基于BS-TabNet和LSSA的车架智能轻量化设计

为解决传统牵引车车架轻量化设计中设计周期长、设计难度较大和过分依赖工程师经验等问题,提出了一种智能轻量化设计方法.首先,通过试验设计(Design of Experiments,DOE)联合仿真获取车架性能表格数据.其次,基于TabNet算法、贝叶斯优化算法和沙普利增量解释理论(SHapley Additive exPlanation,SHAP)构建出BS-TabNet模型,用于学习车架性能表格数据,生成车架代理模型.最后,采用莱维飞行策略对麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)进行改进,得到莱维麻雀搜索算法(Levy Sparrow Search Algorithm,LSSA),用于求解车架轻量化任务,找到最优车架结构参数.相较于传统机器学习算法,BS-TabNet模型在准确性、稳定性和可解释性三个方面都有着更高的评价,其准确度达到了0.98左右,稳定性提高50%以上,而且具有更强的可解释能力,解决了深度学习在表格型数据上表现较差的问题.相较于传统群智能优化算法,LSSA算法能够寻找到更好的优化结果,在满足其他性能要求的同时,实现了车架质量减轻5.64%的轻量化效果.智能轻量化设计方法将人工智能与车架轻量化设计相结合,能够节省大量设计时间,提高设计效率.

川西新场地区须二段致密砂岩气藏气水分布特征及主控因素

致密砂岩气藏气水关系复杂,为了阐明川西新场地区须二段气水分布主控因素,以试产数据、压汞曲线、岩石薄片分析为手段,探讨了地层水宏观特征,明确了新场地区须二段气水分布主控因素。结果表明:新场地区须二段储层较致密,孔喉连通性差,致密化储层使气水分布复杂,须二段气藏总体呈上气下水特征,但气水倒置现象较多;研究区气水分布受控于构造演化、砂泥岩相配置关系、河道间叠置方式及单砂体内部成岩差异,多期构造演化过程控制了气水分布的宏观尺度格局,不同类型的河道叠置及砂泥配置关系影响砂体尺度的气水分布,厚层-薄层垂向分离型叠置关系及砂泥互层型配置关系有利于形成气层,单砂体内部成岩差异影响单砂体内部尺度气水分布。对研究区气水分布主控因素的研究结果,可有效指导新场地区须二段气藏的勘探开发。

高精度矿物组分解释方法在致密砂岩岩相评价中的应用——以川西广元工农镇须家河组二段露头为例

针对致密砂岩优质储层受岩石组分控制,岩石组分在垂向上变化较快等问题,对储层岩相准确划分是评价致密砂岩储层质量的重要因素。以川西广元工农镇须家河组二段(以下简称须二段)露头剖面为例,在钻取239块露头样品的基础上,对样品进行了XRF(X射线荧光光谱)元素扫描及电子能谱实验,建立了高精度矿物组分解释模型。模型结果表明:Herron模型和多元线性回归分析模型均可较好地反映矿物的变化趋势,但Herron模型对于伊利石、钾长石、斜长石、绿泥石及白云石的解释精度较差;而多元线性回归分析模型解释结果与扫描能谱测试结果的误差很小,能够更好地解释出不同类型矿物的含量。利用多元线性回归分析模型解释结果对须二段露头进行高精度岩相解释,精度远高于岩样描述解释的岩相,将岩相细分为6大类14小类,由底部至顶部石英含量逐渐减少,造成底部富石英段孔隙度好于上部层段,露头区有利岩相包括含长石岩屑中粒石英砂岩、含长石岩屑粗粒石英砂岩、含长石中粒石英砂岩、中粒石英砂岩、钙质中粒石英砂岩。

基于数字岩芯的致密砂岩储层孔隙结构精细表征与评价

致密砂岩储层微观孔隙结构十分复杂,定量化表征难度较大。针对此问题,选取陕西榆林市府谷县天生桥二叠系下石盒子组八段的辫状河露头的8个典型样品,利用图像滤波、阈值分割、最大球等效算法等对选取的数字岩芯代表性体积元进行处理。建立了岩样的三维孔隙结构模型以及球棍模型,计算了微观结构参数,定量表征了致密砂岩储层孔喉大小分布及其连通性特征,并结合评价地质方法开展了微观孔隙结构定量评价。研究表明:(1)基于孔隙直径将孔隙分为P1~P44类,分别对应微、小、中和大孔。对差异较大的1号和8号两个典型样品进行详细分析,结果表明1号样品以小孔和中孔为主,8号以中孔为主。(2)基于喉道半径分为R1~R44类,大体对应弯片状、片状型喉道、缩紧型喉道和孔隙缩小型,1号样品以弯片状和片状为主,8号以孔隙缩小型为主。(3)开展了微观孔隙结构定量评价。基于分形维数、形状因子、欧拉数、连通率、视孔隙度和孔喉结构类型等参数,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4级对8个样品进行了分级评价,取得了较好的评价效果。因此,数字岩芯技术从其强大的三维成像能力、数据处理能力等验证了能精确定量表征致密砂岩储层三维孔隙结构,可为致密砂岩油气资源评价与产能提供地质依据。

基于钻铤伽马信息交会的随钻中子气层识别方法

基于数值模拟方法开展钻铤次生伽马气层识别方法研究。从总非弹和俘获伽马信息中获取钻铤次生伽马产额信息,分析其在气/水层的响应差异,提出了一种基于钻铤非弹伽马和俘获伽马产额信息交会的气层识别方法,并对环境影响因素进行了分析。研究结果表明,相比于总非弹和总俘获伽马信息,钻铤的非弹和俘获伽马产额在气层识别方面具有更高的灵敏度;基于钻铤非弹伽马和俘获伽马交会的气层识别方法不但摆脱了对孔隙度信息的依赖,而且几乎不受井径和泥质含量的影响。该研究可以为改善随钻气层识别效果提供新的思路。

基于深度学习的汽车梁类件冲压回弹研究

提出了基于深度学习的汽车梁类零件回弹预测方法。基于二维回弹理论,将三维梁类零件离散为若干截面,采用双平面投影法和图像二值化方法,将梁类零件的截面曲线转换为神经网络模型可识别的双通道图像数据。基于拉丁超立方采样法对影响梁结构零件的冲压工艺参数及板料材料参数变量进行采样,通过CAE回弹仿真得到后续深度学习网络的训练样本。为研究梁结构在不同几何截面、材料参数、工艺参数作用下的回弹问题,采用基于LeNet-5、AlexNet、NiN的卷积神经网络模型作为几何截面识别模型,同时使用全连接神经网络模型耦合材料参数和工艺参数的方法,得到该梁类零件回弹算法模型。以某汽车梁类结构零件作为研究对象,基于高斯混合聚类将回弹样本分为小回弹、中等回弹、大回弹三个类型。将各类回弹样本分别通过回弹算法模型进行验证,结果表明,基于AlexNet的模型准确度最高,同时算法鲁棒性相较于其他两种也更强,更适合梁类件的回弹预测。

板材翻边试验装置开发与性能研究

利用自主设计研发的模具结构对高强钢材料进行典型参数下的两种翻边试验,得到高强钢在实际工程环境下的翻边极限高度。对比不同钢种、厚度、翻边工艺和切边状态下的材料翻边性能,研究板材翻边极限高度的变化规律与影响因素。结果表明:随着钢种强度的升高、延伸率的降低,翻边极限高度呈下降趋势;对于同一强度级别的低合金钢的翻边能力要比双相钢强;同种材料的翻边高度随板厚的增加而增加;同种材质同样厚度下V形翻边高度高于直角翻边;利用剪板机剪切得到的样件翻边高度要低于激光切割。

基于梯度惩罚-生成对抗神经网络的页岩三维数字岩心重构

数字岩心技术在油气的勘探开发中发挥着越来越重要的作用。由于传统的数字岩心重构方法存在成本高、耗时长等问题,提出使用带有梯度惩罚的生成对抗神经网络(WGAN-GP)实现页岩的三维数字岩心重构。以三组分的页岩图像为训练样本进行模型的训练,得到了可以生成三维页岩图像的生成器模型,进而重构了多个三维岩心图像。将重构岩心与原始岩心进行了各种参数的对比分析,结果表明重构岩心与原始岩心具有很好的一致性,证明了本文方法的可靠性。使用WGAN-GP进行岩心重构具有岩心生成速度快、重构图像尺寸不受限制等优点,具有广泛的应用前景。

6082-T6挤压铝合金防撞梁压弯成形及回弹补偿

以6082-T6挤压铝合金防撞梁为例,采用创新低成本挤压铝合金压弯工艺,将薄板冲压的压弯成形及回弹分析方法应用于挤压铝合金的实体压弯工艺。对材料模型、单元类型、网格划分和参数设置等进行了研究,并通过样件试制验证了回弹分析的精度。针对纵向回弹,上、下模型面一致性差以及回弹补偿迭代效率低的问题,提出了弦截法回弹补偿迭代优化流程。将该流程应用于挤压铝合金防撞梁的压弯成形及回弹分析,并获得最终补偿量。最后对压弯模具上、下模型面进行独立补偿。结果表明,该流程能较快较准确地预估挤压铝合金防撞梁上、下模型面的回弹补偿量,指导生产获得合格零件。

基于耐撞性拓扑优化的汽车关键安全件设计

将耐撞性拓扑优化方法应用到车辆实际开发过程中,阐述了基于LS-DYNA显式有限元算法的耐撞性拓扑优化方法,并给出其迭代求解的数学模型。结合该方法,对某车辆的门槛梁进行40%偏置碰撞和侧面碰撞的并行拓扑优化,根据优化结果的材料分布情况进行了工程诠释。在整车碰撞有限元模型中对工程诠释结果进行了验证,结果表明:耐撞性拓扑优化方法行之有效,且拓扑优化结果使得车辆的碰撞性能有一定的提高。

汶川地震断裂带科学钻探WFSD-1孔成像测井岩心空间归位

2008年汶川大地震发生后,我国迅速实施了汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD).钻井取心是研究地下情况的直接资料,但取心时通常采用非定向取心技术,缺少准确的深度和方位信息,需要利用测井资料对其进行深度和方向的还原,即岩心空间归位.针对汶川地震断裂带科学钻探项目一号孔(WFSD-1孔),利用成像-岩心扫描图像综合处理软件(CCSDLogCore)精确和直观的完成了2055块岩心图像的空间归位.对归位成果进行了分析,发现随着钻孔深度的增加,岩心深度误差增大,说明了归位结果符合实际情况,为下一步地质构造分析奠定了基础,文章还总结了归位过程中遇到的问题并提出了建议.

基于汽车梁类件的回弹计算及补偿系统

板件回弹问题一直是学术界和工程界研究的热点,特别是在车身广泛应用高强度钢板之后回弹问题更加明显。针对汽车梁类件的造型特点,建立基于梁类件的回弹计算、回弹补偿及工艺型面修改的整套分析系统。在此系统中,先利用二维截面法和有限元软件来计算零件各断面的回弹量,保证其回弹计算的精确性。再通过节点偏置算法来补偿各断面节点的回弹量,得到各断面回弹前和补偿后的节点信息。最后按照各个断面回弹前和补偿后的节点的一一对应关系,以原始型面为基础,运用型面整体变形(Shape global deformation,SGD)算法来对零件的工艺型面进行补偿修改。能够保证变形前后的型面整体拓扑关系的一致性,极大地保证曲面的质量和光顺程度,以便得到更为精确的回弹补偿型面。实践证明,该系统能够很大程度节省处理回弹问题的时间和精力,并且在补偿型面的修改精度上有较大的提高,回弹补偿更加准确。

型面修改的新算法SGD及其在回弹补偿中的应用

提出了SGD(shape global deformation)算法并将其应用于回弹补偿分析中,进行补偿面的修改。其原理是以原始曲面为基础进行的曲面整体变形修改,这种方法能够保证变形前后的型面整体拓扑关系的一致性,保证曲面的质量、光顺程度,以便获得更精确的回弹补偿型面。经多个实例分析表明,该算法能够在很大程度上节省修改补偿型面的时间和精力,较大地提高曲面精度,回弹补偿更加准确。

基于盲反卷积和参数化模型的超声参数估计

在超声检测中,往往需要获得传播时间(TOF)、回波个数、中心频率、幅值等全面的信息,来综合评判缺陷的位置、大小和类型。通过建立多回波的卷积模型和参数化模型,给出一种结合最小熵盲反卷积(MED)和期望值最大(EM)算法思想的超声回波参数估计方法。首先基于卷积模型,采用最小熵反卷积,实现了重叠多回波信号的有效分离;再基于参数化模型和所获取的回波个数,给出了基于期望值最大算法思想的参数估计算法;最终实现了重叠多回波超声信号TOF、回波个数、中心频率、幅值等参数的精确估计。仿真和实验验证了该方法的有效性和优点。

汽车右侧围内板的成形分析及其在工程上的应用

针对某汽车右侧围内板冲压成形时所可能出现的成形缺陷,主要从板料的几个重要的材料性能参数即硬化指数n、屈服强度σs、抗拉强度σb、厚向异性指数r等参数对板料成形的影响入手,通过数字模拟技术对零件的成形作了一定的分析比较,总结出一定的规律。通过对成形的比较,在保证产品质量的情况下,通过对拉延筋和工艺切口的设置,以ST14钢来代替价格高的ST16钢,以降低生产成本,以供更好工业生产。

周边虹膜切除联合房角分离及房角切开术操作规范专家推荐意见

微创青光眼手术(MIGS)近年来在临床上得到广泛开展,其在治疗原发性闭角型青光眼(PACG)中的作用也逐渐突显。周边虹膜切除(SPI)联合房角分离(GSL)及房角切开术(GT)作为新型的微创联合术式,目前被证实在治疗合并透明晶状体或没有白内障手术指征的中晚期PACG中是安全、有效的,目前在临床上已用于青光眼患者的治疗,但其手术操作及围手术期用药仍缺乏统一的规范,影响了治疗效果的正确评价。国内部分青光眼治疗专家针对目前SPI联合GSL及GT治疗PACG应用中存在的问题制定详细、完整的规范专家推荐意见,包括手术适应证、麻醉方法、手术部位、手术步骤、围手术期用药方法,以规范临床医生应用该技术治疗PACG的医疗过程,为更好地评价MIGS疗效奠定基础。

二维截面法在精确预测汽车梁类件回弹上的应用

三维零件回弹结果的精确预测一直是个难题,文中把二维截面法应用到对三维零件回弹的预测和补偿上,离散整个三维零件为各个特征截面,通过二维截面法和有限元软件LS-DYNA精确地对汽车纵梁的回弹和补偿进行了预测计算,实践证明,通过两次的回弹预测和补偿计算,汽车纵梁补偿后的回弹结果和实际产品形状相比,误差在0.5mm以内,有很好的实用价值。

基于时频特征的汽车点焊质量自动化超声评价

通过定义超声回波相关时频特征量,提出基于超声回波时频特征量的焊点质量自动评价方法。通过数据统计分析,建立了便于在线自动检测的量化焊点质量评价标准,实现了汽车点焊质量的自动化评价。实际检测效果表明,基于该方法的检测系统能够快速有效地自动识别八种焊点质量类型,能够初步运用于汽车点焊质量的在线自动检测。

比例因子法在冲压件外轮廓线优化中的应用

汽车覆盖件中,存在着大量的翻边特征,而翻边零件的修边线直接影响到修边模的设计和翻边后零件的质量。在实际生产中,为了得到合适的拉延件翻边高度,要反复修正修边模轮廓,造成大量人力财力的浪费。运用计算机仿真技术模拟修边、翻边工序,提出了一种轮廓线优化方法———比例因子法,运用该方法并结合截面线法解决了工程中某翼子板的修边线优化设计问题,并通过与逆算法的比较,显示了该方法的高精度性。实践证明,比例因子法不仅能够缩短模具设计周期,还可显著节约设计制造成本。

基于马尔可夫链-蒙特卡洛法的碳酸盐岩三维数字岩心模型重构

数字岩心技术起源于储层岩石微观孔隙结构建模研究,基于岩石的二维统计特征信息或三维扫描成像,是利用一系列图像处理算法或数学方法实现三维数字岩心的模型重构,并在此基础上进行岩心微观表征及物理特性分析的方法。目前常用的三维数字岩心数学建模方法分为随机法和过程法两大类,其中马尔可夫链蒙特卡洛法(MCMC法)是一种随机方法,其以计算速度快、适用范围广和可体现各向异性等优势被广泛使用。以碳酸盐岩为研究对象,利用MCMC法建立了不同图像尺寸的碳酸盐岩三维数字岩心,并对建模结果进行了分析。结果表明,由于MCMC法中选取用于计算转移概率的邻域模板的长度有限,重构结果受其图像尺寸影响较大;当图像尺寸较小时,重构三维数字岩心模型切面的孔隙度与原始二维图像切面的孔隙度符合度较高,建模结果较为理想;图像尺寸较大时,重构三维数字岩心模型切面的孔隙度与原始二维图像切面的孔隙度差异较大,建模效果不佳。因此,利用MCMC法重构三维数字岩心模型时,应选择合适的图像尺寸,尽可能建立最接近真实岩心的三维数字岩心模型。