基于近红外光谱技术苹果尺寸差异对糖度模型适用性的影响

为消除水果自身尺寸差异对其糖度预测模型的不利影响,进一步提高水果分选模型精度,应用近红外光谱在线检测装置采集不同果径苹果的近红外光谱,对光谱进行多种预处理后,分别建立苹果可溶性固形物的偏最小二乘法模型,再用苹果果径75~85mm组中的建模集预测苹果果径分别为65~75、85~95mm组中的预测集样品,最后用果径组65~75、75~85、85~95 mm中的建模集和预测集,分别作为混合苹果尺寸糖度预测模型的建模集和预测集,并利用特征光谱选择算法对模型进行简化,建立苹果糖度通用预测模型。结果显示:与建模集和预测集果径不同时所建立的苹果糖度预测模型最优组相比,其相关系数Rp由0.805提高至0.943,预测集均方根误差值RMSEP由0.778减小至0.480,RPD由0.96增加至3.05,再对建立的通用模型进行简化,可以降低苹果尺寸对苹果糖度模型的影响,提高模型预测性能。

尺寸效应对岩石单轴压缩试验影响研究

为探究尺寸效应对小尺寸岩样单轴压缩试验的影响规律,通过在室内伺服试验机上对直径25 mm,不同长度的花岗岩岩样进行单轴压缩试验,研究尺寸效应对小尺寸花岗岩岩石力学参数以及破坏形式的影响规律。试验结果表明,随着长径比增加,岩样表现出抗压强度和泊松比逐渐减小,弹性模量增加的趋势。其中,多项式模型较为适合小尺寸岩样尺寸效应强度模型;不同长径比岩样的单轴压缩试验应力应变曲线加载趋势不同,其峰值应变随着长径比的增加而减小;随着长径比的增加,岩石破坏形式从脆性剪切破坏转变为剪切破坏,最后逐步变为脆性破坏,岩样破坏面数量与角度出现规律性变化。当长径比在1.1~2.2时,岩样破坏形式遵循相同的破坏准则,通过拟合公式推导不同长径比岩样的力学参数存在可行性;岩石单轴试验破坏过程中的能量与长径比呈负相关,且当长径比在1.9~2.2时,各能量变化幅度趋于平缓,岩样破坏形式较为统一,其强度在数值上表现的差异性较小,可作为小尺寸岩样单轴试验的最佳长径比。

双目视觉的货车车厢完整尺寸测量

针对货车车厢完整尺寸的快速测量,提出了一种基于双目视觉的测量方法。依据相机成像模型和标定原理对双目相机进行标定实验,使用标定后的双目相机从货车侧后方采集货车车厢图像,再采用U 2-Net显著性目标检测算法对采集的货车车厢图像进行车厢轮廓提取,通过改进的基于图像分块的线段检测算法提取车厢边缘,结合车厢轮廓特征利用车厢边缘线段计算出特定的角点坐标,由三维坐标恢复后的车厢角点间距得到车厢尺寸。试验结果表明,车厢尺寸检测的平均误差小于4.06%,体积检测平均误差小于5.83%,可用于实际测量。

数控加工套管零件尺寸的新型测量方法

针对数控加工套管零件的角度、圆弧和空间尺寸,介绍各种测量方法的优势和缺点,并且在简易样板、三坐标测量机、光学投影测量或者轮廓仪测量方法之间,兼顾测量的准确性和经济性,选择一种基于传统检测样板和改制量具的新型测量方法,在满足测量精度的前提下提高效率、降低成本,为精益测量提供理论依据。

基于尺寸传递方法的产品变型关键尺寸提取

针对如何在产品变型设计过程中判断尺寸之间的相互影响关系,提出了尺寸传递策略。以零件尺寸为结点构建了尺寸约束树,将尺寸约束关系细分为数学约束关系和结构约束关系两类,在尺寸约束树的基础上构建了出/入度尺寸集,并针对不同的约束关系,分别采用尺寸变化概率算法和DEMATEL算法对各出/入度尺寸的变化程度和重要度排序进行了分析,使产品变型设计需求集中到少数相关尺寸上。最后通过实例对上述方法进行了验证。

万米深井上部大尺寸井眼钻柱动力学特性研究

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺寸钻具使用寿命远低于预期。为此,在对比研究了深地川科1井(以下简称SDCK-1井)和毗邻8000 m超深井上部井段钻柱振动问题基础上,基于全井钻柱系统动力学模型和数值仿真方法,针对性研究了大尺寸井眼中的钻柱动力学特性。研究结果表明:①井眼尺寸越大,钻头和下部钻具的振动越剧烈,SDCK-1井二开大尺寸井眼与邻井中等尺寸井眼相比(井深500 m处),其钻头及下部钻具振动强度均值分别增加了48.0%和41.5%,比SDCK-1井三开中等尺寸3000 m井深的钻头及下部钻具振动强度均值分别高了29.0%和2.9%;②相同井眼尺寸和岩石特性情况下,下部钻具组合比钻柱整体长度对钻头振动的影响更大,优化下部钻具组合能够明显改善钻头振动,保护钻头,同时还可以提高钻头破岩能量利用效率实现钻井提速;③在大尺寸井眼中钻头破岩激励向上传播,横向振动衰减慢于轴向振动衰减,大尺寸钻头扭矩更大且钻压和扭矩波动更加明显,因此从保护下部钻具的角度出发,大尺寸井眼钻具组合对抑制横振更加有效;④大尺寸井眼中下部钻具弯矩和弯矩波动更大,现场频繁出现的钻具裂纹除受控于整体振动强度较大以外,交变弯矩是裂纹发生的重要原因。结论认为,该研究成果揭示了超深井大尺寸井眼中钻柱的动力学特性,指出了应着重控制横振和交变弯矩,该认识可以为超深井上部大尺寸井眼钻井提供技术指导。

平面尺寸链和空间尺寸链的计算方法

当前在尺寸链计算方面存在着两个比较突出的问题:一是还没有一个简明易用并为大家所公认的既能计算直线尺寸链又能计算平面尺寸链和空间尺寸链的通用尺寸链计算方法;二是现有文献在计算尺寸的最大值和最小值时都是先算出尺寸的平均值和公差,然后使平均值和偏差结合,从而得出尺寸的最大值和最小值。用这种方法时,为了计算公差须先算出一系列的公差传递系数,而计算传递系数的工作量大,很费时间。针对上述问题,提供了一组既能计算直线尺寸链又能计算平面尺寸链和空间尺寸链的算式,其中含有专门用于计算尺寸最大值和最小值的算式。利用此算式,不用计算平均尺寸、公差和传递系数,一个算式就能算出尺寸的最大值或最小值,从而节省计算时间、提高工作效率。为了说明算式的用法,列举了几个在工作中经常遇到的具有代表性的技术问题实例,涉及工序尺寸计算、坐标尺寸换算及工艺装备设计等方面。从涉及的尺寸链类型来看,有一维、二维、三维等3种尺寸链。

溶胶-凝胶法改良人工林马尾松尺寸稳定性及其机理研究

马尾松是广西地区重要的人工林资源之一,但其尺寸稳定性较差,极大地限制了其在木材工业中的使用。本研究选用基于SiO_(2)的溶胶-凝胶法对马尾松进行改良,探讨了浸渍时间对马尾松尺寸稳定性的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)揭示了溶胶-凝胶法对马尾松的改良机理。研究结果表明:经过6 h溶胶浸渍处理的改性马尾松尺寸稳定性最好,相较于未处理的马尾松,浸渍6 h的改性马尾松的浸渍率为5%,60 h吸水质量增加率由34.7%降低至28.2%,60 h吸湿体积膨胀率由16.5%降低至11.1%,72 h抗老化性能由18.02的色差值降低为11.9。溶胶-凝胶法对马尾松尺寸稳定性的改善机理体现在两个方面:其一,通过形成玻璃层状及膨胀结构可以阻挡水分的进入;其二,通过氢键及化学键的形式与细胞壁进行结合,以起到永久的润胀作用。

磨粒尺寸对往复密封用HNBR摩擦学性能的影响

为探究油润滑条件下磨粒尺寸对氢化丁腈橡胶摩擦性能的影响,使用UMT摩擦磨损试验机开展了高速往复摩擦试验.试验前对磨粒进行能谱分析并使用激光粒度分布仪统计其粒度分布.试验后使用白光干涉仪、扫描电镜对HNBR(氢化丁腈橡胶)磨损形貌进行表征,为磨粒磨损机理的分析提供了支撑.磨损区域EDS(能量色散X射线谱仪)结果表明,各尺寸磨粒在HNBR表面不同程度的影响摩擦化学反应.磨损形貌表明磨粒在300目和150目之间存在由滚动向滑动转变的临界尺寸.在摩擦力位移曲线中发现每个往复周期内都存在2个大小不一的波峰,对其积分可得往复过程摩擦做功差,波峰差体现往复不平稳性.根据摩擦系数时变曲线将摩擦过程分为非稳态、稳态阶段.在摩擦非稳态阶段,磨粒使摩擦功往复差值增大.磨粒尺寸越大,往复摩擦做功差值也越大,趋于平稳越慢.在摩擦稳态阶段,与纯润滑组相比,滑动磨粒增大往复摩擦做功差值,滚动磨粒减小往复摩擦做功差值.滚动磨粒尺寸越大,往复摩擦做功差值越小.

改进动态规划算法求解同尺寸物品的装箱问题

装箱问题是在一个容量有限的箱内尽可能多的装入各类物品。文中研究同尺寸的物品装箱问题,在一个集装箱中装入大小规格一致的小箱,使集装箱的空间利用率最大,即装入的小箱数量最多。采用分层装载思想和同质条带的布局方式设计装箱方案,利用改进的动态规划算法求解层装的布局问题,使用背包算法求解同质条带内的小箱布局问题。与已有文献算法相比,文中算法的运行速度更快,得到的装箱方案更便捷,利于装箱操作,而且在一定程序上提高了装箱率。使用国际标准尺寸的集装箱和随机尺寸的物品小箱进行实验,结果表明文中算法比传统的动态规划算法有更好的求解效果,可适用于实际的集装箱物品装载。

纤维尺寸效应对深井井壁衬砌支护层力学特性的影响

为探究纤维尺寸效应对深井井壁钢纤维混凝土力学特性及应变演化的影响,设计三种不同钢纤维尺寸和掺量的混凝土配方,通过测试试样的力学特性后得知,随着钢纤维尺寸、掺量的增加,试样单轴抗压强度、抗拉强度、抗折强度以及弹性模量提升。借用数字图像相关技术对试验过程监测发现,钢纤维的加入使得试样破坏时表面裂纹数量、长度远大于素混凝土试样,随着钢纤维尺寸的增加,试样破坏时试样表面裂纹宽度有所下降,混凝土试样的轴向变形降低。当试样到达峰值荷载时,素混凝土迅速失稳破坏,而钢纤维混凝土试样在到达峰值荷载时仍然存在一定残余强度。运用随机森林模型对钢纤维混凝土测试强度进行训练、测试与预测,结果表明训练、测试、预测样本精度较高,R 2>0.8,均方根误差值较小,改进随机森林模型对钢纤维混凝土强度的预测较精确,利用此预测模型,可大幅度降低优化钢纤维混凝土配方所需要的人力与物力成本,结果可为现场混凝土配方强度预测提供参考。

海洋工程小尺寸双相钢管的GTAW焊接工艺

针对公司圆筒形FPSO项目中的小尺寸双相钢管与法兰的对接接头,选择手工钨极氩弧焊作为焊接方法,按照欧标ISO 15614-1及项目焊接规格书要求进行了焊接工艺评定试验。试验结果表明,采用文中开发的工艺能够获得满足性能要求的焊接接头。

全尺寸飞行器地面振动试验数字化协同探索与实践

全尺寸飞行器地面振动试验具有协调界面多、试验系统复杂、实施周期长、试验风险高等特点,面向先进飞行器高效协同研制需求,必须引入数字化手段提升物理试验能力。通过梳理传统模式飞行器地面振动试验流程,剖析数字化协同试验要素,从试验方案与实施流程的数字化、试验对象的数字化、试验系统的数字化等方面出发,探索并初步构建全尺寸飞行器地面振动试验的数字化方案。指出当前数字化协同模式对降低试验风险、提高试验效率具有显著助益,未来需要进一步推进数实融合仿真、应用平台开发,以推动数字化成熟落地。

基于机器视觉的木窗双端铣削加工尺寸测量方法

木窗是一种以木材或木质复合材料为主要构件的门窗产品,具有良好的生态性能和美观效果,适用于多种建筑形式和风格,其中木窗尺寸是衡量木窗加工是否合格的重要指标。对于传统木窗双端铣削加工中人工测量尺寸方式存在的精度低、效率低等问题,提出一种基于机器视觉的木窗双端铣削加工尺寸测量方法,以期提高尺寸测量精度及加工效率。该方法针对木窗厚度引起的透视效应,提出一种物平面提升法,以消除透视投影带来的误差。首先对木窗图像采取灰度化、平滑去噪、图像增强及轮廓分割等举措,完成图像预处理,提取出木窗内外轮廓区域。对轮廓区域应用Canny算子获取木窗像素级轮廓。通过优化的Zernike矩亚像素边缘提取算法对木窗像素级边缘进行更精确的定位,得到亚像素级轮廓坐标。通过最小二乘法联合RANSAC算法对亚像素轮廓坐标进行拟合,得到拟合轮廓及角点坐标,并使用透视矫正模型计算出木窗尺寸。实验利用3种厚度规格相同但尺寸不同的松木材质矩形木窗,分别测量其内框和外框的边框尺寸及对角线尺寸,并与对应的实际物理尺寸对比,验证了所提木窗尺寸测量方法的检测精度。研究结果表明,所提方法与实际物理尺寸值相比,其绝对误差范围在±0.12 mm之内,相对误差在±0.1%之内,且效率及精度高,可以满足对木窗的在线尺寸检测。

激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸预测及成形工艺优化

通过激光熔化沉积试验分析了工艺条件(送粉速度、扫描速度和激光功率)对Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸的影响,构建了晶粒尺寸预测模型,优化了成形工艺参数,给出了工艺参数最佳区间。结果表明,相较于激光功率和扫描速度,送粉速度对晶粒尺寸的影响最为显著;随着成形能量密度的增加,合金晶粒尺寸呈现出先减小后增大的演变趋势;采用回归方程构建的晶粒尺寸-工艺参数关系模型能准确预测不同工艺条件下激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金的平均晶粒尺寸,相对误差小于2%;通过响应面分析得到工艺参数最佳区间为:送粉速度2.8~3 g·min^(-1)、激光功率1000~1050 W、扫描速度4~5 mm·s^(-1)。

基于神经辐射场的RGB图像点云重建多肉植物及尺寸测量研究

以多肉植物盆栽为研究对象,使用手持式RGB相机采集11个多肉植物盆栽的视频数据,通过将视频转换为图像帧、选取优质清晰图像帧、计算相机位姿得到含丰富信息的RGB图像数据。提出一种改进神经辐射场的多肉植物三维重建方法,根据实际场景提出新的射线采样策略,同时引入改进的图像修复模块与隐式模型重建点云方法,并根据点云重建结果提取多肉植株的叶片数、株高、冠围、凸包体积、叶长、叶宽和叶色共7个表型参数。最后选取具有代表性、易测量的叶片数、株高、冠围、叶长和叶宽5个表型参数进行精度评估与误差原因分析,平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.32%、3.95%、4.95%、5.59%和9.55%,均方根误差(RMSE)分别为0.86片和1.95、17.54、1.87、1.27 mm,决定系数(R^(2))分别为0.99、0.99、0.86、0.91和0.89。精度评估结果表明,所提取的表型参数能够准确、高效地反映多肉植株生长状态,充分发挥RGB图像新视角合成技术、图像处理技术与三维点云重建技术的优势,实现多肉植株盆栽的表型参数高精度、非破坏性提取,能够为多肉植物的种植和养育以及为非固定、多视角的RGB数据获取研究提供重要的技术支持。

圆锥体全局角度尺寸评定方法

提出了基于圆周轮廓提取方案的圆锥全局角度尺寸的评定方法,建立了圆锥最小二乘全局角度尺寸和最大最小全局角度尺寸的评定模型。基于所建立的评定模型,给出了圆锥全局角度尺寸评定的飞蛾扑火优化算法(MFO)的流程图,并编制了圆锥全局角度尺寸评定及最小二乘圆锥面、最大最小圆锥面可视化程序。采用所编制的程序,对4个圆锥仿真试样进行了最小二乘全局角度尺寸和最大最小全局角度尺寸评定,对其不同评定方法、不同优化初始参数和不同优化方法得到的全局评定结果进行了比较。用乌鸦搜索算法、人工生态优化算法、平衡优化器算法和粒子群优化算法对1个试样的最大最小全局角度尺寸进行了评定,并与MFO的评定结果进行了比较。除了优化初始值对评定结果有影响外,搜索区间、种群数和最大迭代次数对评定结果均有影响,但其规律性不强。总体上讲,MFO的评定结果优于其他4种优化方法的评定结果。

二元驱体系水动力尺寸与储层喉道尺寸匹配关系

针对低渗透油藏二元驱过程中聚合物分子量和浓度选择无依据的问题,首先,采用激光粒度分析仪测试不同条件下二元驱体系水动力学尺寸,明确了二元驱体系水动力学半径随聚合物分子量、聚合物浓度、表面活性剂浓度、基液矿化度的变化规律;然后,通过恒速压汞实验测试不同渗透率人造岩心平均喉道半径,并拟合出了人造岩心渗透率与平均喉道半径经验公式,最后,基于二元驱体系注入性实验结果,结合现场数据计算得到的判定标准,明确当岩心渗透率小于20×10^(-3)μm^(2)时,注入聚合物的分子量应小于300万,质量浓度小于500 mg/L;当岩心渗透率处于20×10^(-3)~40×10^(-3)μm^(2)之间时,注入聚合物的分子量应小于500万;当岩心渗透率处于40×10^(-3)~70×10^(-3)μm^(2)之间时,注入聚合物的分子量应小于1200万,结合基液矿化度和表面活性剂浓度对二元体系水动力尺寸影响规律,可为现场二元体系配方调整提供指导。

一种应用于大尺寸测量系统的坐标系自动标定方法

针对现有方法在标定过程中过于繁琐的问题,提出了一种应用于大尺寸测量系统的坐标系全自动标定方法。该方法通过固定两个在测量单元局部坐标系已知坐标的测量节点作为标记靶,测量单元之间相互测量彼此的标记靶获得标记靶上的测量点在不同坐标系下的坐标值,利用这些坐标值建立三维几何约束,从而自动标定不同坐标系之间的坐标转换关系。借助于精密激光定位系统平台进行实验验证,结果表明,所提方法可以实现测量单元局部坐标系之间的自动标定,降低了坐标系标定过程中的人工成本。在距离测量单元布站区域约2 m,大小为5 000 mm×5 000 mm×500 mm的测量空间中长度测量的精度在0.46 mm/m以内,测试点三维坐标测量的标准偏差在0.026 mm以内,可以满足绝大部分工业测量的需求。该方法极大的提高了系统的标定效率,有望为具有自动标定功能的大尺寸测量设备的产品化提供新的理论基础。

晶粒尺寸对铌钨合金力学性能的影响

本文以铌钨合金为研究对象,通过熔炼、挤压、锻造制备了两种不同晶粒尺寸的铌钨合金棒材,研究了初始晶粒尺寸对经过热处理后棒材的显微组织和力学性能的影响,研究结果将为制备有特殊性能要求的铌合金材料提供一定参考。结果表明,经过相同热处理工艺处理后,初始晶粒尺寸细小的Φ43 mm棒材形成均匀细小的等轴晶,而初始晶粒尺寸粗大的Φ89 mm棒材形成不均匀且粗大的部分再结晶组织。无论是室温拉伸还是高温(1100℃)拉伸,晶粒细小的Φ43 mm棒材均呈现较好的屈服强度,分别为401 MPa和272 MPa。因此,铌钨合金的屈服强度与棒材初始晶粒尺寸有关。铌钨合金棒材的屈服强度要求越高,越需制备具有细小初始晶粒的棒材。