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新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展

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塑性工程学报 2024年第4期31卷 131-142页

作者：曹建国宋纯宁孙磊谭星勇李艳琳孔宁北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083 北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心北京100083

自由规程轧制是实现柔性一体化生产组织和追求最大生产效率的必要途径,板形控制一直是制约电工钢自由规程轧制的瓶颈难题。阐述了国际上对新一代高技术宽带钢轧机机型的不断探索与板形控制技术特征及其日趋复杂化的进展研究;基于热模拟... 详细信息

自由规程轧制是实现柔性一体化生产组织和追求最大生产效率的必要途径,板形控制一直是制约电工钢自由规程轧制的瓶颈难题。阐述了国际上对新一代高技术宽带钢轧机机型的不断探索与板形控制技术特征及其日趋复杂化的进展研究;基于热模拟与数学模型构建了电工钢完整轧制过程的高温本构关系,建立了电工钢热塑性变形过程集成仿真模型,原创构建了电工钢自由规程轧制完整过程中可同时控制不均匀变形和不均匀磨损的非对称自补偿轧制作用机制、提出了一种由数据与机理融合驱动的电工钢自由规程轧制形性协同的非对称自补偿轧制轧辊辊形、液压窜辊和液压弯辊的高精度融合控制方法。结合生产实际提出了新一代高技术热连轧自由规程轧制过程的全板形融合π机型与板形控制创新技术,突破性实现了高效低成本对新一代高技术宽带钢轧机自由规程轧制的高精度板形控制,为现场工业生产提供了理论基础和创新实现路径。最后展望了宽幅电工钢高精度板形控制的创新发展趋势。

关键词：板带轧机电工钢自由规程轧制板形控制

相似度感知蒸馏的统一弱监督个性化联邦图像分割

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中国图象图形学报 2024年第3期29卷 620-636页

作者：潘建珊林立吴洁伟刘翼翔陈孝华林其友黄建业唐晓颖深圳市公共信用中心深圳518000 南方科技大学电子与电气工程系深圳518000 香港大学电机电子工程系中国香港999077 南方科技大学嘉兴研究院嘉兴314000

目的联邦学习允许多个机构在不侵犯数据隐私、安全的前提下协作训练强大的深度模型。现有多数联邦范式在处理多中心不同数据分布时性能通常会下降,且弱监督条件下的联邦范式鲜有研究,特别是各站点数据采用不同形式稀疏标注的情况。针... 详细信息

目的联邦学习允许多个机构在不侵犯数据隐私、安全的前提下协作训练强大的深度模型。现有多数联邦范式在处理多中心不同数据分布时性能通常会下降,且弱监督条件下的联邦范式鲜有研究,特别是各站点数据采用不同形式稀疏标注的情况。针对该问题,提出一种站点分布相似度感知知识蒸馏的统一弱监督个性化联邦学习框架(unified weakly supervised personalized federated image segmentation via similarity-aware distillation,pFedWSD),以应对多中心数据分布和标注上的差异。方法所提出的pFedWSD通过循环知识蒸馏为每个站点训练个性化模型,包含动态循环公共知识积累及个性化两个阶段。第1阶段以不确定度感知方式动态地排序每轮训练中各站点模型性能,并以循环知识蒸馏的形式积累公共知识;第2阶段通过批标准化层的统计信息来度量各站点间相似性并聚合得到各站点教师模型并进行知识蒸馏。在弱监督方面,引入门控条件随机场损失和树能量损失相结合的训练目标,以产生更为精确的伪标注监督信号。结果在眼底视杯视盘分割和视网膜中心凹无血管区分割两项任务中,pFedWSD的Dice系数和HD95(95%Hausdorff distance)指标均优于多种中心式联邦和个性化联邦方法,在两项任务中,Dice系数分别为90.38%和93.12%,相比于较先进的方法FedAP(federated learning with adaptive batchnorm for personalized healthcare)和FedALA(adaptive local aggregation for personalized federated learning)分别提升了1.67%和6.56%,性能接近于全监督集中式训练所得的模型。结论本文提出的弱监督个性化联邦学习框架能有效统一不同形式稀疏标注数据并对不同分布的各站点数据训练得到个性化模型,使各站点分割性能均得到显著提升。

关键词：相似度感知知识蒸馏弱监督学习个性化联邦学习医学图像分割

基于MATLAB的外圆磨削工艺参数对过程稳定性的影响分析

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工具技术 2024年第6期58卷 103-109页

作者：封超张金峰王保义贝广霞山东科技大学工程实训中心山东科技大学机电工程学院济南重工集团有限公司

对比磨削动力学宏观结构,构建非线性动力学微观模型,并推导出磨削非线性动力学方程。利用Faddeev算法对非线性动力学方程进行线性化处理,计算系统特征值并进行稳定性预测,得出影响系统稳定性的因素。基于MATLAB软件绘制出在不同影响因... 详细信息

对比磨削动力学宏观结构,构建非线性动力学微观模型,并推导出磨削非线性动力学方程。利用Faddeev算法对非线性动力学方程进行线性化处理,计算系统特征值并进行稳定性预测,得出影响系统稳定性的因素。基于MATLAB软件绘制出在不同影响因素下变换取值范围获得的稳定图,研究相同参数不同取值出现状态变化过渡期对应的时域响应图和特征值位置图,并得出对比结论。

关键词：磨削非线性方程特征值稳定图

分区域软模调控对Al1060板材胀形过程变形行为的影响

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塑性工程学报 2024年第7期31卷 15-20页

作者：王朋义王育聪万戈辉左鹏金一淳陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

针对传统软模成形中软模性能整体调控与零件不同变形区域差异化需求的矛盾,采用磁流变液作为成形软模材料,在分区域软模调控下对Al1060板材开展了软模胀形试验与模拟研究,重点关注了中心主导磁场和边缘主导磁场对板材变形行为的影响。... 详细信息

针对传统软模成形中软模性能整体调控与零件不同变形区域差异化需求的矛盾,采用磁流变液作为成形软模材料,在分区域软模调控下对Al1060板材开展了软模胀形试验与模拟研究,重点关注了中心主导磁场和边缘主导磁场对板材变形行为的影响。结果表明,采用分区域软模调控的方法可显著改变板材胀形过程中的变形行为。中心主导磁场下试件椭圆度为0.85,破裂位置位于磁场突变处,应变最大值出现在半径约10 mm位置;边缘主导磁场下试件椭圆度为0.47,破裂位置则位于凹模圆角附近,整体应变分布更为均匀。不同区域的磁流变液力学特性的差异影响了板材的变形和受力状态,最终导致胀形件构型和破裂位置发生改变。

关键词：软模成形分区域调控磁流变液胀形变形行为

粒子滤波和GRU神经网络融合的锂电池RUL预测

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 142-151页

作者：贺宁张思媛李若夏高峰王家栋西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 浙江中控技术股份有限公司杭州310000

随着锂电池在移动电子设备和电动汽车等领域中得到广泛应用,其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)的精确预测对锂电池的健康管理更具重要意义。本文提出一种基于粒子滤波(particle filter,PF)和门控循环单元(gated recurrent unit... 详细信息

随着锂电池在移动电子设备和电动汽车等领域中得到广泛应用,其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)的精确预测对锂电池的健康管理更具重要意义。本文提出一种基于粒子滤波(particle filter,PF)和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络融合(PF-GRU)的预测方法预测锂电池的RUL。这种融合方法结合了PF在估计RUL概率分布上的优势以及GRU能够进行时间序列长期预测的能力,获得融合的预测结果。再利用每个预测周期的容量预测结果,采用带移动窗口迭代更新训练数据集的方法对GRU模型进行再训练,提高了GRU的长期预测性能。以上预测步骤迭代进行,直到容量衰减至寿命阈值以下。最后将粒子代表的预测结果外推至寿命阈值,得到电池RUL分布直方图。本文采用美国NASA卓越诊断学中心(PCoE)实验室所提供的锂电池数据对所提方法进行验证,将所提出的融合方法与GRU、PF和无窗口移动融合方法进行RUL预测比较。实验结果表明,本文所提出的融合方法具有良好的性能,在状态和参数估计、RUL预测方面明显优于PF和无窗口移动融合方法,预测精度均高于其他3种预测方法。

关键词：锂电池剩余使用寿命粒子滤波 GRU神经网络融合方法

低合金高强度钢焊缝金属针状铁素体耐海水腐蚀性能

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金属学报 2024年

作者：胡富昇王智慧宋峰雨吴开明武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心龙岩学院物理与机电工程学院武汉科技大学国际钢铁研究院

针状铁素体的耐腐蚀性能研究较少，有必要对其进行深入研究。为了探究回火温度对针状铁素体耐腐蚀性能的作用，采用动电位极化曲线测试、电化学阻抗测试和恒电位测试等手段对低合金高强度钢焊缝熔敷金属中针状铁素体高温回火前后的耐海... 详细信息

针状铁素体的耐腐蚀性能研究较少，有必要对其进行深入研究。为了探究回火温度对针状铁素体耐腐蚀性能的作用，采用动电位极化曲线测试、电化学阻抗测试和恒电位测试等手段对低合金高强度钢焊缝熔敷金属中针状铁素体高温回火前后的耐海水腐蚀性能进行了研究，结合组织和力学性能进行进一步分析。结果表明：经不同温度的回火后，低合金高强度钢焊缝熔敷金属中针状铁素体的自腐蚀电位均有小幅上升，腐蚀倾向减弱；提高回火温度，自腐蚀电流密度显著减小、阻抗逐渐增大，恒电流密度也逐渐降低，说明针状铁素体经回火后耐腐蚀性能提高。针状铁素体回火耐腐蚀性的提高主要归因于回火后组织更加均匀降低了电偶效应，以及针状铁素体能态和电位差更低，而非钝化膜。

关键词：焊缝熔敷金属针状铁素体回火耐腐蚀性电化学

激光粉末床熔融ECY768合金冶金缺陷、显微组织、力学性能研究（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第3期 111-125页

作者：刘浩博魏恺文钟桥弓健强李祥友曾晓雁华中科技大学武汉光电国家研究中心北京星航机电装备有限公司

激光粉末床熔融(LPBF)是钴基高温合金复杂构件整体制造的理想方法。ECY768是一种性能优异的新型钴基高温合金，但目前LPBF成形ECY768合金的研究还十分匮乏。研究了LPBF成形ECY768钴基高温合金的冶金缺陷、显微组织和基础力学性能。结果... 详细信息

激光粉末床熔融(LPBF)是钴基高温合金复杂构件整体制造的理想方法。ECY768是一种性能优异的新型钴基高温合金，但目前LPBF成形ECY768合金的研究还十分匮乏。研究了LPBF成形ECY768钴基高温合金的冶金缺陷、显微组织和基础力学性能。结果表明：LPBF成形ECY768合金的冶金缺陷主要为气孔、未熔合和热裂纹；通过调整激光体能量密度等工艺参数，可实现无裂纹、高致密(孔隙率<0.5%)ECY768合金成形。LPBF成形ECY768合金的显微组织为以柱状晶为主的“柱状晶+等轴晶”混合组织，总体上呈一定的“〈0 0 1〉/构建方向”择优取向；晶粒内部具有细密的胞状亚晶结构，胞晶边界不仅分布有胞状位错网络，还分布有球状MC型和条带状M23C6型两类纳米级碳化物析出相。在优选工艺参数下，LPBF成形ECY768合金的屈服强度为1002 MPa(构建方向)/1267 MPa(垂直构建方向)，远高于铸造或LPBF成形的其他主要钴基高温合金；延伸率为10.5%(构建方向)/13.3%(垂直构建方向)，与铸造或LPBF成形的其他主要钴基高温合金基本相当。优良的致密度、细密的胞状亚晶结构、纳米碳化物的大量析出及其与位错网络的相互作用是LPBF成形ECY768合金具有优异力学性能的关键。

关键词：激光粉末床熔融 ECY768钴基高温合金冶金缺陷显微组织力学性能

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涂镀铝+微弧氧化工艺制备复合涂层研究进展

材料导报 2024年第14期38卷 204-212页

作者：武宏邵明增杨洪波西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 陕西省耐磨材料工程技术研究中心西安710055

采用涂镀铝+微弧氧化的复合工艺可在钢材、镁合金、钛合金、陶瓷甚至高分子等多种材料表面制备以氧化铝为主的复合涂层,从而提高材料的绝缘、耐磨、耐腐蚀等性能。本文概述了热浸镀、喷涂、物理气相沉积、熔盐电镀以及包埋渗等涂镀铝工... 详细信息

采用涂镀铝+微弧氧化的复合工艺可在钢材、镁合金、钛合金、陶瓷甚至高分子等多种材料表面制备以氧化铝为主的复合涂层,从而提高材料的绝缘、耐磨、耐腐蚀等性能。本文概述了热浸镀、喷涂、物理气相沉积、熔盐电镀以及包埋渗等涂镀铝工艺与微弧氧化工艺相结合制备复合涂层的国内外研究进展,重点分析了各种涂镀铝+微弧氧化工艺制备复合涂层的结构特点、影响因素及工艺的优缺点,最后对涂镀铝+微弧氧化复合工艺进行展望,并提出该领域亟待解决的问题。

关键词：涂镀铝微弧氧化氧化铝复合涂层热浸镀

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坐立康复机器人的双目标轨迹综合设计

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 974-981页

作者：苏鹏刘霖张力岳超李剑北京信息科技大学机电工程学院北京100192 国家康复辅具研究中心附属康复医院北京100176 北京邮电大学自动化学院北京100876

针对坐立功能障碍患者的康复训练问题,本文基于人体运动曲线的轨迹综合,设计了一种符合人机耦合性的坐立康复训练机器人。通过光学动作捕捉实验,采集人体坐立运动轨迹,选择以大腿运动轨迹作为机器人的设计目标;在六杆机构模型的基础上,... 详细信息

针对坐立功能障碍患者的康复训练问题,本文基于人体运动曲线的轨迹综合,设计了一种符合人机耦合性的坐立康复训练机器人。通过光学动作捕捉实验,采集人体坐立运动轨迹,选择以大腿运动轨迹作为机器人的设计目标;在六杆机构模型的基础上,基于双目标轨迹发生综合法,以大腿上近髋点与近膝点的轨迹作为机构复现的双目标轨迹,进行机构数学模型的分析计算,得出该六杆机构可实现空间内多组位置的精确轨迹综合;建立机器人三维模型,对其关键部件进行静力学仿真分析以及虚拟样机的运动仿真,验证机器人设计的可行性;进行了机器人辅助坐立实验,采集膝、髋关节的运动曲线,膝、髋关节轨迹最大偏移误差分别为12%、5.8%,整体拟合程度较好,表明所设计的机器人具有较好的人机运动协同特征。

关键词：坐立康复机器人运动曲线轨迹发生法人机协同

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