考虑外圈变形和轴承座支承作用的球轴承动力学研究

高速、重载或薄壁球轴承等情况下的外圈结构弹性变形和柔性外圈与轴承座的配合支承特性对轴承及其系统的动力学性能有着重要的影响。采用等效刚体单元和Timoshenko梁单元建立了柔性外圈等效力学模型,考虑钢球与柔性外圈的分段滚道之间、柔性外圈与轴承座之间的动态接触作用,建立了计及外圈结构弹性变形和轴承座支承作用的球轴承多体接触动力学模型。运用广义-α方法计算分析了外圈弹性变形和轴承座支承作用对轴承载荷分布规律和动态配合特性的影响规律,获得了不同配合间隙、内部游隙、外圈厚度和径向力等因素下球轴承的动态作用力、载荷分布角和相对位移等动力学结果。结果表明:外圈增加至一定厚度,球轴承内部载荷分布与刚性套圈理论具有很好的一致性,刚性外圈与刚性轴承座的支承接触区域相对较小;随着外圈壁厚的减小,柔性外圈与轴承座的支承接触力逐渐由平滑曲线变为典型的多点极值和非光滑分布的动态变化规律,且相邻极值的差值,随着外圈壁厚的减小,配合间隙、内部游隙和径向力的增加而明显增加;随着配合间隙或内部游隙增大,球轴承载荷分布范围和轴承座的支承接触区域总体上呈现减小趋势;不同的配合间隙、内部游隙或径向载荷下薄壁外圈更容易发生近似对称的压缩、扩张、拉伸或压扁等不同形式的结构弹性变形。提出的动力学模型为滚动轴承及其系统的动力学研究和动态设计提供新方法。

基于轻量级SE-PPM的自然状态烟叶正副组分类算法

【目的】针对自然状态烟叶传统正副组分类速度慢、正副组易错分、特征提取困难的问题,提出了一种基于轻量级SE-PPM的自然状态烟叶正副组分类算法(SAPMDSNet)。【方法】基于轻量级ShuffleNetV2网络,先通过降低网络卷积深度和进化激活函数,加快网络模型的训练速度;再引入通道注意力机制SE模块,增强通道间的特征差异,提高网络模型的表征能力,避免正副组烟叶叶部区域化导致的组别错分;最后通过嵌入金字塔池化模块PPM充分融合烟叶显露特征与全局信息,增强对正副组烟叶上下文信息的聚合,并采用自行构建的烟叶数据集进行对比试验。【结果】SAPMDSNet网络模型的分类准确率为91.09%,计算量(FLOPs)为151.70 M,取得了相对较高的分类效果。与原网络ShuffleNetV2模型和轻量级GhostNet模型相比,SAPMDSNet网络模型的FLOPs分别升高2.65%和2.84%,而识别准确率则分别提高2.72和21.13个百分点;MobileNetV2、DenseNet和SqueezeNet模型的识别准确率分别为87.02%,89.53%和87.60%,虽均与SAPMDSNet模型的识别准确率接近,但其FLOPs明显较SAPMDSNet模型大。【结论】构建的SAPMDSNet模型能提高烟叶正副组分类精度且具有较好的整体性能,为烤烟烟叶品质初筛提供了新的思路和方法。

基于融合Canny-SIFT算法的MRI细微特征提取

针对磁共振影像(MRI)中的细微特征难提取、易缺失问题,提出一种基于融合Canny-SIFT算法的磁共振影像细微特征提取方法。该算法首先解决因图像的灰度不均匀以及噪声信号繁杂导致图中纹理、细微特征信息不清晰问题,采用自动Gamma变换增加图像对比度,由泛洪填充和离散余弦变换构成的混合滤波器对背景和观察区域噪声做分别处理;针对重点观测区域细微特征提取不完整问题,根据实际诊断要求进行重要程度划分,通过特征匹配和拓扑关系推理获取重要区域的位置、面积等方面信息,同时完成自适应选取相应So-bel算子;最后通过阈值化分割和二值化处理获得输出图像;实验表明:该方法与已有Canny边缘检测精度有明显提升,结构相似性相较于传统常见方式提升了38.9%,均方误差下降了31.33%,与所提及的其他算法相比性能表现为最优。

一种面向动态分析的PCB板等效建模方法

有限元分析是PCB板动态分析的一种常用方法。由于PCB板上元器件结构复杂、材料众多,因而仿真建模复杂或无法建模。为此,提出了一种面向动态性能分析的PCB板等效建模方法,将PCB板等效为和原PCB板主尺寸相同的均质等厚板,采用质量相等原则获得等效板密度,并基于振动理论和有限元理论推导了等效刚度的计算方法。在此基础上,分析了元器件的刚度、质量和分布等因素对等效刚度的影响。最后对某服务器机箱PCB进行了等效实例分析,结果表明了该等效方法的有效性。

主从特征融合驱动的铝型材表面缺陷检测

针对因仅考虑纹理特征而造成铝型材表面缺陷检测精度较低的问题,提出一种主从特征融合驱动的表面缺陷检测模型。该模型的构建主要包括3个部分:首先采用经Focal-Loss损失函数优化的UNet模型完成缺陷分布不均匀的样本分割与定位;然后集合卷积神经网络(CNN)与反向传播神经网络(BPNN)构建融合图像纹理特征、梯度信息和缺陷形状特征的主从特征预分类层;最后通过级联特定模糊规则的模糊神经网络完成缺陷的最终分类。利用阿里天池比赛的铝型材数据集中的5类缺陷样本对模型进行了实验验证,平均分类检测精度达到97.2%,为铝型材表面缺陷检测提供了新方法。

基于多元神经网络融合的分布式资源空间文本分类研究

针对实体产业对科技资源的服务需求,以服务效应作为资源文本分类标准,提出一种基于多元神经网络融合的分布式资源空间文本分类模型。设计了包含词嵌入层、卷积层、双向门控循环单元层、注意力机制层和softmax层的多元神经网络通路;在此基础上采用基于需求—效应—资源分类策略,完成了从定性科技资源需求到定量资源服务效应求解,再到定性科技资源输出的映射变换,重点解决了分布式科技资源局部和全局语义特征形式多样、文本长距离依赖特征显著、重要资源信息难以准确识别的问题,进而从分布式科技资源空间中快速准确地获取效应知识,提升实体产业产品研发效率和创新能力;通过万方专利科技资源数据集验证了所提方法的可行性和有效性,为更加全面地挖掘资源文本特征和按需服务实体产业提供了一种新的思路和手段。

J2EE模式下基于角色访问控制的应用

利用J2EE基于容器的安全机制,将基于角色的访问控制(Role-Based Access Control,RBAC)融入J2EE安全之中,用RBAC来管理J2EE组件安全而不需修改各组件的代码。RBAC的实现只需通过容器部署描述符配置既可,系统运行时,容器从部署描述符中读取出相应的RBAC安全策略,然后根据安全策略执行安全验证,实现RBAC对系统资源的保护。这样,组件开发和系统安全相分离,开发人员可不关心系统安全,集中精力投入组件的业务逻辑开发,安全问题由组件组装人员、部署者和系统管理员来完成。因此,降低了对编程人员的要求和系统开发成本开发成本,也提高了系统组件的可移植性。

面向果蔬供应链深度溯源的图区块链模型研究

针对传统果蔬供应链区块链模型存在溯源信息深度不足、溯源数据关联性不足、查询效率低等问题,本研究提出了一种图区块链模型。首先利用图理论对传统区块链的区块数据结构进行改进,将传统区块链结构中顺序表的存储结构改变为便于深度溯源信息存储的图结构,以实现深度溯源信息的关联存储。然后通过图区块链映射模型建立物理区块数据与图区块链模型之间的映射关系,并按照果蔬供应链流程逻辑结构建立图区块数据架构。定制化设计图区块链数据存储、查询与权限管理智能合约,以确保供应链数据的可靠性。最后基于百度超级链平台开发图区块链模型,并与传统区块链进行性能对比实验。结果表明:图区块链能够实现果蔬供应链的深度溯源,同时还能大幅提升数据查询效率,该模型可为实现基于区块链的果蔬供应链追溯信息存储与快速查询提供新的方法和思路。

基于集成学习和改进粒子群优化算法的流程制造工艺参数优化

针对流程制造过程中工艺过程复杂、多工序耦合严重、工艺参数优化困难等问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络、极限梯度提升(XGBoost)算法和改进粒子群优化(IPSO)算法的多工序工艺参数融合优化方法。基于LSTM神经网络建立了数据预处理模型,通过LSTM神经网络提取流程工艺数据的时序特征,进而实现了对工艺数据中异常值的处理。在此基础上,通过XGBoost算法拟合工艺参数与质量指标间的非线性关系,并结合粒子群算法构建了PSO-XGBoost质量预测模型,再将预测模型的输出作为适应度,调用改进粒子群算法反向搜索全局最优工艺参数,得到各工序的最优工艺参数组合,从而实现了流程制造加工质量的融合优化。以某企业的一条流程生产线为例,验证了多工序工艺参数融合优化模型的有效性。

面向元器件的PCB板布局优化方法

利用自由度凝聚方法和模态综合法,建立了一种面向元器件的PCB性能分析方法,并在此基础上建立了面向元器件的PCB布局优化方法。该优化方法面向元器件,可大大缩减结构分析自由度的数量,并能充分体现元器件的重用性。另外,在优化模型的求解和实现上,考虑元器件间的几何干涉提出了改进的遗传算法,并利用面向对象ANSYS二次开发方法开发了优化软件。通过优化算例结果表明该优化方法是有效的和可行的。

主自由度对子结构静力凝聚模态分析的误差影响研究

阐述了子结构静力凝聚的基本原理,从理论上分析了静力凝聚模态分析中误差产生的原因,并利用非线性矩阵摄动理论推导了模态频率误差公式。利用平板结构进行了多种主自由度选择方案的仿真对比分析,研究了主自由度数量和分布对计算误差的影响规律。研究结果表明,主自由度定义方式是子结构静力凝聚模态分析中计算误差的最大影响因素,主要包括主自由度分布和数量两个方面,其中对主自由度分布更敏感,这和理论分析的结论一致。

基于角色的访问控制在多应用层CIMS中的应用

为了管理多应用层系统中的资源权限,充分利用RBAC在安全管理中的优势,提出了一个将RBAC融于多应用层的安全模型——Multi-RBAC。它将RBAC合理实施到系统的各个应用层,管理位于不同应用层的系统资源权限。由于角色由各应用层的资源访问权限来定义,使角色划分更加合理、粒度更小,也更容易实现权限最小原则。同时,可充分结合各种先进的RBAC模型,满足多应用层下各种安全需求。在实现上,应用Multi-RBAC成功开发并实施了一套CIMS安全管理系统,表明该模型是可行的。

基于超分辨率特征融合的工件表面细微缺陷数据扩增方法

针对工件缺陷检测中的表面细微缺陷难以检测问题,提出一种基于超分辨率特征融合的数据扩增模型。该模型由数据层(Data)、超分辨率特征提取与样本修复层(SR-Re)和数据扩增层(M-A)3层结构组成。Data层完成样本划分,并以缺陷特征像元占比小于0.333%的样本作为细微缺陷数据输出;SR-Re层采用双路结构并行处理输入数据,分别完成对输入图像数据的超分辨率特征提取与样本修复;M-A层通过对超分辨率特征和无缺陷样本进行泊松融合实现样本扩增。该模型重点解决了由于图像特征不明显导致工件表面细微缺陷难以识别、检测模型难以构建与工业检测困难的问题,通过扩增细微缺陷样本提升了缺陷检测模型的准确率。最后通过对5类铝型材样本进行实验,验证了该模型的有效性与可行性。

基于子结构方法的PCB板支撑布局优化

根据PCB板结构的特点,利用自由度凝聚技术给出了元器件模型的自由度凝聚方法,并在此基础上利用子结构安装技术给出了PCB板支撑布局优化建模方法。该方法大大缩减了结构优化分析自由度的数量,并便于实现元器件组件计算结果的重用。提出了支撑点与PCB板节点不重合时的解决方法。利用遗传算法和ANSYS二次开发技术相结合,开发了支撑布局优化求解程序。优化算例结果表明该优化方法是有效的和可行的。

PCB板最大频率的支撑拓扑优化

基于印制电路板(PCB)支撑结构的特点,建立了支撑布局拓扑优化的分析模型:利用无质量实体单元模拟支撑部分;利用自由度凝聚技术建立PCB板及其元器件的子结构模型,从而大大缩减了优化的计算量.在优化分析模型基础上,利用渐进优化方法推导出结构支撑单元的删除敏度并建立了基于ANSYS的计算方法,分析了支撑刚度对支撑布局优化的影响.最后通过优化实例验证了优化方法的正确性.

B／S环境下CIMS安全模型设计与实现

随着网络被非法攻击的可能性增大,提出了一种B/S环境下的基于角色的访问控制双层模型。该模型将RBAC合理运用于数据库层和Web容器层。同时辅以基于角色的菜单定制形成系统安全模型,将角色融入到系统的各个应用层面,统一管理系统各个应用层面的系统资源,从多个层面来保护系统安全。利用这种安全模型,采用Oracle9i/BES6.5/j2ee技术设计,实现了一套浏览器/服务器环境下的计算机集成制造系统的安全管理子系统。

基于实验的PCB板动态性能等效建模方法

PCB板因内部结构复杂而有限元建模困难或无法进行建模,为此提出了基于实验数据的PCB板动态性能等效建模方法。该方法利用原PCB板的外观主尺寸构建等效几何模型,利用质量相等原则获得等效密度,并通过有限元理论和振动理论推导了等效模型的等效刚度求解公式。在此基础上,分析了约束方式对等效刚度的影响。等效实例分析结果证明该等效方法是切实可行的。

工程认证教育理念下机械工程一体化案例培养体系构建

针对工程教育认证培养过程中知识体系结构难以构建、复杂工程能力培养效果欠佳等问题,提出了工程教育理念下一体化教学案例思维构建方法。该方法采用对同一对象构建不同的案例的方式便于学生构建知识体系,提高复杂问题解决能力的培养效率。在重点研究工程教育理念和案例教学的基础上,重点研究了工程教育理念下一体化案例教学的构建方法、一体化案例的构建原则,并在此基础上,以机械工程专业为对象,以机器人作为案例教学的对象,从案例教学的角度,将工程教育认证的知识、能力、素质等培养要求融入一体化教学过程,培养学生解决问题综合能力的问题。

基于数据驱动的专业工程认证持续改进决策方法

持续改进是专业工程认证教育的内在推动力,其效果将直接影响工程认证教育的效果,而持续改进决策将直接决定持续改进的效果。随着工程教育的发展,传统依赖经验的决策方法已不能满足实际需求,为此,提出了基于数据驱动的专业工程认证持续改进决策方法,该方法根据专业工程教育认证内容和管理模式,构建了基于数据驱动的实现流程,然后在流程基础上,构建了数据驱动决策方法。该模式将对专业工程认证的顺利进行具有重要的意义。

叠层CSP封装的振动模糊可靠性分析

由于叠层CSP封装的复杂性,其振动特性很难用精确的理论模型表示。同时,由于传统的共振准则没有考虑到系统的变异性和模糊性,导致分析结果与真值具有较大偏差。该文利用有限元法方法建立叠层CSP封装振动分析模型,并求解其振动特性;在此基础上充分考虑系统的模糊性,对振动可靠性模型进行模糊处理,利用模糊理论建立其振动模糊可靠性理论模型。通过算例验证了振动模糊可靠性理论模型的有效性和可行性。