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油气田非金属管道失效预测及防控技术研究进展

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化工进展 2024年第3期43卷 1118-1132页

作者：张玉红李轩宇冯春健马春迅张晨周洋洋毕海胜青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司辽宁盘锦124209 中石化石油工程设计有限公司山东东营257000

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷... 详细信息

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷、介质腐蚀等老化作用,随之而来的诸如基体开裂、管体脆断、纤维/基体界面脱黏、层间分离等各种失效问题亟待解决。基于此现状,文章综述了油气田常用非金属管道特点、应用、失效原因,以及非金属管道探测定位、无损检测技术、风险评估和寿命预测方法,针对非金属管道损伤失效的预防在管道制造、施工、运行、应用、维修及关键技术等方面提出了相关建议,并对非金属管道失效预防技术攻关方面进行展望,为非金属油气管道失效预测方法及其防控技术的相关研究提供有效支撑。

关键词：非金属管道失效检测技术风险评估预测方法

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超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系研究

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中国机械 2024年第8期 101-104页

作者：陈波姚绪亮王聪山东能源集团装备制造(集团)有限公司

煤矿安全生产中，液压支架对于稳定围岩具有至关重要的作用。本文研究聚焦于超大采高工作面液压支架与围岩的相互作用，探讨岩石力学原理在液压支架设计中的应用，分析液压支架的工作原理及其对围岩支护作用的机理。通过对山西省金鸡滩... 详细信息

煤矿安全生产中，液压支架对于稳定围岩具有至关重要的作用。本文研究聚焦于超大采高工作面液压支架与围岩的相互作用，探讨岩石力学原理在液压支架设计中的应用，分析液压支架的工作原理及其对围岩支护作用的机理。通过对山西省金鸡滩煤矿超大采高工作面的案例进行研究，监测并分析液压支架工作阻力、顶板位移及煤壁片帮等关键参数，揭示液压支架与围岩之间的耦合关系。根据耦合作用规律，对液压支架结构参数进行优化，实现高效、安全地开采。该研究为类似矿体条件下的开采提供了技术参考。

关键词：液压支架围岩耦合岩石力学超大采高

基于RBF神经网络控制的刮板输送机布置形态识别

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工程机械文摘 2024年第4期 52-55页

作者：郑泽辉史翔姚绪亮山东能源集团装备制造(集团)有限公司

当前刮板输送机布置形态识别得出的误识次数较多，为此提出基于RBF神经网络控制的刮板输送机布置形态识别。进行RBF神经网络概述与控制流程制定。简述刮板输送机及布置形态分类。设计RBF神经网络控制输送机布置形态识别模型，采用迭代... 详细信息

当前刮板输送机布置形态识别得出的误识次数较多，为此提出基于RBF神经网络控制的刮板输送机布置形态识别。进行RBF神经网络概述与控制流程制定。简述刮板输送机及布置形态分类。设计RBF神经网络控制输送机布置形态识别模型，采用迭代处理来完成形态识别。测试结果表明：针对选定刮板输送机，结合水平、倾斜、曲线和分支布置4种形态的不限转换，最终得出的误识次数均被控制在4次以下，说明所设计的RBF神经网络控制刮板输送机布置形态识别方法更加具体、灵活、可靠，在复杂背景下，可以确保识别结果的真实，应用效果更为可信。

关键词： RBF神经网络网络控制刮板设置输送机布置形态识别识别定点

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瓶栽鹿茸菇自动采收装置设计与试验

农业机械学报 2024年第8期55卷 105-116页

作者：吴彦强侯献伟喻俊源石浩彤刘霞侯加林山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018 农业装备智能化山东省工程研究中心泰安271018 山东省农业机械技术推广站济南250014 山东农发智慧生物科技集团有限公司东营257200

针对瓶栽鹿茸菇工厂化采收装备缺失的问题,提出了一种“输-定-切-夹”采收工艺,并设计了相应的自动采收装置,阐述了装置总体结构及工作原理,确定了整机作业流程。通过对栽培筐输送过程运动学与力学分析,确定了导流条安装角及输送辊筒参... 详细信息

针对瓶栽鹿茸菇工厂化采收装备缺失的问题,提出了一种“输-定-切-夹”采收工艺,并设计了相应的自动采收装置,阐述了装置总体结构及工作原理,确定了整机作业流程。通过对栽培筐输送过程运动学与力学分析,确定了导流条安装角及输送辊筒参数;基于ANSYS LS-DYNA对切割过程进行了仿真分析,以切割速度、进给速度、带锯条前角及齿距为试验因素,以切割反作用力为响应指标,通过响应面法进行了切割性能建模和优化。结合物理试验确定了最优参数组合:切割速度为6.49 m/min、进给速度为0.12 m/min、前角为25°、齿距为7 mm;采用ABAQUS软件对柔性手指弯曲过程进行了仿真,结合物理试验确定了柔性手指最优结构参数为:气腔厚度2 mm、气腔7个、气压25 kPa、限制层厚度3 mm。整机试验表明,装置运行平稳,采收作业效果良好,平均采净率、平均损失率和平均损伤率分别为98.18%、3.66%和2.75%,满足瓶栽鹿茸菇实际采收要求。

关键词：瓶栽鹿茸菇自动采收装置回转式切割柔性夹持

基于变补油及冲洗回路联控的泵控马达系统热管理方法

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农业机械学报 2024年第9期55卷 481-490页

作者：王华帅张彦斌李阁强崔本涛耿冠杰刘荣升河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南工学院机械工程学院新乡453003 机械装备先进制造河南省系统创新中心洛阳471003 新乡航空工业(集团)有限公司新乡453003 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083 河南工学院智能工程学院新乡453003

针对静液压驱动的工程及农业装备中典型泵控马达系统低压回路存在连续功率损失,回路油液温度随负载及油箱温度变化大等问题,本文提出一种基于变补油及冲洗回路(ACFC)联控的节能热管理方法。在典型泵控马达系统低压回路中引入电比例恒压... 详细信息

针对静液压驱动的工程及农业装备中典型泵控马达系统低压回路存在连续功率损失,回路油液温度随负载及油箱温度变化大等问题,本文提出一种基于变补油及冲洗回路(ACFC)联控的节能热管理方法。在典型泵控马达系统低压回路中引入电比例恒压变量泵及电比例节流阀,实现冲洗流量可控调节及补油流量自动适应,以提供回路温度的控制自由度;基于实验测试数据,构建基于损失模型的泵控马达系统产热模型;依据系统产热模型设计了一种基于前馈+PD反馈控制算法的热管理方法对回路温度进行控制;采用基于功率跟随的泵控马达系统调速策略,在不同负载、不同初始温度等工况下,对典型泵控马达系统和基于ACFC的泵控马达系统开展对比实验。实验结果表明,所建立的损失模型可实现对泵控马达系统产热功率实时估计,估计精度达到±10%,验证了所建系统产热模型的正确性;在ACFC具有一定散热裕度的条件下,提出的热管理方法可使回路温度控制精度达到±0.5℃,并降低低压回路功率消耗24.7%~66.7%,使系统总传动效率提高0.9%~3.9%,有效验证了所提热管理方法的温控及节能性能。基于ACFC的热管理方法可为静液压驱动的工程及农业装备节能控制及热管理提供一种思路及方法。

关键词：泵控马达系统静液压系统节能可变补油及冲洗回路热管理

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激光熔覆FeCoCr NiBNb高熵合金涂层组织调控及耐磨耐蚀性能研究

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热加工工艺 2024年

作者：张国松王文超刘涛陈兵张宗佳山东科技大学机械电子工程学院山东能源重型装备制造集团有限责任公司

针对真空泵转子轴在实际工况中的表面磨损、腐蚀问题，采用激光熔覆技术在球墨铸铁(QT500-7)表面制备了FeCo0.5Cr Ni1.5B0.5Nb0.1高熵合金涂层，并研究不同激光扫描速度(300、400、500、600 mm/min)对涂层物相组成、显微组织、显微硬度... 详细信息

针对真空泵转子轴在实际工况中的表面磨损、腐蚀问题，采用激光熔覆技术在球墨铸铁(QT500-7)表面制备了FeCo0.5Cr Ni1.5B0.5Nb0.1高熵合金涂层，并研究不同激光扫描速度(300、400、500、600 mm/min)对涂层物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨及耐蚀性能的影响。结果表明，随着激光扫描速度的增加，涂层发生了局部相变，晶粒细化，晶间逐渐出现硼化物、碳化物沉淀，起到了析出强化作用。涂层显微硬度及耐磨耐蚀性能随扫描速度的增加先增加后降低。当扫描速度为500 mm/min时，涂层物相由FCC、Laves相和少量硼化物、碳化物组成，强韧兼具，涂层平均显微硬度最高，为632.3 HV0.2，大约为基体的2.75倍，且其具有最优的耐磨性和耐蚀性。

关键词：激光熔覆扫描速度 FeCo Cr Ni B Nb 合金磨损腐蚀

面向樱桃番茄采摘识别的轻量化Transformer架构优化研究

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农业机械学报 2024年第10期 62-71+105页

作者：赵博柳苏纯张巍朋朱立成韩振浩冯旭光王瑞雪中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室

为进一步提升穗收型樱桃番茄识别准确率和识别速度，实现设施环境番茄自动采摘，提出了一种基于改进Transformer的轻量化樱桃番茄穗态识别模型。首先，构建了包含不同光照环境和采摘姿态的樱桃番茄数据集，并对樱桃番茄果穗姿态进行了... 详细信息

为进一步提升穗收型樱桃番茄识别准确率和识别速度，实现设施环境番茄自动采摘，提出了一种基于改进Transformer的轻量化樱桃番茄穗态识别模型。首先，构建了包含不同光照环境和采摘姿态的樱桃番茄数据集，并对樱桃番茄果穗姿态进行了划分。然后，提出了一种基于改进RE-DETR的轻量化穗收樱桃番茄识别模型，通过引入一个轻量级的骨干网络EfficientViT替换RT-DETR原有的骨干网络，显著减少了模型参数和计算量；同时设计了一个自适应细节融合模块，旨在高效处理并融合不同尺度特征图，并进一步降低计算复杂度。最后，引入加权函数滑动机制和指数移动平均思想来优化损失函数，来处理样本分类中的不确定性。实验结果表明，该轻量化模型在保持高识别准确率(90%)的同时，实现了快速检测(41.2 f/s)和低计算量(8.7×10～9 FLOPs)。与原始网络模型、Faster R-CNN和Swin Transformer相比，平均识别准确率提高1.24%～15.38%,每秒处理帧数(FPS)提高25.61%～255.17%,同时浮点运算量实现了69.37%～92.37%的大幅降低。该模型在综合性能上有着较强的鲁棒性，兼顾了精度与速度，可为番茄采摘机器人完成视觉任务提供技术支撑。

关键词：樱桃番茄目标检测深度学习 RT-DETR 轻量化 Transformer

基于SwinS-YOLACT的番茄采摘机器人实时实例分割算法研究

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农业机械学报 2024年第10期 18-30页

作者：倪纪鹏朱立成董力中崔学智韩振浩赵博中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室

在设施番茄种植环境中，果实重叠遮挡等情况会影响识别精度。因此，本文提出了一种基于YOLACT的实例分割模型，提高识别精度。首先，对果实重叠遮挡的类别进行细分并增加该类数据集，从而接近真实采摘场景，并在采摘决策中改善重叠遮挡... 详细信息

在设施番茄种植环境中，果实重叠遮挡等情况会影响识别精度。因此，本文提出了一种基于YOLACT的实例分割模型，提高识别精度。首先，对果实重叠遮挡的类别进行细分并增加该类数据集，从而接近真实采摘场景，并在采摘决策中改善重叠遮挡对识别精度的影响；其次，采用Simple Cope-Paste数据增强方法提高了模型的泛化能力，降低了环境因素对实例分割效果的干扰；然后，在YOLACT基础上，引用多尺度特征提取技术克服了单一尺度特征提取的局限性，并降低了模型复杂度；最后，引入Swin Transformer中的Swin-S注意力机制，优化了模型对于番茄实例分割的细节特征提取效果。实验结果表明，本文模型能够一定程度上缓解分割结果中出现的漏检、误检问题，其目标检测平均精度为93.9%,相比于YOLACT、YOLO v8-x、Mask R-CNN、InstaBoost分别提升10.4、4.5、16.3、3.9个百分点；平均分割精度为80.6%,相比于上述模型分别提升4.8、1.5、7.3、4.3个百分点；推理速度为25.6 f/s。该模型综合性能有较强的鲁棒性，兼顾了精度与速度，可为番茄采摘机器人完成视觉任务提供参考。

关键词：番茄果实重叠遮挡实例分割 YOLACT Swin Transformer 数据增强

面向樱桃番茄采摘的轻量化Transformer架构性能优化研究

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农业机械学报 2024年

作者：赵博柳苏纯张巍朋朱立成韩振浩冯旭光王瑞雪中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室

为进一步提升穗收型樱桃番茄识别准确率和识别速度，实现设施环境番茄自动采摘，提出了一种基于改进Transformer的轻量化樱桃番茄穗态识别模型。首先，构建了包含不同光照环境和采摘姿态的樱桃番茄数据集，并对樱桃番茄果穗姿态进行了划分。然后，提出了一种基于改进RE-DETR的轻量化穗收樱桃番茄识别模型，通过引入一个轻量级的骨干网络EfficientViT替换RT-DETR原有的骨干网络，显著减少了模型参数和计算量；同时设计了一个自适应细节融合模块，旨在高效处理并融合不同尺度特征图，并进一步降低计算复杂度。最后，引入加权函数滑动机制和指数移动平均思想来优化损失函数，来处理样本分类中的不确定性。实验结果表明，该轻量化模型在保持高识别准确率（90%）的同时，实现了快速检测（41.2 f/s）和低计算量（8.7G FLOPs）。与原始网络模型、Faster-RCNN和Swin Transformer相比，平均识别准确率提高1.24%～15.38%，每秒处理帧数（FPS）上提高25.61%～255.17%，与此同时浮点运算量上实现了69.37%～92.37%的大幅降低。该模型在综合性能上有着较强的鲁棒性，兼顾了精度与速度，可为番茄采摘机器人完成视觉任务提供参考。

关键词：樱桃番茄目标检测深度学习 RT-DETR 轻量化