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基于YOLOv5改进模型的金属表面缺陷检测实验研究

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实验技术与管理 2025年

作者：赵辉陈志峰章佳伟李骁凡魏震杨广州大学物理与材料科学学院广东天视智能科技有限公司

金属零部件的表面缺陷检测是汽车等产品生产过程中的重要环节，以往采用人工检视或传统光学筛选方法，该方法难以满足现代工业生产的高效性和准确性要求。本研究源于校企协同育人的创新课题，从企业提出的实际问题出发，选取汽车喷油管... 详细信息

金属零部件的表面缺陷检测是汽车等产品生产过程中的重要环节，以往采用人工检视或传统光学筛选方法，该方法难以满足现代工业生产的高效性和准确性要求。本研究源于校企协同育人的创新课题，从企业提出的实际问题出发，选取汽车喷油管表面缺陷作为研究案例。为了提高对弱小缺陷的检测准确率和速度，提出了一种基于YOLOv5轻量化模型的改进结构：YOLOv5n-STSL。该模型通过改进原模型中的卷积模块C3为C2f模块，保证轻量化的同时获取了更丰富的梯度信息流；通过往浅层特征图移动检测分支，增加不同层次的特征融合，提高了弱小目标的特征提取和检测能力；同时改进锚框anchors的计算评估策略，确保锚框与真实缺陷的边界框有更高的匹配精度，从而提高定位和分类的准确性。实验表明，缺陷检测精度达到97.8%，相对于原基础模型YOLOv5n，检测精度提高了5%，最后将模型部署到嵌入式设备Jeston Nano，采用TensorRT推理引擎加速推理实验，帧速可达21帧，更好地满足了金属表面缺陷自动检测实时性的应用需求。

关键词：缺陷检测模型改进 YOLOv5n-STSL anchors 设备部署

DOPO对FCC油浆调和防水沥青的抑烟效果及性能影响研究

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材料科学与工艺 2025年

作者：陈宇晗张瑞曾尚恒宋扬扬段浩余剑英武汉理工大学材料科学与工程学院陕西擎公科技工程有限公司

采用催化裂化（FCC）油浆与70号道路沥青调和制备防水沥青，并使用9， 10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物（DOPO）对FCC油浆调和防水沥青进行化学抑烟，研究了FCC油浆掺量及DOPO改性对FCC油浆调和防水沥青物理和老化性能以及烟气中挥发... 详细信息

采用催化裂化（FCC）油浆与70号道路沥青调和制备防水沥青，并使用9， 10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物（DOPO）对FCC油浆调和防水沥青进行化学抑烟，研究了FCC油浆掺量及DOPO改性对FCC油浆调和防水沥青物理和老化性能以及烟气中挥发性有机物（VOCs）和H2S浓度的影响。结果表明：在70号道路沥青中掺加15%～20%（质量分数）FCC油浆可制备出符合F150性能指标的防水沥青，但其抗老化性能较差，且FCC油浆显著增大了沥青烟气中VOCs浓度；利用DOPO可有效降低F150防水沥青烟气中VOCs和H2S的浓度，掺加1%（质量分数）DOPO的F150防水沥青在180 ℃加热1 h产生的VOCs和H2S分别降低了61.29%和71.04%；气相凝胶色谱-质谱分析显示掺加1%DOPO的防水沥青烟气中有机物种类显著减少，其中脂肪烃类化合物、芳烃类化合物、酮醛类碳氢衍生物和硫化物浓度分别降低了69.8%、51.9%、50.7%和55.9%；物理和老化性能测试表明，DOPO对FCC油浆调和防水沥青的物理性能影响很小，但明显提高了其抗老化性能。

关键词：催化裂化油浆防水沥青 DOPO 抑烟剂挥发性有机物

基于高速摄像技术的橡胶球与钢板碰撞的变形量测量研究

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橡胶工业 2025年

作者：汪涵罗竹辉卜继玲王遥遥乔丹龙周熙盛湖南工业大学机械工程学院株洲时代新材料科技股份有限公司博戈橡胶塑料(株洲)有限公司湖南弘辉科技有限公司

采用高速摄像和图像处理技术对橡胶球与钢板的碰撞变形量的测量进行研究。首先采用阈值分割方法对拍摄的图像进行分割，提取分割后图像的边缘轮廓，使用最小二乘法进行边缘的圆拟合，获取橡胶球图像的圆心坐标；然后通过橡胶球下落时加... 详细信息

采用高速摄像和图像处理技术对橡胶球与钢板的碰撞变形量的测量进行研究。首先采用阈值分割方法对拍摄的图像进行分割，提取分割后图像的边缘轮廓，使用最小二乘法进行边缘的圆拟合，获取橡胶球图像的圆心坐标；然后通过橡胶球下落时加速度为重力加速度的特性进行图像比例尺、碰撞初始时刻、碰撞结束时刻的计算，进而计算出橡胶球变形量；最后通过变形量测量试验，得到橡胶球碰撞过程为小变形量碰撞（最大变形量均不超过1.3 mm），橡胶球变形量随下落高度的增大而增大，随橡胶硬度的增大而减小，随橡胶球直径的增大而增大。本工作为橡胶球碰撞小变形的测量提供了一种参考方法，可为橡胶材料碰撞特性分析和接触力模型的建立提供基础数据。

关键词：橡胶球碰撞高速摄像技术图像分割变形测量

重质碳酸钙/粒化高炉矿渣粉复合对沥青防水涂料性能的影响

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涂料工业 2025年第1期55卷 31-37页

作者：满海双廖国胜刘秋秋陈乐舟廖宜顺梅军鹏武汉科技大学城市建设学院武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院武汉430065 武汉市中心工程检测有限公司武汉430014 湖北碱克新材料有限公司武汉430065

以丙烯酸乳液和乳化沥青为树脂基料,以不同细度的重质碳酸钙(GCC)和粒化高炉矿渣粉(GS)为无机填料,并添加消泡剂、增稠剂等助剂,制备出一种改性沥青防水涂料。探究了GCC/GS复合对改性沥青防水涂料性能的影响,通过测定不同细度的GCC和GS... 详细信息

以丙烯酸乳液和乳化沥青为树脂基料,以不同细度的重质碳酸钙(GCC)和粒化高炉矿渣粉(GS)为无机填料,并添加消泡剂、增稠剂等助剂,制备出一种改性沥青防水涂料。探究了GCC/GS复合对改性沥青防水涂料性能的影响,通过测定不同细度的GCC和GS双掺制备的涂层在不同环境中的拉伸性能、黏结强度、吸水率及低温柔度等性能,分析了GCC/GS复合时其细度及掺量对防水涂料性能的影响。同时,采用扫描电镜(SEM)观察了不同细度的GCC和GS以不同比例双掺时制备的涂层表面微观形貌。结果表明:GCC/GS的细度及双掺比例会对改性沥青防水涂料的性能产生显著影响,当600目的GCC-A与S95级的GS-A双掺且w(GS)=12%时涂膜综合性能较好。

关键词：沥青防水涂料无机填料细度拉伸性能黏结强度吸水率

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空化工况下喷水推进泵内涡结构的时空演化

排灌机械工程学报 2025年

作者：赵斌娟宋英南黄忠富付燕霞陈汇龙江苏大学能源与动力工程学院江苏科技大学材料科学与工程学院

为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况，在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究，在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响，并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的... 详细信息

为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况，在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究，在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响，并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献．结果表明：空化工况下，喷水推进泵内部流动复杂，极易产生旋涡，主要的涡结构有叶顶泄漏涡、次级泄漏涡、垂直空化涡和次级泄漏衍生涡；随着三角形空化的坍缩，进口附着涡的涡结构尺度增加，但叶顶泄漏涡因为空泡逐渐增大的缘故涡量逐渐减小；1个周期内，喷水推进泵内空泡尺度较大时，涡结构数量较多，但强度较小．空泡尺度较小时，涡结构尺度较小，强度较大；通过对涡量运输方程进行分解可以发现，拉伸扭曲项的分布与涡量分布具有极高的相似性，压缩膨胀项的量级最高，对垂直空化涡和脱落涡的变化较为敏感，斜压力矩项在垂直空化涡的发生位置量级较高．

关键词：喷水推进泵空化工况涡结构 Ω方法涡量输运

基于水平集法的铝合金动力电池托架轻量化设计

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汽车工艺与材料 2025年

作者：李建韩明亮孙志宾路光明魏桥国科(滨州)科学工程产业技术研究院有限公司国科轻金(滨州)材料科技有限公司

以某款新能源汽车动力电池铝托架为研究对象，采用水平集法对动力电池托架进行拓扑优化。优化过程综合考虑结构的刚度、强度、疲劳和动态安全等，对优化结果进行解读和结构重塑，获取满足需求的新结构。对重塑后的新结构进行灵敏度分析... 详细信息

以某款新能源汽车动力电池铝托架为研究对象，采用水平集法对动力电池托架进行拓扑优化。优化过程综合考虑结构的刚度、强度、疲劳和动态安全等，对优化结果进行解读和结构重塑，获取满足需求的新结构。对重塑后的新结构进行灵敏度分析，获取需要优化的截面，通过拓扑优化获得合理截面形状，对优化后的结构进行校核以确保性能提升。经对比，优化后的动力电池托架较原结构一阶模态频率提高5.9 Hz，整体刚度提升18.2%；刚、强度和随机振动结果优于原结构；疲劳分析结果表明，新结构损伤小于1且优于原结构。优化后的电池托架质量由209 kg降低到180 kg，质量减轻13.8%。

关键词：水平集法轻量化动力电池托架铝合金

采用自攻螺钉连接的竹胶板覆面剪力墙抗侧力性能

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林业工程学报 2025年

作者：张百皓董利郑维王志强张玲云王小炜南京林业大学材料科学与工程学院亚振家居股份有限公司南通佳筑建筑科技有限公司

为避免常规轻木剪力墙中易出现的板边撕裂、钉帽穿透、钉子拔出等不利破坏,本研究选取竹胶板和自攻螺钉分别作为墙体的覆面板和连接件,并通过4组单调和低周往复加载墙体试验,分析其破坏模式、抗剪强度、弹性剪切模量、延性系数、墙角锚... 详细信息

为避免常规轻木剪力墙中易出现的板边撕裂、钉帽穿透、钉子拔出等不利破坏,本研究选取竹胶板和自攻螺钉分别作为墙体的覆面板和连接件,并通过4组单调和低周往复加载墙体试验,分析其破坏模式、抗剪强度、弹性剪切模量、延性系数、墙角锚固（hold-down）节点承载力,并与常规轻木剪力墙进行对比。试验结果表明,自攻螺钉连接的竹胶板覆面剪力墙能有效避免上述不利破坏,其抗剪强度较常规轻木剪力墙提升了79.6%～159.6%,是GB 50005—2017《木结构设计标准》中轻木剪力墙抗剪强度设计值的2.4～3.8倍;屈服位移、极限位移分别是常规轻木剪力墙的9.3倍、1.4倍,满足GB/T 51226—2017《多高层木结构建筑技术标准》中的弹性和弹塑性层间位移角要求,且在h/25的层间位移水平下仍能承受80%Ppeak以上的侧向荷载。墙体在往复加载过程中频繁出现螺钉弯曲疲劳剪断,导致其抗剪强度比单调试验结果低。减小螺钉间距会显著提升墙体的弹性剪切模量,但受限于端部墙骨柱和底梁板的脆性劈裂破坏,对墙体抗剪强度的提升较小。建议选用直径小、数量多的螺栓群来连接端部墙骨柱与hold-down锚固件,以避免端部墙骨柱过早发生劈裂破坏,并使hold-down节点趋向于发生螺栓弯曲延性变形。

关键词：轻木剪力墙竹胶板自攻螺钉抗侧力性能破坏模式

菌酶复合制剂对湖羊生长性能、血清指标和粪便微生物的影响

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农业生物技术学报 2025年第1期33卷 134-145页

作者：祁帅仓振牛伟强李鹏张积鑫茆达干南京农业大学动物科技学院启东瑞鹏牧业有限公司

肉羊(Ovis aries)高度集约化养殖易导致氧化应激，机体抵抗力下降，胃肠菌群紊乱，影响生长性能。饲粮中添加菌酶复合制剂可改善肠道菌群结构，提高营养物质消化率和动物生长性能。为了探究菌酶复合制剂对湖羊生长性能、血清指标和粪便... 详细信息

肉羊(Ovis aries)高度集约化养殖易导致氧化应激，机体抵抗力下降，胃肠菌群紊乱，影响生长性能。饲粮中添加菌酶复合制剂可改善肠道菌群结构，提高营养物质消化率和动物生长性能。为了探究菌酶复合制剂对湖羊生长性能、血清指标和粪便微生物的影响，将48只2月龄的健康湖羊公羔((18.00±2.00) kg)随机分为4组，对照组饲喂基础日粮，实验组1、2、3分别添加0.1%、0.2%、0.3%菌酶复合制剂，预饲期7 d，正式期60 d。结果表明，与对照组相比，在31～60 d和1～60 d实验1和2组平均日增重(average daily gain, ADG)显著提高(P<0.05)，实验各组料重比(feed to gain ratio, F/G)均显著下降(P<0.05)；实验各组的血清白蛋白(albumin, ALB)和葡萄糖(glucose, GLU)含量均显著升高(P<0.05)，实验1组的高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)含量显著升高(P<0.05)；实验各组的超氧化物歧化酶(superoxidized dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)活性均显著升高(P<0.05)；实验各组的免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig) IgA和IgG含量显著升高(P<0.05)，实验3组IgM含量显著升高(P<0.05)；实验2组的中性洗涤纤维(neutral detergent fibre, NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fibre, ADF)表观消化率显著升高(P<0.05)；在门水平上，疣微菌门(Verrucomicrobiota)丰度显著提高(P<0.05)，蓝藻菌门(Cyanobacteria)和弯曲杆菌门(Campylobacterota)丰度显著降低(P<0.05)；在属水平上，另枝菌属(Alistipes)和普雷沃氏菌科UCG-001(Prevotellaceae＿UCG-001)丰度显著提高(P<0.05)，念珠菌＿糖单胞菌属(Candidatus＿Saccharimonas)丰度显著降低(P<0.05)。综上，菌酶复合制剂可提高湖羊生长性能、抗氧化和免疫能力，提高养分表观消化率，促进肠道有益菌的定植，抑制有害菌的定植，以0.2%添加量为最佳。本研究为菌酶复合制剂在湖羊生产中的应用提供科学依据。

关键词：湖羊生长性能菌酶复合制剂粪便微生物

钴镍/氮掺杂碳纳米球的界面调控及其对检测氯霉素的电化学传感性能研究

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材料工程 2025年

作者：史转转刘亮马祖强李运芃缪文婷付晓坤吴小帅苏州科技大学材料科学与工程学院

氯霉素（CAP）作为一种抗生素，在水产养殖业中被广泛用作兽药。CAP的滥用会导致一系列环境和人类健康问题，因此建立一种快速高灵敏检测CAP的方法极为重要。电化学传感器由于具有操作简单、反应迅速、灵敏度高、易于小型化等优点而受... 详细信息

氯霉素（CAP）作为一种抗生素，在水产养殖业中被广泛用作兽药。CAP的滥用会导致一系列环境和人类健康问题，因此建立一种快速高灵敏检测CAP的方法极为重要。电化学传感器由于具有操作简单、反应迅速、灵敏度高、易于小型化等优点而受到研究者的广泛关注，但其性能主要取决于传感材料。本工作以细菌为模板，在细菌表面原位合成了钴镍金属有机框架（CoNi-MOF），通过界面调控在900 ℃碳化后得到具有丰富活性位点和大比表面积的CoNi氮掺杂碳纳米球（CoNi/CN-900），且其表面分布均匀的Ni、Co为CAP提供了更多的催化活性位点。基于CoNi/CN-900构建的CAP电化学传感器在20nmol/L～4 μmol/L和4～38 μmol/L范围内显示出良好的线性响应，检测限低至6.6 nmol/L，灵敏度高达8.75 μA·μmol/L-1·cm-2。相比于已报道的同类型传感器，该传感器具有较高的灵敏度和较低的检出限。此外，该传感器的选择性好、稳定性高，室温保存35 d仍能保持初始电流的99.1%以上。

关键词：氯霉素细菌模板钴镍金属有机框架电化学传感器高稳定性