speed, high efficiency, low carbon and environmental protection, and strong transportation capacity. Its security issues are becoming more and more important. When the train runs for a long time, due to vibration, collision, aging and other problems, the fastening bolts at the bottom of the train will be loose, or even lost, and there is a risk of major safety accidents. However, the manual inspection method adopted at this stage has many limitations, such as low efficiency, many missed inspections, and different standards. In order to avoid casualties and property losses, it is urgent to develop a fast and accurate bolt fault detection method. In this paper, the intelligent train inspection robot is used to collect the images of the bolts on the bottom of the train, synthesize the point cloud data, and use the ICP algorithm to register the point cloud with the template data, RANSAC plane segmentation to eliminate abnormal points, and calculate the number of point clouds on the bolt surface and the plane distance to judge the train bottom. Whether the bolts are normal or not, the experiment shows that this method can effectively identify the loss of the bolts on the bottom of the train and the loose faults of more than 3mm, and the real fault recognition rate is 100%. It is of great significance to reduce labor costs, eliminate hidden dangers of train safety, and ensure the safety of people’s lives and properties.

关键词：螺栓故障 3D点云 ICP RANSAC

美国铁精矿配比对球团冶金性能及微观显微结构的影响

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材料研究与应用 2024年第5期18卷 834-840页

作者：周文波福建三钢闽光股份有限公司技术中心福建三明365000

随着我国钢铁工业向集约大型化、低碳排放转型,对高炉炼铁炉料的要求不断提高。球团因高效能、低能耗及环保等优势,需求量逐渐增加。然而,国内铁矿石资源的劣势促使采用进口铁精矿制备高质量球团成为主流趋势。美国铁精矿作为新进口矿粉... 详细信息

随着我国钢铁工业向集约大型化、低碳排放转型,对高炉炼铁炉料的要求不断提高。球团因高效能、低能耗及环保等优势,需求量逐渐增加。然而,国内铁矿石资源的劣势促使采用进口铁精矿制备高质量球团成为主流趋势。美国铁精矿作为新进口矿粉,虽品位低但碱性氧化物含量高,通过配加美国铁精矿粉可以改变制备球团铁矿粉的物理和冶金性能,达到提高球团冶金性能的目的。通过球团配矿实验、还原性实验、还原膨胀率实验及矿相显微镜分析,研究了不同美国铁精矿粉的配比对球团冶金性能及微观显微结构的影响,以优化配矿粉的结构、提升生球与成品球的性能。结果表明,配加美国铁精矿粉,对造球工序影响较大。随着美国铁精矿粉配比(质量分数)从0%增加至35%,造球返球率和球盘频率增大;当美国铁精矿配比为20%时,成品球团的综合质量最佳,冶金性能和抗压强度均满足高炉生产需求。随着美国铁精粉配比增加,成品球团中赤铁矿结晶发育程度逐渐降低,而镁铁矿和铁酸钙生成量逐渐增加,宏观表现为成品球团的抗压强度降低,但冶金性能得以改善。本研究为合理利用美国铁精矿粉,以及降低造球粘结剂的用量、确保生球和成品球的强度、改善球团的还原性能提供了理论依据和技术支持,有利于提升我国钢铁工业的低碳环保水平,推动行业的可持续发展。

关键词：美国铁精矿球团矿冶金性能抗压强度赤铁矿生球还原膨胀率还原度

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硫化锰复合夹杂物对车轮钢疲劳性能的改善

炼钢 2024年第5期40卷 104-110页

作者：郭俊波沈昶陆强马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000 轨道交通关键零部件安徽省技术创新中心安徽马鞍山243000

开展了含Al_(2)O_(3)夹杂和MnS包裹Al_(2)O_(3)夹杂形成的MnS复合夹杂车轮钢疲劳性能的对比试验,研究了两种夹杂物对车轮钢疲劳性能的影响。此后,基于数值计算从材料内部相变残余拉应力和外力应力集中两个角度阐述了夹杂物对疲劳的影响... 详细信息

开展了含Al_(2)O_(3)夹杂和MnS包裹Al_(2)O_(3)夹杂形成的MnS复合夹杂车轮钢疲劳性能的对比试验,研究了两种夹杂物对车轮钢疲劳性能的影响。此后,基于数值计算从材料内部相变残余拉应力和外力应力集中两个角度阐述了夹杂物对疲劳的影响机理。研究发现,MnS复合夹杂物降低了夹杂物与基体间的相变残余拉应力和外力应力集中,提高了夹杂物与基体间的变形协调能力,从而提高了疲劳裂纹萌生寿命。减小夹杂物尺寸会缓解其外力应力集中,相比于MnS复合夹杂,Al_(2)O_(3)夹杂物的直径变化更显著地影响其周围径向应力的分布。在夹杂物尺寸相近的情况下,含MnS复合夹杂物试样的疲劳寿命高于含Al_(2)O_(3)夹杂试样。

关键词：车轮钢夹杂物疲劳性能应力集中残余应力

大兆瓦风机主轴法兰螺栓疲劳寿命评估方法研究

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机床与液压 2024年第14期52卷 78-82页

作者：宁文钢王奇姜宏伟王岳峰宁可太原重工股份有限公司技术中心山西太原030024 太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030024

大兆瓦风电机组主轴法兰螺栓连接受到复杂交变载荷的作用,极易产生疲劳破坏。针对此问题,构建法兰螺栓连接有限元数值模型,以法兰界面涂层增摩工艺为背景,分析不同预紧力工况下法兰连接各部件危险部位应力变化规律。通过GH-Bladed结合... 详细信息

大兆瓦风电机组主轴法兰螺栓连接受到复杂交变载荷的作用,极易产生疲劳破坏。针对此问题,构建法兰螺栓连接有限元数值模型,以法兰界面涂层增摩工艺为背景,分析不同预紧力工况下法兰连接各部件危险部位应力变化规律。通过GH-Bladed结合雨流计数法给出螺栓实际载荷数据,根据Eurcode3规范修正材料S-N曲线,使用FE-SAFE得到了不同预紧力下螺栓连接疲劳寿命,明确了法兰界面涂层增摩、预紧力变化对螺栓连接疲劳寿命的影响,提出了基于法兰结构的螺栓疲劳寿命评估方法。结果表明:增大法兰界面的摩擦因数,在850~1100 kN内降低螺栓预紧力有益于改善螺栓连接的疲劳寿命。

关键词：高强度螺栓风电法兰有限元仿真疲劳寿命评估

基于层次分析法及模糊综合评价的储能产品风险管理研究

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技术与市场 2024年第6期31卷 152-157页

作者：毛俊杰倪天岐浙江大学工程师学院浙江杭州310015 万向一二三股份公司浙江杭州311200

电化学储能产品近年成为市场主流,据中国石化在第十四届中国国际储能大会上发布的数据统计显示,电化学储能产品装机规模从2017年的不足3 GW,到2022年增长至超过45 GW,预计至2025年,我国电化学储能累计装机规模将达到70 GW。然而有关电... 详细信息

电化学储能产品近年成为市场主流,据中国石化在第十四届中国国际储能大会上发布的数据统计显示,电化学储能产品装机规模从2017年的不足3 GW,到2022年增长至超过45 GW,预计至2025年,我国电化学储能累计装机规模将达到70 GW。然而有关电化学储能产品的风险研究并不完善,为提供一套储能产品风险研究方法,从而有效预防储能产品风险的发生,基于W公司产品现状,运用层次分析法及模糊综合评价法对储能产品的风险进行了研究。通过层次分析法得到3个一级指标风险、9个二级指标风险,并对其进行权重计算,此后运用模糊综合评价对风险严重程度进行评判,得出电池包气密不良问题等4条需要优先处理的风险,通过进一步分析给出处理方案,有利于在项目初期减小风险,为产品质量提供保障。

关键词：层次分析法(AHP) 模糊综合评价法储能

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微塑料老化特征及多维表征技术研究进展

塑料工业 2024年第9期52卷 1-13页

作者：李江鹏李建军陈平绪叶南飚李聪刘思杨靳闵任明金发科技股份有限公司企业技术中心广东广州510663 废旧塑料资源高效开发及高质利用国家重点实验室广东广州510663

微塑料是一种在全球广泛存在的新型污染物,能通过食物链传递或直接摄入的方式给人体健康带来严重危害。微塑料在环境中会遭受各种老化作用,导致其环境行为和归趋进一步改变。微塑料的形状和结构特点使其难以准确检测,可靠的检测方法是... 详细信息

微塑料是一种在全球广泛存在的新型污染物,能通过食物链传递或直接摄入的方式给人体健康带来严重危害。微塑料在环境中会遭受各种老化作用,导致其环境行为和归趋进一步改变。微塑料的形状和结构特点使其难以准确检测,可靠的检测方法是研究微塑料环境老化行为的关键。本文系统地介绍了微塑料在自然环境中的老化方式和微塑料老化过程的探究方法,在此基础上重点总结了微塑料老化过程中关键特征的变化,进一步探讨了多维表征技术(成像技术、光谱分析技术和热分析技术)在评估微塑料老化过程时的优势与局限性,并展望未来微塑料老化的重点研究方向及老化检测技术的发展方向,以期为更全面评估环境微塑料的风险提供科学指导。

关键词：微塑料老化方式老化探究方法老化特征多维表征技术

同位素稀释液相色谱-串联质谱法测定血清皮质醇候选参考方法的建立及评价

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中华检验医学杂志 2024年第8期47卷 927-935页

作者：黄昌发林丹付晓雅翁旭琦孙雅玲李伟广州万孚生物技术股份有限公司广州510663

目的建立同位素稀释液相色谱-串联质谱法(ID-LC/MS/MS)测定血清中皮质醇浓度的候选参考方法。方法方法学建立。将样本与皮质醇内标混匀后加入碳酸钠溶液碱化处理, 正己烷/乙酸乙酯进行液液萃取, 流动相采用甲醇水溶液等度洗脱, 质谱采... 详细信息

目的建立同位素稀释液相色谱-串联质谱法(ID-LC/MS/MS)测定血清中皮质醇浓度的候选参考方法。方法方法学建立。将样本与皮质醇内标混匀后加入碳酸钠溶液碱化处理, 正己烷/乙酸乙酯进行液液萃取, 流动相采用甲醇水溶液等度洗脱, 质谱采用电喷雾电离源正离子模式(ESI+)及多反应监测(MRM)分析方法, 标准溶液及内标的配制、样本与内标的混合均采用重量法进行控制, 括号法计算皮质醇浓度。参照美国临床实验室标准化协会C62-A、C50-A及国内专家共识文件《液相色谱-质谱临床应用建议》《液相色谱串联质谱临床检测方法的开发与验证》等对方法正确度、精密度、特异性、线性、检测限和定量下限等性能进行系统评价。数据经Excel2019进行处理, 最小二乘法进行线性回归分析。结果方法准确精密, 测定有证标准物质ERM-DA192、ERM-DA193以及2021—2023年RELA样本的相对偏倚均<2%, 加标回收率98.2%~101.1%, 批内及批间不精密度均<2%, 检测结果不受其他结构类似物干扰, 在25~1 600 nmol/L范围内呈现出良好线性, 方法检测限和定量下限分别为0.5和1.0 nmol/L。经溯源后的皮质醇测定试剂盒(化学发光免疫分析法)与该候选参考方法同时测定46例临床血清样本的相关性良好。结论建立了一种灵敏、准确且操作简便的血清皮质醇浓度测定候选参考方法, 可为临床常规测定方法的量值溯源及正确度评价提供参考。

关键词：氢化可的松同位素稀释液相色谱-串联质谱候选参考方法

情境感知理论下的纯电动汽车内饰设计实践探讨

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时代汽车 2024年第22期 136-138页

作者：周东辉田晓光长城汽车股份有限公司哈弗技术中心黄河交通学院

随着电动汽车市场的快速发展，用户对车辆内饰设计的要求也日益提高。文章在情境感知理论的框架下，探讨了纯电动汽车内饰设计的实践应用。通过对情境感知理论的核心概念和原则进行解析，结合实际设计案例，分析了如何在电动汽车内饰设... 详细信息

随着电动汽车市场的快速发展，用户对车辆内饰设计的要求也日益提高。文章在情境感知理论的框架下，探讨了纯电动汽车内饰设计的实践应用。通过对情境感知理论的核心概念和原则进行解析，结合实际设计案例，分析了如何在电动汽车内饰设计中有效融入情境感知元素，以提升用户体验。研究表明，情境感知设计能够显著改善驾驶舒适度和操作便捷性，同时增强车内环境的个性化和智能化水平。文章的研究成果为未来电动汽车内饰设计提供了新的思路和参考。

关键词：情境感知理论纯电动汽车内饰设计用户体验智能化设计

冷却速率对Al-Zn-Mg-Si镀层组织及耐蚀性的影响

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轧钢 2024年第4期41卷 73-78页

作者：徐闻慧杨洪刚金勇吕家舜徐承明王永明海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114009 鞍钢股份有限公司技术中心辽宁鞍山114009

热浸镀Al-Zn-Mg-Si镀层钢板具有优异耐蚀性,已被广泛应用于建筑、家电和汽车等领域。为探究冷却速率对镀层组织的影响,利用热镀锌模拟器制备了Al-Zn-Mg-Si镀层钢板试样,镀层成分为55Al-42Zn-1.5Mg-1.5Si,利用光学显微镜、扫面电镜、X射... 详细信息

热浸镀Al-Zn-Mg-Si镀层钢板具有优异耐蚀性,已被广泛应用于建筑、家电和汽车等领域。为探究冷却速率对镀层组织的影响,利用热镀锌模拟器制备了Al-Zn-Mg-Si镀层钢板试样,镀层成分为55Al-42Zn-1.5Mg-1.5Si,利用光学显微镜、扫面电镜、X射线能谱仪和盐雾试验研究了不同冷却速率下镀层的微观组织及耐蚀性。结果表明:当冷却速率从10℃/s提高到22℃/s时,Al-Zn-Mg-Si镀层组织和性能发生显著变化,枝晶和枝晶间距明显细化,晶花尺寸缩小78%,枝晶与枝晶间隙过渡区的宽度增大95%,多数富Zn相从大块状变化为短棒状,在枝晶间隙中弥散分布,枝晶取向的多样性使镀层宏观表面更加均匀;提高冷却速度率有利于减缓镀层腐蚀蔓延速度,与冷却速率10℃/s相比,冷却速率22℃/s下的耐蚀性延长时间大于2496 h。

关键词： Al-Zn-Mg-Si镀层冷却速率晶花镀层组织耐蚀性