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基于深度学习的激光熔覆层表面气孔识别研究

光学技术 2023年第6期49卷 673-679页

作者：崔陆军刘亚轩郭士锐李海洋中原工学院机电学院河南郑州450007 郑州市激光增材制造技术重点实验室机械工业光学传感与测试技术重点实验室河南郑州450000

为了解决熔覆层表面气孔识别技术中耗时且准确度不足的问题,文章利用深度学习技术中的语义分割网络提出了基于U-net神经网络识别熔覆层表面气孔的2BNC-Unet神经网络。通过引入Batch Normalization层以及串联注意力机制(CBAM)合理部署在... 详细信息

为了解决熔覆层表面气孔识别技术中耗时且准确度不足的问题,文章利用深度学习技术中的语义分割网络提出了基于U-net神经网络识别熔覆层表面气孔的2BNC-Unet神经网络。通过引入Batch Normalization层以及串联注意力机制(CBAM)合理部署在神经网络中,选取交并比(IoU)与Dice系数作为网络的评价指标。研究结果表明:在测试集中,2BNC-Unet网络的交并比与Dice系数分别为86.96%、86.42%,相比U-net神经网络分别提高了7.65%、4.73%。同时为了验证该网络的性能,选用SegNet、2BNC-Unet与U-net神经网络进行对比实验,结果表明2BNC-Unet的分割效果不仅优于SegNet和U-net网络,而且熔覆层表面的气孔细节能够被完整地分割。在深度学习技术中2BNC-Unet的分割速度和准确度都有了显著地提高,气孔的分割为熔覆层的性能分析提供了帮助。

关键词：激光熔覆语义分割熔覆层气孔深度学习串行注意力机制

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Fe-40%Ni合金的高温氧化行为

金属热处理 2022年第2期47卷 74-77页

作者：李敬杨跃辉苑少强张晓娟唐山学院河北省智能装备数字化设计及过程仿真重点实验室河北唐山063000

采用测定高温下保温不同时间后氧化层厚度的方法讨论分析了Fe-40%Ni合金的高温氧化行为,并通过回归分析得到了预测氧化层厚度的数学模型。结果表明,当温度低于1000℃时,合金氧化层增加的趋势相对较缓,超过1000℃后显著加快。随保温时间... 详细信息

采用测定高温下保温不同时间后氧化层厚度的方法讨论分析了Fe-40%Ni合金的高温氧化行为,并通过回归分析得到了预测氧化层厚度的数学模型。结果表明,当温度低于1000℃时,合金氧化层增加的趋势相对较缓,超过1000℃后显著加快。随保温时间的延长,氧化层厚度以一定的速度增加,并与保温时间呈近似线性的关系,而当温度较高时则逐渐向抛物线型转变。回归分析表明,合金的氧化层厚度(μm)可用h=6700×t^(0.44)×e^(-6870/T)计算。

关键词： Fe-40%Ni合金高温氧化动力学

采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析

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西安交通大学学报 2019年第7期53卷 144-152页

作者：高翔王林军杜义贤三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

为避免一次二阶矩法的雅可比矩阵计算和罚函数法的罚因子选取,提出了一种采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析方法。利用优化理论,以可靠指标最小为目标函数,以极限状态方程为等式约束条件,建立结构可靠性分析数学模型。采用增... 详细信息

为避免一次二阶矩法的雅可比矩阵计算和罚函数法的罚因子选取,提出了一种采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析方法。利用优化理论,以可靠指标最小为目标函数,以极限状态方程为等式约束条件,建立结构可靠性分析数学模型。采用增广乘子法将上述有约束优化模型变换为无约束优化模型,并用模拟退火法求解,从而避免了雅可比矩阵的计算以及初始罚因子的选取。采用一次二阶矩法、本文方法、蒙特卡罗模拟法分别对数值算例及悬臂梁工程算例进行了可靠性分析,结果表明:较一次二阶矩法,本文方法更接近于蒙特卡罗模拟法的结果,更精确;较蒙特卡罗模拟法,本文方法迭代次数较少,效率较高。

关键词：一次二阶矩法增广乘子法模拟退火法蒙特卡罗模拟法悬臂梁

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基于机器学习的电动汽车电池系统的风险预警

中国安全科学学报 2023年第2期33卷 159-165页

作者：何淑波项薇石钟淼宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211 宁波大学先进储能技术与装备研究院浙江宁波315211

为提高动力电池在实车工况下安全预警的及时性和准确性,将电池系统安全预警问题提炼为关键状态预测及基于预测状态的预警分类2大科学问题,根据实车运行中的电池状态数据,选择电池的单体电压最高值、单体电压极差等作为关键预测对象;利... 详细信息

为提高动力电池在实车工况下安全预警的及时性和准确性,将电池系统安全预警问题提炼为关键状态预测及基于预测状态的预警分类2大科学问题,根据实车运行中的电池状态数据,选择电池的单体电压最高值、单体电压极差等作为关键预测对象;利用费舍尔计分和最大信息系数(MIC)进行特征选择,采用样本卷积和交互网络模型(SCINet)实现关键状态预测;基于预测的状态,建立多分类随机森林(RF)模型,对动力电池的安全风险进行分级预警。研究结果表明:该模型对电池多个参数具有很强的预测能力,如预测1 min后单体电压最高值的均方根误差(RMSE)为0.0271,温度最高值为0.0540;对电池系统1 min后安全风险等级预测的查准率为84%,宏平均f 1分数为74%。

关键词：机器学习电动汽车电池系统风险预警样本卷积和交互网络(SCINet) 随机森林(RF)

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某燃气轮机内部燃料气管道补偿方案设计

机械设计与制造 2024年第4期398卷 342-345,350页

作者：白东方彭志胜鲍林军王宏泽杭州汽轮控股有限公司浙江杭州310000 杭州汽轮动力集团股份有限公司浙江杭州310000 浙江燃创透平机械有限公司浙江杭州311199

针对燃烧筒外置的燃气轮机内部燃料气管道,首先综合考虑了燃机、燃烧筒及管道的热膨胀情况下,基于ANSYS初步仿真结果,提出了一种通过环管管夹处预留膨胀间隙和采用波纹管补偿的方法,用以分别补偿环管和各支管热应力,进而对支撑的温度场... 详细信息

针对燃烧筒外置的燃气轮机内部燃料气管道,首先综合考虑了燃机、燃烧筒及管道的热膨胀情况下,基于ANSYS初步仿真结果,提出了一种通过环管管夹处预留膨胀间隙和采用波纹管补偿的方法,用以分别补偿环管和各支管热应力,进而对支撑的温度场和环管的二次应力进行了校核,结果表明该支撑设计方案可以满足二次应力要求,并且对介质的温度影响很小,可以忽略;其次采用StarCD对各支管正常工况下的流量分配特性进行了分析,得出了该布置下各支管的流量分配情况,结果表明三路燃料的不均匀度均能满足设计要求。该设计方案可为实际工程中内部燃料输送管道设计提供依据。

关键词：燃气轮机内部燃料支撑设计应力补偿温度场分析均匀性分析

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转向节多轴虚拟试验台架载荷谱应用研究

机械强度 2023年第1期45卷 198-208页

作者：杜建黄丽美魏敏先董国疆三一重机试验检测中心昆山215300 河北省特种运载装备重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004

不同类型的台架载荷谱对转向节的疲劳损伤影响规律有所不同,因此探求精确的载荷谱编辑方法仍是亟待解决的重要问题。以经过校验后试验场载荷谱为数据来源,简化了冗余的转向节耐久规范;通过悬架运动学及柔顺性(Kinematics Compliance, KC... 详细信息

不同类型的台架载荷谱对转向节的疲劳损伤影响规律有所不同,因此探求精确的载荷谱编辑方法仍是亟待解决的重要问题。以经过校验后试验场载荷谱为数据来源,简化了冗余的转向节耐久规范;通过悬架运动学及柔顺性(Kinematics Compliance, KC)试验和虚拟迭代法,从静态与动态验证了整车多体动力学模型的准确性;采用时域编辑法,生成了保留时域与频域特征的转向节台架随机谱;基于损伤等效原则创建了转向节四级台架程序谱;从统计转向节关键点各方向的伪损伤值占比出发,以转向节模态试验验证后的有限元模型为载体,搭建了转向节多轴虚拟台架;应用模态应力恢复法,讨论分析转向节虚拟台架下的原始谱、台架随机谱、台架程序谱对其疲劳损伤的影响,结果表明三者激励下的转向节疲劳损伤分布保持一致,台架随机谱与台架程序谱较原始谱最大损伤比分别为0.75和1.7,验证了台架载荷谱编辑方法的准确性,说明了转向节虚拟台架的工程实用性;最后,通过虚拟台架传递矩阵确定了引起转向节疲劳损伤的载荷与道路类型,为结构改进提供数据支撑。

关键词：转向节多体动力学虚拟迭代台架试验载荷谱疲劳损伤

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基于Ti-6Al-4V合金团簇式设计合金的组织性能研究

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铸造 2023年第8期72卷 1010-1010,1011-1014页

作者：陈红刘田雨赵军刘时兵庞致远张倩史昆姚谦岳野严建强中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司高端装备铸造技术全国重点实验室辽宁沈阳110022 空装驻辽阳地区军事代表室辽宁沈阳110016 空军装备部驻沈阳地区第一军事代表室辽宁沈阳110016

基于Ti-6Al-4V合金的团簇式12[Al-Ti_(12)](AlTi_(2))+5[Al-Ti_(14)](V_(2)Ti),通过替换β-[Al-Ti_(14)](V_(2)Ti)团簇式中连接原子的种类和比例,设计了Ti-6.07Al、Ti-6.06Al-1.97V、Ti-6.05Al-5.90V和Ti-7.16Al-1.99V 4种合金。结果表明,Ti-6.07Al、Ti-6.06Al-1.97V和Ti-7.16Al-1.99V合金为α单相组织,而Ti-6.05Al-5.90V合金为α+β两相组织。相比于Ti-6Al-4V合金,Ti-6.05Al-5.90V合金抗拉强度增加了165 MPa,达1053 MPa,延伸率仅降低了2%,为4.5%;Ti-7.16Al-1.99V合金抗拉强度降低了115 MPa,为773 MPa,延伸率提高了162%,达17%。因此,Ti-6.05Al-5.90V可作为高强钛合金候选材料,Ti-7.16Al-1.99V合金可作为高韧钛合金候选材料。

关键词： Ti-6Al-4V 团簇加连接原子模型成分设计组织性能

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YRT120型轴承滚道剥落故障仿真与研究

现代制造工程 2022年第9期 148-153页

作者：毛鹏飞陈捷王华南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室南京210009

为了研究处于复杂工况下数控转台承载轴承滚道剥落的故障机理,需要对轴承外圈上滚道剥落故障下的动力学特性进行分析。以TK13250E数控转台承载部件YRT120型轴承为研究对象,利用ADAMS软件对YRT120型轴承外圈上滚道进行仿真分析,并通过理... 详细信息

为了研究处于复杂工况下数控转台承载轴承滚道剥落的故障机理,需要对轴承外圈上滚道剥落故障下的动力学特性进行分析。以TK13250E数控转台承载部件YRT120型轴承为研究对象,利用ADAMS软件对YRT120型轴承外圈上滚道进行仿真分析,并通过理论计算和试验验证模型的准确性,解决了YRT120型轴承故障信号不易提取的问题。通过对YRT120型轴承外圈上滚道缺陷尺寸变化模型进行仿真,得到振动信号剧烈程度与缺陷参数之间的关系。结果表明,缺陷尺寸增大会导致更剧烈的振动,振动信号强烈程度对缺陷宽度变化更敏感。

关键词：数控转台轴承动力学振动特性

改性石墨烯基传感器对SF_(6)分解组分H_(2)S的吸附机理及检测特性研究

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电工技术学报 2023年第13期38卷 3606-3618页

作者：高新李志慧刘宇鹏陈伟根周渠西南大学工程技术学院重庆400716 四川省农业机械研究设计院成都610066 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

作为SF_(6)的重要分解组分,H_(2)S能够有效反映SF_(6)气体绝缘电气设备内部绝缘故障类型及程度。该文以H_(2)S为目标检测气体,探究了改性石墨烯基传感器对H_(2)S的吸附机理及检测特性。基于第一性原理建立了环氧基化石墨烯(G-O)、钯掺... 详细信息

作为SF_(6)的重要分解组分,H_(2)S能够有效反映SF_(6)气体绝缘电气设备内部绝缘故障类型及程度。该文以H_(2)S为目标检测气体,探究了改性石墨烯基传感器对H_(2)S的吸附机理及检测特性。基于第一性原理建立了环氧基化石墨烯(G-O)、钯掺杂石墨烯(Pd-G)和环氧基与钯共掺杂石墨烯(Pd-G-O)改性模型和H_(2)S吸附模型,从吸附能、态密度、轨道、脱吸附时间等多方面计算分析了G-O、Pd-G、Pd-G-O的改性机理与吸附机理,结果表明Pd-G-O对H_(2)S表现出优异的吸附性能,吸附能达到-1.015 eV,为较强的化学吸附,且对应着强烈的电荷转移值0.281 e;制备了G-O、Pd-G、Pd-G-O传感材料及器件,基于微量气敏测试平台测试了改性石墨烯基传感器检测H_(2)S的温度、体积分数、响应恢复及稳定特性,其中Pd-G-O传感器对H_(2)S表现出低工作温度(175℃)及快速响应优势。该文的仿真计算与气敏测试分析为研制检测SF_(6)分解组分的低功耗、高灵敏度及快速响应传感器提供了理论基础与实验支撑。

关键词：改性石墨烯 SF_(6)分解组分 H_(2)S检测吸附机理检测特性