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基于YOLOv5s室内目标检测轻量化改进算法研究

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计算机工程与应用 2024年第3期60卷 109-118页

作者：牛鑫宇毛鹏军段云涛娄晓恒河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

针对现有室内目标检测算法,存在结构复杂,计算量以及模型参数量过大等问题,难以部署到计算能力有限的室内机器人平台,实现高效的目标检测。为解决这一问题,提出了一种改进的YOLOV5s轻量化检测算法。该方法采用ShuffleNetv2作为主干特征... 详细信息

针对现有室内目标检测算法,存在结构复杂,计算量以及模型参数量过大等问题,难以部署到计算能力有限的室内机器人平台,实现高效的目标检测。为解决这一问题,提出了一种改进的YOLOV5s轻量化检测算法。该方法采用ShuffleNetv2作为主干特征提取网络,并且在改进的主干网络基础上采用CA注意力机制,同时在颈部网络中采用GSConv和VOV-GSCSP模块。最后引入边框回归损失函数EIOU加快网络收敛。研究结果表明,改进后的目标检测算法,模型计算量减少了68.75%,模型参数量减少了62.2%,权重文件减少了59.7%,平均精确率mAP均值为0.653,改进后的目标检测模型能够在保证轻量化的同时保证检测精度。

关键词： YOLOv5s 轻量化 ShuffleNetv2网络 CA注意力机制 GSConv模块 VOV-GSCSP模块 EIOU损失函数

基于MOCS算法的超声滚挤压轴承套圈加工参数优化

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塑性工程学报 2024年第6期31卷 59-66页

作者：王彪王晓强田英健石青松张旭河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为了提高轴承套圈的表层性能,以42CrMo为试验材料,设计正交试验,基于试验结果,建立了表面粗糙度、残余压应力和硬度的响应曲面预测模型,通过方差分析,验证模型具有一定的预测价值。利用多目标布谷鸟搜索算法对响应曲面预测模型进行了优... 详细信息

为了提高轴承套圈的表层性能,以42CrMo为试验材料,设计正交试验,基于试验结果,建立了表面粗糙度、残余压应力和硬度的响应曲面预测模型,通过方差分析,验证模型具有一定的预测价值。利用多目标布谷鸟搜索算法对响应曲面预测模型进行了优化,得到了超声滚挤压加工参数及表层性能的最优取值范围,通过试验验证了其优化结果的可靠性。结果表明,加工参数的最优取值范围为:转速[300,420]r·min^(-1),进给速度[17,25]mm·min^(-1),振幅[15,21]μm,静压力[460,620]N;表层性能的最优取值范围为:表面粗糙度[0.313,0.483]μm,残余压应力[925,1052]MPa,硬度[755,821]HV。

关键词：表层性能超声滚挤压 42CrMo 响应曲面法 MOCS算法

废旧电池再资源化制备高性能中熵合金催化剂及其性能研究

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化工学报 2024年

作者：郭珊田雨徐永滨王朋刘治明青岛科技大学机电工程学院

从废旧三元锂离子电池中回收镍钴锰（NCM）有价金属与钯（Pd）盐为原料，采用快速高温轰击方法制备含氮碳基体负载钯镍钴锰中熵合金纳米颗粒（Pd MEA@N-C）作为锂氧电池双功能催化剂，以实现废弃三元锂离子电池的循环使用，优化在氧还原... 详细信息

从废旧三元锂离子电池中回收镍钴锰（NCM）有价金属与钯（Pd）盐为原料，采用快速高温轰击方法制备含氮碳基体负载钯镍钴锰中熵合金纳米颗粒（Pd MEA@N-C）作为锂氧电池双功能催化剂，以实现废弃三元锂离子电池的循环使用，优化在氧还原/析出过程（ORR/OER）中放电产物过氧化锂(Li2O2)的可逆生成与分解。XRD、TEM表明Pd MEA合金的成功制备，XPS表明Pd的引入有利于实现合金颗粒中电子排布的精准调控。以Pd MEA@N-C为正极材料组装锂氧电池测试性能，结果显示，在限制1000 mAh·g-1的容量，200 mA·g-1的电流密度条件下，过电位低至0.49 V；200 mA·g-1的电流密度条件下进行深度充放电测试，充放电容量高达15491 mAh·g-1；在循环82圈之后仍保持稳定状态。

关键词：催化剂 NCM回收 Pd MEA中熵合金电化学 ORR/OER 反应动力学

基于支撑螺栓顶升成形的五边形塔式太阳能定日镜光学精度研究

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光学学报 2024年

作者：颜健宋天池彭佑多周炜湖南科技大学机电工程学院

针对工程应用中典型的正五边形定日镜，提出一种由平面反射镜背部若干支撑螺栓直接顶升成型光学球面的新制造思路，采用光-机集成分析方法，研究了支撑螺栓环数N、期望螺栓间距d、成形的目标球面焦距f和定日镜采光面积等关键几何参数对... 详细信息

针对工程应用中典型的正五边形定日镜，提出一种由平面反射镜背部若干支撑螺栓直接顶升成型光学球面的新制造思路，采用光-机集成分析方法，研究了支撑螺栓环数N、期望螺栓间距d、成形的目标球面焦距f和定日镜采光面积等关键几何参数对其成形光学精度的影响，并探讨了以支撑桁架刚性假设下自重和静风压载荷对反射镜面服役光学精度的影响特性。结果表明，随着目标球面焦距f的增大，镜面顶升成形的光学精度越高，此时N和d对其成形总斜率误差St的影响越小，这对塔式光热电站中可长达数千米的定日镜焦距而言非常有利；在50.0～175.5 m2反射镜面积下，f=50 m和N=10的镜面总斜率误差St能控制在0.912～1.380 mrad，典型长焦距应用中f=750 m，即使N=5时St也能控制在0.110～0.185mrad。仅从顶升成形精度而言，螺栓顶升成形方法适用于定日镜从小焦距到大焦距，从小面积到大面积的全域跨度。服役中镜面总斜率误差随风压载荷呈线性增加，N增加或d减小均可提升服役光学精度，但合理的支撑螺栓布置和定日镜支撑结构设计是保障服役光学精度的先决基础。

关键词：太阳能定日镜球面镜螺栓顶升成形光学精度斜率误差服役载荷

基于AMGA与IPSO算法的42Cr Mo超声滚挤压工艺参数优化

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塑性工程学报 2024年第6期31卷 67-75页

作者：石青松徐红玉王晓强付浩然河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为确定超声滚挤压轴承套圈工艺参数的最优解集,以42CrMo钢为研究对象,表面粗糙度、残余压应力和硬度为表层性能评价指标,设计正交试验。基于试验数据,采用多元回归法建立评价指标的数学预测模型,进行方差分析。对超声滚挤压工艺参数分... 详细信息

为确定超声滚挤压轴承套圈工艺参数的最优解集,以42CrMo钢为研究对象,表面粗糙度、残余压应力和硬度为表层性能评价指标,设计正交试验。基于试验数据,采用多元回归法建立评价指标的数学预测模型,进行方差分析。对超声滚挤压工艺参数分别采用存档微遗传算法(AMGA)和改进粒子群(IPSO)算法进行多目标优化,对优化后的Pareto前沿图与计算效率进行对比分析,结果表明:在Pareto前沿图中, AMGA最优迭代2000次优于IPSO算法最优迭代3600次;得到超声滚挤压工艺参数最优解集:转速[250, 355]r·min^(-1)、进给速度[13, 24]mm·min^(-1)、振幅[16, 22]μm、静压力[488, 650]N;表层性能评价指标最优解集:表面粗糙度[0.398, 0.501]μm、残余压应力[823, 986]MPa、硬度[713, 742]HV。通过试验验证了算法优化的可靠性和精确性。

关键词：超声滚挤压多元回归法方差分析 AMGA IPSO算法

基于顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析加速氧化过程中全脂牛羊乳粉挥发性化合物

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食品科学 2024年第10期45卷 272-280页

作者：薛海燕李欣雨孟毅贺宝元张磊刘晓凤马军陕西科技大学食品科学与工程学院陕西西安710021 陕西金牛乳业有限公司陕西渭南714000 陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021

为探究全脂牛羊乳粉在储存过程中风味物质的变化,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱技术对加速氧化过程中全脂牛羊乳粉挥发性化合物进行分析。研究表明,全脂牛乳粉和全脂羊乳粉中分别鉴定出56、63种挥发性物质,主要为酸类、醇类... 详细信息

为探究全脂牛羊乳粉在储存过程中风味物质的变化,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱技术对加速氧化过程中全脂牛羊乳粉挥发性化合物进行分析。研究表明,全脂牛乳粉和全脂羊乳粉中分别鉴定出56、63种挥发性物质,主要为酸类、醇类、羰基类、酯类、芳香族类、杂环类等挥发性化合物。通过主成分分析和聚类热图分析,在全脂牛羊乳粉中筛选出10种显著性差异挥发性化合物,全脂牛乳粉在储存过程中丁酸相对含量降低,2-壬酮、1-氯戊烷相对含量升高;全脂羊乳粉中壬醛、辛酸、丙酸、丁羟甲苯相对含量降低,苯甲醛、2-庚酮、烯丙基正丙酯相对含量升高。

关键词：全脂牛乳粉全脂羊乳粉顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用挥发性化合物

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履带车辆主动悬挂多点布置优化

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 397-403,416页

作者：凌启辉陈昕戴巨川何兴云杨书仪郭勇湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 江麓机电集团有限公司湘潭411100

为实现履带车辆主动悬挂减振性能和能耗达到综合最优,基于正交试验方法开展履带车辆主动悬挂多点布置优化设计。首先,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,并通过道路模拟试验验证了该模型的合理性;其次,开展了履带车辆悬挂系统正交试验,... 详细信息

为实现履带车辆主动悬挂减振性能和能耗达到综合最优,基于正交试验方法开展履带车辆主动悬挂多点布置优化设计。首先,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,并通过道路模拟试验验证了该模型的合理性;其次,开展了履带车辆悬挂系统正交试验,分析了4种典型路面下各子悬挂对悬挂系统减振性能影响的敏感性;最后,设计了主动悬挂作动器的6个布置方案,通过建立基于线性二次最优(linear quadratic regulator,简称LQR)控制的履带车辆主动悬挂动力学模型,分析了典型路面下各布置方案对悬挂系统减振性能的影响规律及能耗变化规律。结果表明,通过对履带车辆主动悬挂作动器的布置优化,可以实现悬挂减振性能和能耗之间的平衡。

关键词：履带车辆主动悬挂道路模拟试验优化基于线性二次最优控制

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含端壁涡轮导叶红外测温的误差影响机理研究

红外与激光工程 2024年第1期53卷 101-113页

作者：翟颖妮梁智杰孟宪龙刘存良西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

由于涡轮叶片所处的工作环境复杂,受到壁面及燃气辐射干扰,导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况,采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典... 详细信息

由于涡轮叶片所处的工作环境复杂,受到壁面及燃气辐射干扰,导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况,采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数,有效辐射等可靠性验证计算,验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数,叶片表面间的辐射换热计算,输出涡轮导叶的表面辐射特性分布,运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况;计算分析了不同误差影响机理下,含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况,探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明:当进口黑体辐射温度在1 400~1 800 K之间,进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素;利用有效辐射和所计算的误差分布可知,进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.82%;通过有效辐射及误差分布可见,出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小,受温度影响区域也主要为叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.35%;叶片表面发射率与温度成正相关,当叶片表面发射率增大时,叶片表面温度随之均匀升高,在真实工况下,叶片材料物性的改变较小,在发动机设计中可以近似忽略由于叶片温度变化导致物性参数改变带来的影响。

关键词：涡轮叶片数值模拟辐射换热计算辐射特性反射辐射角系数

镍基高温合金不完全动态再结晶组织对力学性能的影响及断裂机制

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材料导报 2024年第6期38卷 217-221页

作者：王淼刘延辉刘昭昭陕西科技大学机电工程学院西安710021 西北工业大学材料科学与工程学院西安710072 浙江温州轻工研究院浙江温州325002

本工作对热等静压态镍基高温合金FGH4096在变形温度为1 080℃、应变速率为3 s^(-1)的条件下进行等温变形,最大变形量为50%,进而研究高温变形过程中该合金组织演变规律,并选取具有典型形变组织的区域在700℃、0.001 s^(-1)条件下进行力... 详细信息

本工作对热等静压态镍基高温合金FGH4096在变形温度为1 080℃、应变速率为3 s^(-1)的条件下进行等温变形,最大变形量为50%,进而研究高温变形过程中该合金组织演变规律,并选取具有典型形变组织的区域在700℃、0.001 s^(-1)条件下进行力学性能测试。基于光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对显微组织和断口的分析测试结果,发现热变形过程中产生的不完全动态再结晶组织从试样截面中心到边缘区域再结晶程度依次降低,中心部位抗拉强度可达到1 422.79 MPa,屈服强度为1 110.3 MPa,延伸率为10.15%。再结晶晶粒形核首先发生在晶界处,形核方式主要为晶界凸出形核。不完全动态再结晶组织中的变形晶粒内部存在亚晶界,对位错的运动起到阻碍作用,使得合金强度提高。合金断口形貌为韧窝状和撕裂棱的混合结构,断裂方式为穿晶断裂。

关键词： FGH4096合金不完全动态再结晶力学性能断口分析