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航空航天大型锻件质量与生产能耗检测方法

精密成形工程 2024年第3期16卷 16-31页

作者：马慧娟龚智昂胡志力华林武汉理工大学汽车工程学院现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学汽车工程学院汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070 武汉理工大学汽车工程学院湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心武汉430070

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国... 详细信息

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国“双碳”目标以及持续推进制造业转型和能源结构调整的目标,亟需在保证锻件质量要求的基础上采取节能降耗措施。针对航空航天领域以铝合金材料为代表的大型锻件常见缺陷与核心质量要求,将锻造生产流程分解为原材料、备料、加热、锻压和锻后热处理5个主要环节,归纳总结了锻件缺陷及其产生原因和影响机制;系统阐明外观质量、力学性能、晶粒度/平均晶粒尺寸、断裂韧性、残余应力和抗腐蚀能力等质量要求的检测方法的研究现状,为铝合金等金属大型锻件的重要质量检测研究提供指导;同时,针对大型金属锻件锻造工艺能耗管控粗放的特点,从工厂层、装备层、产品层3个层面梳理能耗检测方法并提供提高能效的相关研究思路,为实现航空航天大型锻件节能降耗生产提供指导。在锻造行业高质低耗生产转型发展过程中,该理论方法在以铝合金为代表的大型金属锻件关键质量检测和生产能耗检测方面,具有一定的指导意义。

关键词：铝合金大型锻件缺陷质量检测能耗检测

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基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 201-213页

作者：杨继森庹万章张静冯济琴卢渝重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重点市重点实验室重庆400054 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构... 详细信息

针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构成。通过对X、Y方向励磁线圈通入正余弦励磁信号,在定尺上构建出多频磁场耦合的二维均匀磁场阵列,动尺感应出带有位移信息的电信号,经过理论推导和电磁仿真验证了多频磁场直接解耦差动结构和幅值调制解算方法的可行性,并对仿真误差进行分析,并优化了传感器结构。最后采用PCB工艺制作传感器样机并开展相关实验研究,实验结果表明:传感器在150 mm×150 mm的测量范围可对二维位移进行精确测量,其中X方向测量精度为±33.08μm,Y方向测量精度为±36.95μm,优化后的传感器样机X、Y方向原始对极内位移误差峰峰值在原有基础上降低了49.1%和50.7%。

关键词：二维位移传感器平面二维位移测量多频磁场耦合

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薄板小间隙对接焊焊缝特征点的识别

机械设计与制造 2024年第10期 48-52页

作者：孟祥超孙有平何江美杨春洋广西科技大学机械与交通工程学院广西柳州545006 广西土方机械协同创新中心广西柳州545006 广西汽车零部件与整车技术重点实验室广西柳州545006

针对薄板小间隙对接焊焊缝特征点检测问题,应用了一种基于Labview的Shi-Tomasi角点检测算法,根据线激光照射到焊缝表面形成间断的激光条纹,采用图像预处理以及图像形态学变换的方法得到便于进行焊缝角点检测的焊缝图像,然后运用Shi-Tom... 详细信息

针对薄板小间隙对接焊焊缝特征点检测问题,应用了一种基于Labview的Shi-Tomasi角点检测算法,根据线激光照射到焊缝表面形成间断的激光条纹,采用图像预处理以及图像形态学变换的方法得到便于进行焊缝角点检测的焊缝图像,然后运用Shi-Tomasi角点检测法对焊缝图像进行角点检测,从而确定出焊缝特征点的位置。通过Labview进行了焊缝特征点识别程序的编写,并在厚度为2mm,焊缝间隙分别为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm的铝合金薄板上进行了特征点识别检测,误差范围不超过0.15mm。结果表明,Shi-Tomasi角点检测算法相较于传统角点检测算法可以更加快速准确的提取到焊缝特征点的位置。

关键词：薄板小间隙对接焊缝 Labview 特征点 Shi-Tomasi角点检测

基于MHSA-LSTM的软测量建模及其在化工过程中的应用

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化工学报 2024年

作者：李文华叶洪涛罗文广刘乙奇广西科技大学自动化学院广西自动检测技术与仪器重点实验室(桂林电子科技大学) 广西汽车零部件与整车技术重点实验室(广西科技大学) 华南理工大学自动化科学与工程学院造纸与污染国家工程中心

化工过程数据的动态性和非线性等特性常使传统的软测量方法难以准确提取数据的动态和非线性特征，从而影响关键质量变量的预测精度和系统整体的控制优化。因此，文中提出了一种融合多头自注意力机制的长短期记忆网络(Multi-Head Self-At... 详细信息

化工过程数据的动态性和非线性等特性常使传统的软测量方法难以准确提取数据的动态和非线性特征，从而影响关键质量变量的预测精度和系统整体的控制优化。因此，文中提出了一种融合多头自注意力机制的长短期记忆网络(Multi-Head Self-Attention Mechanism Long Short-Term Memory Network，MHSA-LSTM)的软测量建模方法。首先，利用LSTM充分挖掘数据的时序特征，以便提取化工过程数据的动态变化信息；其次，使用多头自注意力机制对LSTM 隐藏层的输出特征进行加权，可有效地捕捉不同尺度特征向量的长期相关性，且能提高模型的长期记忆能力；然后将提取的特征向量与其对应的特征权重相乘得出加权结果输入至全连接层，可有效地提高关键质量变量预测的精度。最后，所提出方法在脱丁烷塔过程和硫回收单元进行仿真验证，结果表明所建模型的预测精度优于门控循环单元、LSTM以及融合自注意力机制的LSTM软测量模型。

关键词：软测量化工过程神经网络多头自注意力机制预测实验验证

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基于多轴载荷投影构建轮辋双轴疲劳损伤模型

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 99-104页

作者：王铁李旭东田程赵宏伟吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 中汽信息科技(天津)有限公司天津300300 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司底盘试验研究部天津300300

针对轮辋疲劳试验载荷谱编制过程中损伤等价和试验加速的难点,结合轮辋结构自身特点,从损伤等效的角度对实际工况中轮辋承受的载荷进行了较为全面系统的分析,引入了多轴载荷投影的概念,构建了轮辋双轴疲劳损伤模型,在此基础上提出轮辋... 详细信息

针对轮辋疲劳试验载荷谱编制过程中损伤等价和试验加速的难点,结合轮辋结构自身特点,从损伤等效的角度对实际工况中轮辋承受的载荷进行了较为全面系统的分析,引入了多轴载荷投影的概念,构建了轮辋双轴疲劳损伤模型,在此基础上提出轮辋双轴疲劳试验载荷谱编制和试验加速的方法。在公共道路典型路面实车采集了约5000 km车轮轮辋时域数据,采用本文方法对获得的数据开展了轮辋双轴疲劳损伤的等效分析。结果表明:相较于单轴的轮辋径向疲劳试验和弯曲疲劳试验,本文提出的轮辋双轴疲劳试验方法在复现实际工况损伤方面具有显著的优越性。

关键词：车辆工程车轮轮辋双轴疲劳试验载荷谱多轴载荷投影

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赝电容的起源和本体相赝电容的实现

硅酸盐学报 2024年第2期52卷 442-453页

作者：董韬文张伟郑伟涛吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130012 吉林大学材料科学与工程学院长春130012 吉林大学汽车材料教育部重点实验室长春130012 吉林省高效清洁能源材料国际科技合作重点实验室长春130012 吉林大学未来科学国际合作联合实验室长春130012 吉林大学电子显微镜中心长春130012

因兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命,赝电容材料引领了近年来超级电容器的发展。然而,赝电容材料仍面临着储能机制认知不足、未来发展方向模糊等挑战。本文基于国家自然科学基金重点项目“高能量/高功率电池型超级电容器-离子插... 详细信息

因兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命,赝电容材料引领了近年来超级电容器的发展。然而,赝电容材料仍面临着储能机制认知不足、未来发展方向模糊等挑战。本文基于国家自然科学基金重点项目“高能量/高功率电池型超级电容器-离子插层储能的电极材料构筑”的部分研究成果以及最新的文献报道,以典型赝电容材料为纲,简要回顾赝电容材料发展历史、重点讨论赝电容材料的储能机制、指出其储能机制中亟待厘清的问题。并在此基础上,提出赝电容材料未来发展的新思路-本体相赝电容,讨论了实现本体相赝电容的关键着力点和初步策略。

关键词：超级电容器电极材料储能机制本体相赝电容

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基于贡献度和数据有效性检验的共识机制

东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 160-169,178页

作者：时小虎姚鑫孙延风马德印吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学商学院吉林长春130012 长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

将区块链技术引入到分布式数据维护系统,旨在解决基于传统中心化数据库的分布式系统存在的数据维护不透明、数据易被篡改、历史记录不可追溯等问题,提出一种基于贡献度和数据有效性检验的共识机制.该算法提出一种贡献度优先的随机可验... 详细信息

将区块链技术引入到分布式数据维护系统,旨在解决基于传统中心化数据库的分布式系统存在的数据维护不透明、数据易被篡改、历史记录不可追溯等问题,提出一种基于贡献度和数据有效性检验的共识机制.该算法提出一种贡献度优先的随机可验证领导者选举机制,保证记账权分配的随机性及可验证性.进一步引入密度峰值算法对交易数据有效性进行校验,对打包区块的正确性达成共识.最后将所提出的共识机制应用于梅花鹿分布式养殖场场景,结果验证了密度峰值算法在交易数据有效性检测任务中的准确性和高效性.出块时延分析和安全性分析表明,所提出的共识机制能够满足数据有效性验证的实时性需求,能耗较小,具有很强的灾备能力.

关键词：区块链共识机制离群点检测分布式数据维护溯源

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基于相关双采样探测的非连续扫描方法研究

中国激光 2024年第5期51卷 48-59页

作者：侯茂盛吴坤张宏韬顾崇可段洁长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022 华东师范大学物理与电子学院上海200241

为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题,首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法,设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块,经实验验证,设计的相关双采样探测模块在输入信号... 详细信息

为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题,首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法,设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块,经实验验证,设计的相关双采样探测模块在输入信号干扰比为-29.5 dB时仍能稳定地检测出激光光斑是否落在合作目标的高反射区。然后,针对相关双采样探测的特点,设计了一种基于二分原理的非连续扫描方法,以实现合作目标中心位置的快速提取。最后,使用此方法与栅矩形扫描方法对投影距离为3000 mm处的三个合作目标进行扫描探测和中心位置提取,实验结果表明,栅矩形扫描方式需获取10000个扫描点,而基于相关双采样探测的非连续扫描方法减少了97.4%的扫描点,且中心定位偏差优于0.06 mm。所研究的方法能够提高激光扫描投影系统合作目标探测过程的环境光自适应能力,大幅减少扫描点的同时还能保证中心位置提取精度。

关键词：激光扫描投影相关双采样二分原理合作目标

螺栓连接纤维增强薄壁锥-柱组合壳的固有特性分析

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振动工程学报 2024年

作者：许卓于翔川许沛尧孙宪超顾大卫李晖闻邦椿东北电力大学机械工程学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点试验室长春特种设备检测研究院(长春市特种设备安全监控中心) 浙江工业大学机械工程学院东北大学机械工程与自动化学院

采用理论计算与试验相结合的方式对考虑螺栓连接的纤维增强薄壁锥-柱组合壳的固有特性进行分析。基于经典层合理论及Kirchhoff-Love假设分别对圆柱壳和圆锥壳进行了理论建模;针对纤维增强薄壁锥-柱组合壳的连接特性,在组合壳的连接处引... 详细信息

采用理论计算与试验相结合的方式对考虑螺栓连接的纤维增强薄壁锥-柱组合壳的固有特性进行分析。基于经典层合理论及Kirchhoff-Love假设分别对圆柱壳和圆锥壳进行了理论建模;针对纤维增强薄壁锥-柱组合壳的连接特性,在组合壳的连接处引入人工弹簧法来实现任意螺栓连接条件,其中分别考虑了主、次两种弹簧的影响。利用Rayleigh-Ritz法及双项梁函数法对纤维增强薄壁锥-柱组合壳的固有特性进行求解;并以TC300/环氧树脂基纤维增强薄壁锥-柱组合壳为研究对象,对其进行单点锤击多点响应试验。试验结果发现:该求解方法所计算的固有频率与试验测试结果间的误差在2.7%～4.5%范围内,验证了所建立模型的合理性。在上述模型合理的基础上,通过改变连接处的螺栓刚度,模拟螺栓缺失情况,讨论了连接处螺栓缺失情况对纤维增强薄壁锥-柱组合壳固有特性的影响。

关键词：纤维增强固有特性锥-柱螺栓连接组合壳螺栓缺失人工弹簧法