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基于改进YOLOv8的航空铝合金焊缝缺陷检测方法

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航空动力学报 2024年第6期39卷 116-124页

作者：苏志威黄子涵邱发生郭朝阳殷晓芳邬冠华南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 江西洪都航空工业集团有限责任公司检验检测中心南昌330024

为了提高航空铝合金焊接缺陷数字射线成像自动检测效率和准确度,提出了一种改进YOLOv8智能检测方法。针对样本数据不足和缺陷不清晰的问题,采用Retinex图像增强算法和引导滤波算法对原始图像进行图像增强处理,然后采用旋转和翻转等方式... 详细信息

为了提高航空铝合金焊接缺陷数字射线成像自动检测效率和准确度,提出了一种改进YOLOv8智能检测方法。针对样本数据不足和缺陷不清晰的问题,采用Retinex图像增强算法和引导滤波算法对原始图像进行图像增强处理,然后采用旋转和翻转等方式扩充数据集。在模型改进中,使用GhostBottleneck模块替换C2f中的Bottleneck模块,完成模型的轻量化,减少了额外的冗余参数并降低了计算量。同时,引入空间注意力机制,获得缺陷更多的空间信息,并调整预测框的回归范围,提升了模型的精度。通过铝合金焊接件中常见几类缺陷进行测试和验证,改进YOLOv8算法平均精度均值(mAP50)达到92.9%,优于传统的Faster-RCNN、SSD和YOLOv8算法,能够有效适用于焊缝缺陷的自动识别。

关键词：数字射线图像增强自动识别 YOLOv8算法焊缝缺陷

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡奥陶系岩溶热储地热资源评价

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现代地质 2024年第2期38卷 398-408页

作者：章惠汪新伟周总瑛贺婷婷刘晓红黄旭高楠安中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国石化地热资源开发利用重点实验室北京100083

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储... 详细信息

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储空间展布、地温、物性和水化学方面的研究,建立地热田形成的概念模型,并精细评价地热资源量。结果表明,研究区奥陶系岩溶热储平面上分带,呈北东向展布,热储顶面埋深为800~3000 m,具有核部浅、两侧翼部深的特点;纵向上分层,单井含水层为19~43层,累计含水层厚度26.3~137.2 m,主要分布于奥陶系下马家沟组、上马家沟组和峰峰组,其中峰峰组为主力产水层。热储平均孔隙度为3.52%~15.45%,井口水温48~75℃,单井水量55~160 m~3/h,水化学类型为SO_(4)·Cl-Ca·Na型,矿化度1830~3560 mg/L。利用热储体积法平面上将研究区分为4个评价单元,垂向上分为5个层段,评价出南乐—濮阳段地热资源总量321亿GJ,可采资源量48.2亿GJ,折合标煤1.65亿t,年可采资源量可满足供暖面积5794万m^(2),是目前已开发面积393万m^(2)的近15倍,开发潜力巨大。

关键词：内黄隆起奥陶系岩溶热储形成演化资源评价

柱状药包侧向爆破下抵抗线对岩石破碎特性的影响研究

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岩土力学 2024年第5期45卷 1388-1396页

作者：李萍丰王秀龙闫小兵马正腾彭建宇张凤鹏湖南涟邵建设工程(集团)有限责任公司湖南长沙410001 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819

为研究抵抗线对柱状药包侧向爆破下岩石破碎特性的影响,采用波动理论,分析了自由面处的应力状态;采用直铜丝电爆炸模拟柱状药包爆破,开展了侧向爆破破岩的物理模型试验;再借助超高速摄像技术,观测了试件表面裂纹网的演化过程;结合爆破... 详细信息

为研究抵抗线对柱状药包侧向爆破下岩石破碎特性的影响,采用波动理论,分析了自由面处的应力状态;采用直铜丝电爆炸模拟柱状药包爆破,开展了侧向爆破破岩的物理模型试验;再借助超高速摄像技术,观测了试件表面裂纹网的演化过程;结合爆破漏斗区形态、尺寸和碎块分布特征,研究了不同抵抗线下柱状药包爆破破岩特性。结果表明,抵抗线是控制岩石爆破破裂模式、破坏区形态和碎块块度大小的重要因素。随抵抗线增加,裂纹发育速度与密度减小,裂纹网覆盖范围增加,优先贯穿裂纹由横向转变为环向裂纹。此外,模型试验结果表明,破裂区短轴随抵抗线增加而增加。结合自由面处应力状态,利用最大拉应变准则对此进行了解释。建立了碎块块度与能量单耗之间的关系,研究成果为岩石工程爆破设计优化提供参考。

关键词：柱状药包抵抗线破裂模式破坏区形态块度

基于平衡电磁的管道裂纹内检测技术研究与应用

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压力容器 2024年第07期41卷 63-70+78页

作者：田野陈海艳胡江锋李坤张杰许小蓓国家管网集团西部管道有限责任公司新疆多介质管道安全输送重点实验室

为解决管道裂纹在线检测评价的难题，基于平衡电磁检测的技术原理，建立管道表面电磁场和裂纹仿真计算模型，设计研制了Φ1 219 mm管道平衡电磁内检测系统，制作含裂纹标样管并开展了牵拉试验。仿真分析结果表明，管道裂纹引起的电磁场... 详细信息

为解决管道裂纹在线检测评价的难题，基于平衡电磁检测的技术原理，建立管道表面电磁场和裂纹仿真计算模型，设计研制了Φ1 219 mm管道平衡电磁内检测系统，制作含裂纹标样管并开展了牵拉试验。仿真分析结果表明，管道裂纹引起的电磁场畸变会引起平衡电磁传感器中电压信号的幅值和相位变化，不同角度裂纹产生的信号相位规律不同。对于轴向裂纹，裂纹长度与电压信号峰谷间距正相关；对于环向裂纹，裂纹长度与检测到电压信号的探头数量和探头间距相关；感应电压信号幅值与裂纹角度、埋藏深度、裂纹深度等裂纹形态和位置相关，通过以上特征可以有效实现阈值内全角度裂纹的识别和量化。通过预制含裂纹标样管的牵拉试验和对比分析，验证了平衡电磁内检测系统在2 m/s的检测速度下有较好检测性能的结论，管体及环焊缝裂纹的检出率和量化精度基本满足预期性能指标要求，低速下阈值内裂纹检出率可达91.67%，可信度为90%的条件下，环焊缝裂纹长度量化精度在±10 mm以内、深度精度在±3 mm以内，研究结果可为管道环焊缝裂纹检测提供一个新的解决方案。

关键词：平衡电磁技术管道裂纹内检测牵拉试验

基于PP-YOLOE和MTL的管道腐蚀缺陷识别量化方法

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油气储运 2024年

作者：赵赏鑫田野国家管网集团西部管道有限责任公司新疆多介质管道安全输送重点实验室

【目的】管道漏磁内检测技术因无需耦合剂、易于实现自动化等优点，被广泛应用于管道缺陷的在线检测中。利用检测数据准确预测缺陷尺寸并开展适用性评价，对于后续的修复决策至关重要。【方法】以采集到的漏磁数据为基础，根据缺陷数据... 详细信息

【目的】管道漏磁内检测技术因无需耦合剂、易于实现自动化等优点，被广泛应用于管道缺陷的在线检测中。利用检测数据准确预测缺陷尺寸并开展适用性评价，对于后续的修复决策至关重要。【方法】以采集到的漏磁数据为基础，根据缺陷数据特点，提出一种基于PP-YOLOE(Paddle Paddle-You Only Look Once Evolved)的深度学习目标检测模型，通过将三轴漏磁数据转换为彩色图像，输送到模型中进行目标检测训练，实现缺陷的快速定位和数据提取，为缺陷量化提供准确可靠的数据集。结合多任务学习（Multi-Task Learning,MTL）模型，将管道缺陷处的周向、轴向、径向的漏磁数据作为模型的输入，根据漏磁数据特征对缺陷的长、宽、深进行并行输出，实现对缺陷的尺寸评估和预测。【结果】与实际牵拉实验数据对比后发现，通过PP-YOLOE和MTL结合的识别量化模型提高了缺陷识别效率，改善了缺陷尺寸预测结果，缺陷目标检测的召回率达到0.87、准确率达到0.94；应用NADAM(Nesterov-acceleratedAdaptiveMomentEstimation)算法相比于应用SGD(Stochastic Gradient Descent)算法，腐蚀缺陷长度的量化精度提升了9%、深度量化精度提升了4%。【结论】该方法适用于海量管道漏磁检测数据的分析，提高了判读效率，可为管道缺陷的剩余强度评估和剩余寿命预测提供可靠的基础数据支持。（图10，表2，参27）

关键词：目标检测深度学习管道漏磁内检测缺陷量化多任务

数据-机理混合驱动下考虑刀具柔性的柔性加工工艺参数能效优化方法

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机械工程学报 2024年第7期60卷 236-248页

作者：赵希坤李聪波杨勇吕岩姜书艳重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆机床(集团)有限责任公司重庆401336 重庆工商大学机械工程学院重庆400067

在柔性加工过程中,加工任务不断变换导致加工刀具更换频繁,现有研究主要面向固定加工刀具开展工艺参数能效优化,无法快速响应加工刀具频繁更换的加工环境。为更好的满足变刀具条件下柔性加工工艺参数能效优化的需求,提出一种数据-机理... 详细信息

在柔性加工过程中,加工任务不断变换导致加工刀具更换频繁,现有研究主要面向固定加工刀具开展工艺参数能效优化,无法快速响应加工刀具频繁更换的加工环境。为更好的满足变刀具条件下柔性加工工艺参数能效优化的需求,提出一种数据-机理混合驱动下考虑刀具柔性的柔性加工工艺参数能效优化方法。首先揭示变加工刀具条件下柔性加工能耗特性,构建数据-机理混合驱动的柔性加工能效优化模型,然后融合马尔科夫理论和优势动作评论算法,提出考虑刀具柔性的柔性加工工艺参数能效优化方法,最后通过案例分析与算法对比,验证所提出方法能在变刀具条件下实现柔性加工工艺参数的高效优化决策。

关键词：柔性加工能效优化刀具柔性工艺参数

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基于PTA工艺的高氮钢熔滴过渡特性

焊接学报 2024年第5期45卷 56-63页

作者：程中光章晓勇贾冬生王克鸿王敬孙志磊南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 内蒙古第一机械集团有限公司包头014031 江南造船(集团)有限责任公司上海201913

丝材+电弧增材制造(wire and arc additive manufacturing, WAAM)适用于一体化成形大型复杂结构组件,在保证高氮钢增材结构件性能的同时,进一步提升高氮钢丝材的沉积速率,需要对不同直径高氮钢丝材的等离子弧增材工艺特性进行研究.通过... 详细信息

丝材+电弧增材制造(wire and arc additive manufacturing, WAAM)适用于一体化成形大型复杂结构组件,在保证高氮钢增材结构件性能的同时,进一步提升高氮钢丝材的沉积速率,需要对不同直径高氮钢丝材的等离子弧增材工艺特性进行研究.通过设计不同的送丝高度和送丝速度对高氮钢增材过程中的飞溅行为,及焊道N元素含量的变化进行研究,分析等离子弧增材制造中HNS6-N5高氮钢丝材的熔化特性和飞溅过程.结果表明,送丝速度和送丝高度决定了高氮钢熔滴的过渡模式,也影响了焊道成形与工艺稳定性.在相同的热输入下,随着送丝速度的减小,熔滴的飞溅行为更加剧烈,同时焊缝中的N元素含量呈现下降趋势,随着送丝速度的增加,焊缝中的N元素含量逐渐增加,综合调节丝材直径、送丝速度与送丝高度可以获得过程稳定、熔滴过渡飞溅、焊缝氮含量高、熔覆效率高的增材效果.

关键词：高氮钢熔滴过渡氮损失增材效率

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基于数字孪生的生产分离器分离效果混合模型

石油机械 2024年第8期52卷 15-23页

作者：何蕾张明衣华磊张倩胡冬中海油研究总院有限责任公司

生产分离器作为海上油气生产平台的关键处理设备,其处理效果直接影响油田生产能力。由于分离器内部流动特性及化学药剂作用机理复杂,现有机理模型难以对生产分离器实际处理效果进行准确评估。为此,基于机理与数据融合的数字孪生理念,提... 详细信息

生产分离器作为海上油气生产平台的关键处理设备,其处理效果直接影响油田生产能力。由于分离器内部流动特性及化学药剂作用机理复杂,现有机理模型难以对生产分离器实际处理效果进行准确评估。为此,基于机理与数据融合的数字孪生理念,提出了适用于不同原油含水工况的生产分离器实际分离效果混合模型构建方法。对于低含水原油,提出了基于试验数据的卷积神经网络模型构建方法,并通过多种数据驱模型计算结果比选,验证该模型在表征多因素与分离效果之间关系的有效性;针对实验室乳化效果不佳的高含水原油,集成重力分离机理与代理模型建立了分离效果评估模型,该模型将原油乳状液的液滴尺寸分布、破乳剂质量分数及含水体积分数相关的黏温特性对分离效果的影响考虑在内,通过蒙特卡罗模拟表征模型参数及工艺参数的不确定性对分离效果的影响。将建立的混合模型应用于实际海上生产分离器,通过与现场化验数据对比及多工况分析对模型的有效性进行验证。结果表明,构建的混合模型能够实现对海上油气生产平台各级分离器实际处理效果的在线孪生。该模型有效解决了数据驱模型对于高含水原油分离效果预测缺乏泛化性的问题;克服了传统计算流体力学模拟效率低、模型偏差无法修正的缺陷。该混合模型能够用于分析生产分离器在多种工况下的实际分离效果,可为海上生产平台实际处理能力估计及生产参数调优提供指导。

关键词：生产分离器实际分离效果混合模型重力沉降模型数据驱模型海上油气生产

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急倾斜大采高综采工作面沿空留巷技术研究

煤炭科学技术 2024年

作者：李腾姜永东刘华君邹勇桂涛陈飞重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室四川川煤石洞沟煤业有限责任公司四川华蓥山广能集团嘉华机械有限责任公司

针对急倾斜大采高综采工作面沿空留巷矿压显现剧烈，支护困难等问题，以川煤石洞沟煤矿31111综采工作面为工程背景，采用理论分析、现场监测，得到了31111综采工作面周期来压步距约16.4m，煤壁前方支承压力影响范围约40m，明确了31111... 详细信息

针对急倾斜大采高综采工作面沿空留巷矿压显现剧烈，支护困难等问题，以川煤石洞沟煤矿31111综采工作面为工程背景，采用理论分析、现场监测，得到了31111综采工作面周期来压步距约16.4m，煤壁前方支承压力影响范围约40m，明确了31111机巷超前支护距离；结合微震监测三维定位技术，得到了31111综采工作面“三区”（煤壁支承压力影响区约40m，离层区122-144 m）和“三带”（顶板垮落带0-2 m、裂隙带2-30 m、弯曲下沉带30-96 m）范围，揭示了急倾斜大采高岩层周期性破断规律及 “厂”型移动拱特征，为后续来压预测预报，实施沿空留巷提供数据支撑。基于回采过程中巷道围岩变形及压力分布规律，提出在非断层带采用弓型柔性掩护支架+锚网索联合支护的沿空留巷方法，断层带采用弓型柔性掩护支架+锚网索+矸石胶结充填联合支护的沿空留巷方法。现场工程实践表明，该方法刚柔并举，对采空区垮落矸石有良好的支撑、掩护作用，保障了沿空留巷安全，实现矿山无煤柱安全经济开采。

关键词：急倾斜煤层大采高矿山压力与控制沿空留巷综采