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随机森林算法在超声缺陷识别中的应用研究

电子测量与仪器学报 2024年第5期38卷 47-55页

作者：魏新园周京欢钱牧云李丹黄三傲安徽省智能破拆装备工程实验室马鞍山243032 安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243032

超声波检测是一种常见的钢材缺陷检测方法,通过机器学习算法建立分类模型能够实现有效的缺陷识别。神经网络是目前最常采用的一种算法,但存在模型结构复杂且需要大量训练数据的问题。对此,提出一种基于随机森林的超声缺陷识别方法,能够... 详细信息

超声波检测是一种常见的钢材缺陷检测方法,通过机器学习算法建立分类模型能够实现有效的缺陷识别。神经网络是目前最常采用的一种算法,但存在模型结构复杂且需要大量训练数据的问题。对此,提出一种基于随机森林的超声缺陷识别方法,能够实现对缺陷类型的智能、准确识别,以解决模型结构复杂和训练数据需求大的问题。首先对方体试件中的不同形状、尺寸和深度的缺陷进行超声检测实验,基于实验数据利用随机森林算法建立超声缺陷识别模型;进而对模型的缺陷识别效果进行分析,并与支持向量机、K-近邻分类算法、AdaBoosting算法和卷积神经网络比对分析缺陷识别效果;然后利用验证试件进行缺陷识别验证实验,以进一步验证所建立缺陷识别模型的有效性。结果表明,所提缺陷识别方法相比其他算法具有最高的准确率,验证实验中缺陷分类准确率达到94.6%。

关键词：随机森林超声探伤缺陷识别不同形状和尺寸分类准确率

雷帕霉素洗脱椎动脉支架治疗重度椎动脉起始部狭窄的临床效果观察

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介入放射学杂志 2024年第3期33卷 275-279页

作者：晋永强戴健陈国栋江学伟刘超汤璐璐德驭医疗马鞍山总医院安徽马鞍山243000

目的探讨雷帕霉素药物洗脱椎动脉支架治疗重度椎动脉起始部狭窄(OVAS)的临床效果及术后支架内再狭窄率。方法回顾性选取2020年11月至2022年5月于我院就诊行支架成形手术治疗的重度OVAS患者共96例,包括观察组(48例)和对照组(48例),观察... 详细信息

目的探讨雷帕霉素药物洗脱椎动脉支架治疗重度椎动脉起始部狭窄(OVAS)的临床效果及术后支架内再狭窄率。方法回顾性选取2020年11月至2022年5月于我院就诊行支架成形手术治疗的重度OVAS患者共96例,包括观察组(48例)和对照组(48例),观察组给予植入雷帕霉素洗脱椎动脉支架,对照组给予植入外周球囊扩张金属裸支架,观察对比围手术期基本情况、随访期间并发症发生情况和术后支架内再狭窄率。结果两组患者均成功植入支架,围手术期均未发生短暂性脑缺血发作(TIA)、支架脱落或断裂、椎动脉或支架相关脑卒中等并发症。两组患者手术植入的支架长度及支架管径均无明显差异(P>0.05),两组患者术前血管狭窄率及术后血管残余狭窄率差异均不显著(P>0.05),术后两组患者的残余狭窄率均小于20%。术后随访患者(12.33±5.82)个月,观察组和对照组患者椎动脉或支架相关的脑卒中发生率分别为0%和4.17%,无明显差异(P>0.05)。观察组47例和对照组45例患者头晕、眩晕等症状均较前改善,均未再发后循环TIA,均未发现支架相关血栓事件。观察组患者的支架植入术后再狭窄发生率(10.42%)明显低于对照组(29.17%,P<0.05)。结论雷帕霉素洗脱椎动脉支架能安全有效地治疗重度OVAS,且能减少术后支架内再狭窄率。

关键词：椎动脉狭窄雷帕霉素药物洗脱支架支架内再狭窄

Cu对含Ce高强高效无取向硅钢磁性能的影响

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材料导报 2024年第6期38卷 172-178页

作者：李娜丁西安王永强陆勤阳郑成思安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

无取向硅钢作为新能源汽车电机系统的核心部件材料,要求其磁性能和力学性能同时优异,但两者往往不能兼顾。如何获得强度和磁性能的良好匹配是高性能无取向硅钢需要解决的关键问题之一。对此,本工作通过Cu、Ce合金化研制了高强高效无取... 详细信息

无取向硅钢作为新能源汽车电机系统的核心部件材料,要求其磁性能和力学性能同时优异,但两者往往不能兼顾。如何获得强度和磁性能的良好匹配是高性能无取向硅钢需要解决的关键问题之一。对此,本工作通过Cu、Ce合金化研制了高强高效无取向硅钢样品,但是,目前Cu在硅钢中的作用尤其是对磁性能的影响机理尚不十分明确。因此,本工作采用光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射和透射电镜等方法研究了Cu对含Ce高强高效无取向硅钢磁性能的影响及机理。结果表明,适量Cu的添加在显著提高强度的情况下同时降低高频铁损,较多Cu的添加使磁感降低、铁损升高。这主要是因为,适量的Cu以富Cu相析出,具有尺寸小、分布分散等特点,一方面促使再结晶的发生,提高晶粒均匀性,并且高温再结晶退火过程中Cu以固溶形式存在不会明显阻碍晶粒长大,对磁性能有利;另一方面促使有利织构的产生,抑制不利织构出现,提高磁感,从而在一定程度上抵消富Cu析出相阻碍磁畴转动对磁性能的不利影响。Cu含量较高时,富Cu析出相不仅尺寸较大,而且形态呈长条状或短棒状,恶化了磁性能。

关键词： Cu 高强高效无取向硅钢组织织构磁性能

煤油流量对NiCrBSi-CrSi_(2)涂层微观结构及高温磨损性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 825-833页

作者：王志强刘侠张世宏任奕杨康杨阳薛召露安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

在12CrMoVG基体上通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,分别采用不同煤油流量制备了NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层。利用XRD、SEM、EDS、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和高温旋转式摩擦磨损试验机分别表征了不同煤油流量下涂层物相、组... 详细信息

在12CrMoVG基体上通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,分别采用不同煤油流量制备了NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层。利用XRD、SEM、EDS、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和高温旋转式摩擦磨损试验机分别表征了不同煤油流量下涂层物相、组织结构、力学性能和高温摩擦磨损性能。结果表明:不同煤油流量涂层的物相组成基本相同,均有γ-Ni、Ni_(3)B、Cr_(2)B、CrSi_(2)和Cr_(5)Si_(3),但随着煤油流量的升高,涂层中的CrSi_(2)和Cr_(2)B的部分会分别转变为Cr_(5)Si_(3)和CrB相。涂层显微硬度和结合强度随着煤油流量的升高均呈现先增后减的趋势,孔隙率和磨损率表现出先减后增的趋势。当煤油流量为30 L/h时,粉末熔融效果最好,涂层的孔隙率最低为0.17%,显微硬度(HV0.3)最高达到5576.2 MPa,结合强度最高为59MPa,磨损率最低为2.84×10^(-14)m^(3)·(N·m)^(-1)。磨痕表面产生的Cr_(2)O_(3)、SiO_(2)和NiCr_(2)O_(4)等氧化物以及较高的涂层硬度使得30 L/h的涂层显示出最优的耐高温摩擦磨损性能。涂层的磨损机制以氧化磨损和黏着磨损为主。

关键词：超音速喷涂 NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层煤油流量显微组织高温磨损性能

磁性片状nZVI-Fe_(3)O_(4)对Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)去除机理研究

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过程工程学报 2024年第3期24卷 346-359页

作者：韦书贤李灿华马文青章蓝月李家茂冒爱琴何川李明晖朱伟长安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 马鞍山市安工大智能装备技术研究院有限公司安徽马鞍山243002

针对日益严重的水体重金属污染问题,本实验采用歧化反应制备具有裂隙结构的新型磁性片状纳米零价铁-四氧化三铁(nZVI-Fe_(3)O_(4)),通过多种表征手段对材料的物理化学性质和结构进行了表征,并研究pH、温度、重金属离子溶液初始浓度对nZV... 详细信息

针对日益严重的水体重金属污染问题,本实验采用歧化反应制备具有裂隙结构的新型磁性片状纳米零价铁-四氧化三铁(nZVI-Fe_(3)O_(4)),通过多种表征手段对材料的物理化学性质和结构进行了表征,并研究pH、温度、重金属离子溶液初始浓度对nZVI-Fe_(3)O_(4)去除Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)效率的影响。实验结果显示,nZVI-Fe_(3)O_(4)对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的去除在60 min左右达到平衡状态。在p H值为6、温度为25℃、投加量为1 g/L的条件下,nZVI-Fe_(3)O_(4)可在5~30 min内将10 mg/L模拟废水中Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)降至痕量级别。随着溶液p H值降低,n ZVI-Fe_(3)O_(4)对Pb(Ⅱ)的吸附效率下降。研究结果表明,nZVI-Fe_(3)O_(4)的去除过程符合Langmuir模型,是一种化学吸附过程。Zn(Ⅱ)的最大吸附量为13.52 mg/g,Pb(Ⅱ)的最大吸附量为26.50 mg/g。热力学研究表明,去除过程是自发吸附的。nZVI-Fe_(3)O_(4)主要通过吸附-共沉淀的方式富集Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。nZVI-Fe_(3)O_(4)可以通过外加磁场进行回收,在废水处理中去除Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)方面,具有良好应用前景。

关键词：纳米零价铁材料改性重金属污染铅离子锌离子

AlLi-LDH中Al-O八面体环吸附锂的机制

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第4期34卷 1321-1332页

作者：田勇攀王成成张帆徐亮赵卓童碧海安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032

采用共沉淀法合成铝锂层状双氢氧化物(AlLi-LDH)并进行提锂试验。AlLi-LDH的空间群为P32或C2/m,微观形貌呈直径为5~10μm的规则球形。AlLi-LDH吸附Li^(+)后,空间群转化为P32。当Li^(+)浓度为95.4 mg/L时,1 h后锂吸附量为8.98 mg/g;吸附4... 详细信息

采用共沉淀法合成铝锂层状双氢氧化物(AlLi-LDH)并进行提锂试验。AlLi-LDH的空间群为P32或C2/m,微观形貌呈直径为5~10μm的规则球形。AlLi-LDH吸附Li^(+)后,空间群转化为P32。当Li^(+)浓度为95.4 mg/L时,1 h后锂吸附量为8.98 mg/g;吸附48 h后,吸附量增加到16.50 mg/g;根据二级吸附模型预测Li^(+)吸附总量为17.57 mg/g。当Mg^(2+)/Li^(+)的质量比为1067时,Mg^(2+)/Li^(+)分离系数为29536。空间群为P32时,Li-O的相互作用强度变弱,且相互作用属于静电效应。具有P32空间基团的AlLi-LDH更容易吸附和解吸Li^(+)。

关键词：共沉淀铝锂层状双氢氧化物空间群吸附锂

等离子体渗氮气压对合金钢渗氮层微观结构和性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 200-207页

作者：王怡萱安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

目的选择M50NiL钢(高合金钢)和AISI 4140钢(低合金钢)2种合金钢,研究渗氮气压对合金钢等离子体渗氮层组织结构、渗层厚度、硬度、韧性和摩擦磨损性能的影响规律。方法根据离子渗氮GB/T 30883—2017,在0~500 Pa渗氮气压范围内选择170、25... 详细信息

目的选择M50NiL钢(高合金钢)和AISI 4140钢(低合金钢)2种合金钢,研究渗氮气压对合金钢等离子体渗氮层组织结构、渗层厚度、硬度、韧性和摩擦磨损性能的影响规律。方法根据离子渗氮GB/T 30883—2017,在0~500 Pa渗氮气压范围内选择170、250、350 Pa 3个渗氮气压进行等离子体渗氮,研究渗层微观结构和性能。结果对于M50NiL和AISI 4140两种合金钢,350 Pa时渗层厚度均最大,170 Pa次之,250 Pa厚度最小。M50NiL钢在350 Pa渗氮和AISI 4140钢在170 Pa渗氮时,表面层具有最优的强韧性。摩擦磨损性能显示,170 Pa和350 Pa气压渗氮的摩擦磨损性能明显优于250 Pa气压渗氮,其中磨损率规律与渗氮层的韧性值测试结果吻合。结论气压影响了氮离子的能量和分布,从而影响了渗层厚度,钢中的合金元素含量和气压共同影响表面强韧化效果,并且表面强韧化效果直接影响渗氮层的摩擦磨损性能。

关键词：气压等离子体渗氮硬度摩擦磨损合金钢

椎板切除减压术中体感诱发电位预测模型的建立

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中国临床研究 2024年第5期37卷 724-728,734页

作者：汪红亮周涛王璐查本义周捷马鞍山市人民医院安徽医科大学马鞍山临床学院安徽马鞍山243000 安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243000

目的探讨影响椎板切除减压术中体感诱发电位(SEP)的因素,并建立预测模型。方法回顾性分析2021年1月至2023年1月于马鞍山市人民医院脊柱骨科行椎板切除减压术的120例脊柱椎管狭窄患者的SEP监测资料。根据有无发生SEP信号改变将患者分为SE... 详细信息

目的探讨影响椎板切除减压术中体感诱发电位(SEP)的因素,并建立预测模型。方法回顾性分析2021年1月至2023年1月于马鞍山市人民医院脊柱骨科行椎板切除减压术的120例脊柱椎管狭窄患者的SEP监测资料。根据有无发生SEP信号改变将患者分为SEP改变组(n=21)和对照组(n=91)。采用Lasso回归、交叉验证法、单因素及多因素logistic回归分析确定预测因素。绘制预测SEP改变的列线图,并使用受试者工作特征(ROC)曲线、校准曲线及临床决策曲线来对模型进行评估。结果多因素logistic回归分析显示,超重、出血量、体温、电刀使用情况是影响SEP的独立影响因素,差异有统计学意义(P<0.05)。在模型的验证中,列线图的AUC为0.914,说明模型具有良好的区分度。最优校准曲线显示预测值和实际值具有良好的一致性。临床决策曲线显示模型具有良好的临床实用性。结论超重、出血量、体温、电刀使用情况是SEP变化的影响因素,建立预测SEP变化的列线图,使脊柱科医师能采取有效的预防治疗措施,增加神经电生理监测的准确性。

关键词：体感诱发电位椎板切除减压术列线图超重出血量体温神经电生理

基于多端口网络理论的多负载WPT系统效率最大化研究

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电机与控制学报 2024年第8期28卷 163-173页

作者：杨云虎李钰梁大壮薛建志贾维娜杨志安徽工业大学安徽省高校电力电子与运动控制重点实验室安徽马鞍山243000

针对多负载无线电能传输系统效率的最大化问题,采用多端口网络理论分析并将系统效率最大化下的最优负载值问题转为求解广义特征值问题。首先,搭建单输入多输出多负载无线电能传输系统模型,结合端口网络理论和广义瑞利商深入研究系统最... 详细信息

针对多负载无线电能传输系统效率的最大化问题,采用多端口网络理论分析并将系统效率最大化下的最优负载值问题转为求解广义特征值问题。首先,搭建单输入多输出多负载无线电能传输系统模型,结合端口网络理论和广义瑞利商深入研究系统最佳负载和最大效率之间的关系。在系统参数确定的前提下,通过对系统负载值进行设计,可以实现系统达到最高效率运行的状态,并应用对偶原理将理论成果推广至多负载电容式无线电能传输系统中;其次,采用遗传算法对多负载无线电能传输系统效率进行寻优,确定最佳负载值的正确性和可行性;最后,搭建了基于S-S拓扑的电感式无线电能传输系统实验平台,将单输入两输出、单输入三输出、单输入两不同、单输入三不同输出负载系统作为样本,仿真和实验数据对比验证了所提方法的正确性及最佳负载的可行性。

关键词：无线电能传输多负载最大效率最佳负载端口网络理论遗传算法