基于机器视觉的商标纸全自动抓取系统设计

为减少当前ZB47包装机商标纸搬运过程中的人工成本,搭建了基于机器视觉的商标纸全自动抓取系统。通过工业相机与激光测距仪以及机器视觉技术进行图像采集及预处理分析,该系统可以检测新商标纸的位置,并将矢量数据传送至工业机器人,机器人再采用负压吸盘抓取的方式进行定位抓取。实验结果表明:该系统能准确地识别商标纸垛的位置,并控制机械臂完成其定位抓取动作,解决了抓取系统中存在的空抓、少抓及误差等问题。

直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形过程分析

针对直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形特征,考虑了包辛格效应和变形过程中弹性模量的变化,采用线性随动强化耦合Chord模型描述了直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形行为及其特征,结果表明非对称弯曲变形过程可以分为5个变形阶段:刚体转动阶段、全弹性变形阶段、弹塑性未包覆变形阶段、弹塑性包覆阶段和回弹阶段。整个板料变形区可以分为:全弹性变形区、弹塑性未包覆变形区和弹塑性包覆区;其中JCO成形首次弯曲非对称性明显,而二次和三次弯曲非对称性不明显;非对称弯曲回弹量与残余应力水平直接相关,残余应力水平越高,弹性回复应变越小。

变弹性模量对预弯回弹计算的影响

为了提高预弯回弹的计算精度,考虑管线钢在预弯成形过程中弹性模量的变化和包申格效应对回弹计算的影响,采用能够反映弹性模量变化的弦模量耦合随动强化弹塑性本构模型,利用ABAQUS/Umat子程序将材料本构模型移植到有限元模型中,分析管线钢的预弯成形过程。探讨弹性模量的变化对回弹计算的影响及其内在规律,结果表明考虑弹性模量的变化可以有效提高预弯回弹的计算精度,将回弹角的计算误差由20.76%减小到8.8%。弯曲变形越大,弹性模量衰减越显著。弦模量模型计算所得的残余应力水平偏低,导致弹性应变值偏大。回弹角计算结果更加接近实测值。

X80高强度管线钢非线性弹性行为研究

为了提高管线钢塑性成形过程中的回弹控制精度,以双相结构贝氏体(B)+铁素体(PF) X80高强度管线钢为研究对象,通过对不同取向(0°、45°和90°)的试样进行单向拉伸实验和循环加卸载实验,研究X80管线钢非线性弹性回复行为。结果表明X80管线钢的弹性模量随着塑性应变量的增大而衰减,存在滞回环现象,滞回环面积随着塑性应变量增大而增大。且其卸载弹性模量不仅与塑性应变有关,还与残余应力有关,卸载后残余应力越大,其卸载割弦弹性模量越大。同时,X80管线钢无论在强度、塑性和弹性等方面均表现出平面各向异性特征,而且等应力差值对应的切线弹性模量近似相等。

逆相变热处理时间对冷轧中锰钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了0.13C-5Mn冷轧中锰钢经逆相变退火处理后的组织和力学性能,分析讨论了保温时间、加工硬化率以及相变诱导塑性效应(TRIP)对其组织和力学性能的影响。结果表明:0.13C-5Mn冷轧中锰钢经过淬火及逆相变退火后组织主要为超细晶铁素体、马氏体以及奥氏体。随着保温时间的增加,实验钢组织中奥氏体含量先增加后减少,在保温30 min时达到最大值,为24.24%。随着保温时间的增加,0.13C-5Mn冷轧中锰钢的综合力学性能先升高后降低,经930℃淬火20 min并在665℃保温30 min后,实验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度为980 MPa,伸长率为23.7%,强塑积为23.2 GPa·%。

稀土La在包钢CSP无取向电工钢中的应用研究

在CSP生产线上进行稀土无取向电工钢50W600工业化生产,借助透射电镜、扫描电镜、XRD等设备对铸坯、热轧板、成品板组织、夹杂物、织构等进行研究,主要结论如下:稀土加入后明显抑制铸坯柱状晶发展,细化枝晶间距,增加等轴晶比例,改善热轧板带状组织;稀土净化钢液作用明显,减少MnS析出,部分AlN由块状单质析出转变为球状复合析出;退火后的平均晶粒尺寸增加,有利织构(100)、(110)含量增加,不利织构(111)减少;成品平均铁损降低0.4 W/kg,平均磁感应强度提高0.011 T。

肉品品质变化的蒙特卡罗方法仿真

目的采用蒙特卡罗方法仿真研究检测间距对检测深度的影响以及光子在不同肉品组织中的迁移规律。方法使用Windows界面的蒙特卡罗仿真软件对肉品的不同品质、不同检测间距的光子迁移分布进行仿真。结果随着检测器与光源之间间距的增加,检测深度逐渐增加;对于不同新鲜度的样品,散射系数在0.4~1.5 mm^(-1)范围内,随着散射系数的增大,光子在组织中的迁移路径长度逐渐减小,检测器可以捕获更多的光子包。结论对不同检测间距下检测深度的蒙特卡罗仿真实验结果与实际测定结果基本相同,因此蒙特卡罗仿真可以为光学在肉品无损检测方案的研究提供有效理论支撑。

双相X80管线钢塑性变形和损伤机制

针对油气管线在高压、大变形等运行工况下极易产生局部屈曲、失稳和延性断裂等与塑性损伤相关的失效行为,为了揭示管线钢塑性损伤行为的微观机制,以双相结构(贝氏体+多边形铁素体)X80管线钢为研究对象,采用有限元方法研究了双相X80管线钢微观塑性损伤演化规律。通过电子背向散射衍射技术分析了塑性损伤过程中的微观结构演化机制。结果表明,应变主要由铁素体承担,应力主要由贝氏体承担,在拉伸变形作用下,易在两相界面处发生位错堆积,导致应力集中,形成孔洞。随着应变的增加,孔洞逐渐地向铁素体内部扩展、聚集直至贯通;铁素体晶粒的主要变形机制是晶粒内部滑移系统的滑移和晶格的转动,造成了微孔洞的形成。

改性纳米坡缕石在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探索不同改性剂对纳米坡缕石的表面修饰效果,探究其在油润滑中的减摩抗磨和自修复机理。方法以油酸和钛酸酯作为改性剂对纳米坡缕石进行表面修饰,采用沉降法和透射电子显微镜(TEM)表征改性效果。将选择的改性剂和纳米坡缕石放入球磨机内在线修饰,制备成润滑油添加剂并将其超声分散于纯基础油150N中,形成润滑油分散体系。采用环-盘式摩擦磨损试验机对其摩擦性能进行考察,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)进行微观结构观察与分析,并探究其润滑及自修复机理。结果采用油酸修饰的纳米坡缕石满足润滑油行业的要求,可显著改善润滑油的摩擦学性能。与纯基础油相比,当添加剂含量为3.0%时,45#钢摩擦副磨损表面形成了一层含多种元素的复合陶瓷自修复膜,平均摩擦系数降低了31.3%,磨损量减少了16.0%。结论纳米坡缕石添加剂可随油液流动智能吸附于摩擦界面,阻止摩擦副之间的直接接触,产生纳米滚珠效应。同时,随着界面滑动发生摩擦化学反应生成自修复膜,填补犁沟和划痕,在纳米滚珠和自修复膜共同作用下达到减摩抗磨的效果。

超音速火焰喷涂制备Cr涂层及其高温氧化性能

目的探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1200℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究Cr涂层氧化前后的结构和显微组织。采用划痕法测试涂层与基体结合力。采用金相显微镜(OM)观察划痕形貌。结果采用HVOF技术可以在锆合金基体上制备的涂层主要为体心立方结构的金属Cr同时含有约21.9%密排六方结构(HCP)的Cr_(2)O_(3)。抛光可以减少Cr_(2)O_(3)至约10.1%。涂层由层状结构、未熔颗粒和少量孔隙组成。Cr_(2)O_(3)主要分布在层状结构中,未熔颗粒形成的不规则块状结构基本不含氧,主要为金属Cr。涂层与基体的结合力为77~94 N。喷涂工艺参数为煤油流量23 L/h、氧气流量880 L/h、喷涂距离330 mm的涂层样品结合力最高,为94 N。在1200℃空气中氧化30 min后,涂层靠近基体界面处形成11~14μm厚的连续致密层,而靠近界面处的基体衬度变暗,能谱信息显示含有Cr,因此判断该区域为Zr-Cr过渡层,厚度约为5μm,说明存在基体与涂层的互扩散层,且Zr向涂层的扩散速率明显大于Cr向基体的扩散速度。有Cr涂层的Zr基体没有发生氧化,涂层内部也基本没有氧化,而没有涂层覆盖的基体氧化层厚度在120μm以上。结论采用HVOF可以在锆合金表面制备出结构致密、与基体结合紧密且抗高温氧化性能优良的金属Cr涂层。

界面分形参数对法向接触刚度影响的研究

基于最小二乘法将分形表面简化为三角函数的叠加,采用弹塑性有限元方法计算界面的接触刚度,定量表征了法向接触压力、法向接触变形及法向接触刚度的关系,研究结果揭示了粗糙面分形维数和特征尺度参数对法向接触刚度的影响机制。结果表明:存在基体最优建模厚度,可有效提高粗糙面接触刚度的计算效率;法向接触刚度随法向接触变形及法向接触压力的增加呈现非线性增加趋势;表面分形维数和特征尺度参数对法向接触刚度影响显著,法向接触刚度随分形维数增加而增加,但随特征尺度参数增加而减小。

基于BP神经网络的金属薄板包辛格效应预测

针对在测量薄板材料包辛格效应时极易失稳的问题,提出了利用BP网络实现薄板材料包辛格效应预测的方法。首先,构建了X80管线钢的预拉伸+三点弯曲连续变形过程的仿真模型,并设计试验验证了模型的可靠性。其次,通过仿真计算构建了宏观力学响应(载荷-位移曲线)和包辛格效应的映射关系。最后,以映射关系为样本点,采用BP神经网络构建了包辛格效应预测模型,并通过单轴拉压试验对模型进行了验证。结果表明:该模型对X80管线钢包辛格效应的预测误差为3%,为薄板包辛格效应测定提供了新方法。

基于声发射的X80管线钢塑性损伤评估技术研究

为了监测和评估管线钢服役状态,以应用最为广泛的贝氏体+多边形铁素体双相结构X80管线钢作为研究对象,利用声发射技术对其塑性变形过程的损伤状态进行监测与评估。通过使用sym4系小波、Birge-Massart算法和小波包分解算法对声发射信号进行去噪和特征提取处理,并采用相关性分析结合LightGBM算法对提取后的特征进行选择。基于能量耗散模型,并考虑在塑性损伤过程中弹性模量衰减的因素,定义了损伤变量来定量表征塑性损伤程度。采用径向基函数神经网络实现了特征参量和损伤变量的映射关系。结果表明,该方法能够对服役中的管线钢进行监测和评估。

Micro-failure process and failure mechanism of brittle rock under uniaxial compression using continuous real-time wave velocity measurement

In this study,the micro-failure process and failure mechanism of a typical brittle rock under uniaxial compression are investigated via continuous real-time measurement of wave velocities.The experimental results indicate that the evolutions of wave velocities became progressively anisotropic under uniaxial loading due to the direction-dependent development of micro-damage.A wave velocity model considering the inner anisotropic crack evolution is proposed to accurately describe the variations of wave velocities during uniaxial compression testing.Based on which,the effective elastic parameters are inferred by a transverse isotropic constitutive model,and the evolutions of the crack density are inversed using a self-consistent damage model.It is found that the propagation of axial cracks dominates the failure process of brittle rock under uniaxial loading and oblique shear cracks develop with the appearance of macrocrack.

扶正抑瘤汤对人肝癌细胞Hu-7移植瘤裸鼠模型的影响

目的:探究扶正抑瘤汤对人肝癌细胞Hu-7移植瘤裸鼠模型的影响。方法:对75只裸鼠进行人肝癌细胞Hu-7移植建模后,随机分成对照组、5-氟尿嘧啶组、高剂量扶正抑瘤汤组、中剂量扶正抑瘤汤组、低剂量扶正抑瘤汤组,分别给予生理盐水、5-氟尿嘧啶、扶正抑瘤汤(高、中、低剂量)干预3周后处死,记录和比较5组裸鼠的移植瘤质量、抑瘤率、凋亡细胞数量、自噬小体数量和Beclin-1、LC3、Bnip3表达情况。结果:5-氟尿嘧啶组、高剂量扶正抑瘤汤组、中剂量扶正抑瘤汤组、低剂量扶正抑瘤汤组裸鼠的肝癌移植瘤平均质量均低于对照组、抑瘤率均高于对照组(P<0.05);与中剂量扶正抑瘤汤组和低剂量扶正抑瘤汤组比较,5-氟尿嘧啶组、高剂量扶正抑瘤汤组裸鼠的肝癌移植瘤平均质量均降低,抑瘤率增加(P<0.05);电镜下,5-氟尿嘧啶组、高剂量扶正抑瘤汤组裸鼠的移植瘤细胞双层膜自噬小体数量较多,而中剂量扶正抑瘤汤组、低剂量扶正抑瘤汤组裸鼠的移植瘤细胞自噬小体较少;与对照组比较,5-氟尿嘧啶组、高剂量扶正抑瘤汤组、中剂量扶正抑瘤汤组的裸鼠的Beclin-1、LC3、Bnip3的表达增加(P<0.05),与中剂量扶正抑瘤汤组和低剂量扶正抑瘤汤组比较,5-氟尿嘧啶组、高剂量扶正抑瘤汤组的裸鼠的Beclin-1、LC3、Bnip3的表达增加(P<0.05)。结论:扶正抑瘤汤能抑制人肝癌细胞Hu-7移植瘤裸鼠肿瘤的生长,增强肿瘤细胞的自噬活性,以高剂量扶正抑瘤汤的作用最明显。

3D打印结构加强混凝土短柱抗压力学性能研究

以韧性树脂为材料,采用光固化3D打印技术,制作由若干纵筋和环向箍筋组成的3D打印结构网架,用于加强混凝土材料。混凝土试件为直径100mm,高200mm的圆柱,由M2.5水泥砂浆为基体,配筋率体积比为2.17%。另制作相同尺寸的无加筋素混凝土试件作对比试验。单轴压缩试验结果表明,与素混凝土试件相比,3D打印结构加强混凝土试件的抗压强度提高了53.28%,峰值应变提高了70.22%,极限应变提高了164.66%,峰前吸收能量值提高了134.21%。3D打印结构加强混凝土试件破坏后强度下降比素混凝土试件更缓慢,在破坏形态上,加强后的试件裂纹更窄。本文论证了3D打印结构加强混凝土在工程中应用的可行性。

基于不同应变测量方式的冻融岩石单轴压缩力学性能研究

采用不同的应变测量方式对冻融循环后砂岩开展了系列压缩试验,系统地分析了不同应变测量方式下岩石的应力-应变曲线、抗压强度、弹性模量随冻融循环次数的变化规律,并研究了不同应变测量方式对冻融后砂岩力学性能试验结果的影响。研究结果表明:两种应变测量方式下,砂岩的抗压强度以及弹性模量随冻融循环次数的增加而降低,并且呈现相似的劣化趋势。同时,表架约束法测得的抗压强度及弹性模量明显高于无约束千分表法。