智能制造技术推动四川钒钛产业高质量发展优势及对策

四川钒钛产业面临科技创新能力不足、技术创新体系不完善和钒钛新材料集群智能化水平低下等问题。随着全球制造业进入数字化、智能化时代,智能制造将推动钒钛产业的高质量可持续发展。本文对四川钒钛产业的现状和劣势进行了系统梳理,从智能制造机器视觉、传感器、智能管理和绿色制造等方面分析了钒钛产业高质量发展的优势。最后提出了实施从“钒钛制造”到“钒钛智造”的转型升级,以落实四大工程的发展对策。

基于人工智能的地震初至拾取方法研究进展

地震初至拾取可以提供关于地下结构和地震活动的重要信息,对于地震勘探和地质研究具有重要意义。在低信噪比数据上如何自动准确地拾取初至波备受关注。文章综述了基于人工智能的地震拾取方法,对聚类、支持向量机、反向传播神经网络、卷积神经网络和循环神经网络等五类方法的原理、特点和发展历程进行了阐述。聚类、支持向量机和反向传播神经网络相对直观和可解释,但需要人工提取特征;卷积神经网络和循环神经网络能自主学习地震数据特征,但需要大量有标签数据驱动。最后,探讨了地震初至拾取所面临的挑战和未来的研究方向,指出极低信噪比初至拾取的实时性和网络的轻量化需要继续推进。

智能制造人才培养的研究与探索

本文从国家发展角度出发,分析发现智能制造行业与国家的发展密切相关。进而通过分析智能化发展经历的“减少”、“壮大”、“颠覆”三个阶段,延伸发现智能制造行业人才需求,进而得到智能制造工程人才培养面临的五大问题,由此提出了:注重多学科交叉融合的人才培养理念;理论与实践课程深度融合的课程体系;线上、线下相结合,虚实一体的教学方法三个方面的改革思路。为智能制造人才培养的改革和发展提出了一种可行性方向。

面向典型战场应用的目标智能融合技术

针对战场多源信息融合的典型应用需求,提出了基于人工智能的目标信息融合技术思路,并对其中的两项关键技术,即新型融合知识库构建技术和基于本体核的目标知识融合技术进行了分析,最后对多源信息融合系统在应用过程中存在的技术问题及其解决思路进行了探讨。

面向制造与装配的分纸器结构优化设计

为得到符合生产、装配等工艺需求和其他基本设计目标的结构,取得更好的分纸效果,以激光打印机定影分纸器为研究对象开展结构优化设计。首先,根据功能需求和装配位置设计定影分纸器结构,并详细分析其工作原理和结构特征;其次,在整机内部温度场分析的基础上得到分纸器的温度分布数据,并基于此数据对分纸器进行热力耦合计算得到定影分纸器的应力分布和变形情况;最后,以结构的热力耦合响应为约束条件,考虑生产、装配工艺需求和制造成本,采用协同优化策略对分纸器的结构进行优化设计,得到最优尺寸和结构方案。面向生产实际,开展了一个完整的结构设计与优化过程。其中,热力耦合分析结果可作为产品结构设计与优化的基础数据,还可用于预测零件在使用后的变形量,从而合理确定零件的图纸尺寸。

热能发生器制造材料的优选

为确定热能发生器的制造材料,采用实验和多物理场耦合的方法对热能发生器4种待选制造材料进行了综合分析。用汽蚀实验测定了4种材料的汽蚀速率,预估了热能发生器的制造成本。然后采用热流固耦合分析的方法,研究了4种材质的安全裕度。通过两种方法的结合,优选出安全、经济的制造材料为:0Cr13不锈钢。

基于PLC的水果气动打标机控制系统设计

【目的】进一步降低劳动力成本,解决水果标签易撕毁、人工贴标费时费力、资源浪费等问题,利用PLC技术提升水果贴标的效率和质量。【方法】课题组利用数学动力学模型,提出了一款基于PLC的水果气动打标机,分析并设计了水果气动打标机的气动系统与控制系统。控制系统硬件部分设计了PLC控制器的模块选型及各执行模块的运行参数,软件部分设计了PLC内部I/O地址分配以及梯形图的编制。【结果】将水果气动打标机在果皮上进行仿真实验,其打标速度较快,果肉完整未被破坏,工作效率与工作质量明显高于人工。【结论】基于PLC控制的气动打标机同时具备气动技术和PLC技术的优点,工作介质经济易取,环保无污染,可控性好,能通过PLC程序实现水果类农产品的自动供料及快速打印,在较恶劣的环境中和速度要求较快的流水线上均能使用,具有推广价值。

基于CNN-BiLSTM-Attention的三峡库区滑坡地表位移预测研究

地表位移预测在滑坡监测预警中具有重要意义,建立稳定可靠的滑坡位移预测模型是关键。本文基于卷积神经网络和注意力机制的滑坡位移预测方法,并以三峡库区黄泥巴蹬坎滑坡为例进行了验证。本文综合分析了该滑坡长达8年的降雨量、库水位和地表位移等监测数据,建立了结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络和注意力机制(attention)的CNN-BiLSTM-Attention深度学习组合预测模型,采用了适应性学习率和正则化技术进行模型训练,提高了模型的泛化能力同时避免过拟合,并与传统LSTM模型进行对比验证。结果表明:相较于传统的机器学习和神经网络方法,该模型在滑坡位移预测精度上取得了显著提升,预测模型拟合优度(R^(2))达0.989,平均绝对百分比误差(MAPE)仅为0.059。

双碳背景下基于计划行为理论的绿色消费研究

在碳达峰、碳中和背景下,绿色消费行为对于推动可持续发展具有重要意义。文章基于计划行为理论,结合实地调研数据,深入探讨了影响绿色消费行为的因素及其作用机制。调研结果显示,消费者的环保意识、绿色产品认知、主观规范、感知行为控制等因素均对绿色消费意向和实际行为产生显著影响。其中,环保意识和绿色产品认知是驱动绿色消费意向的关键前因,而主观规范和感知行为控制则通过影响意向进而作用于实际行为。此外,文章还发现了一些调节因素,如消费者年龄、教育水平和收入水平等,这些因素在不同程度上调节着上述关系。研究结论为制定促进绿色消费的政策和营销策略提供了有益启示,有助于推动双碳目标的实现。

激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的微纳压痕尺寸效应

目的研究不同状态激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的纳米压痕尺寸效应。方法对原始态合金分别进行600、700、800、900℃退火处理,利用扫描电子显微镜观察原始态和4种退火态合金的显微组织。基于纳米压痕技术测量原始态及4种退火态合金的纳米硬度和弹性模量。基于比例试样阻力模型、Nix-Gao模型和Meyer定律对纳米硬度进行函数拟合。结果随着退火温度的升高,原始态组织从魏氏体逐渐演变为网篮组织。5种形态的Ti-6Al-4V合金的硬度和弹性模量均出现随压入深度的增加而减小的现象,表现出典型的压痕尺寸效应,基于试验测得的原始态及4种退火态合金的纳米硬度分别为3.66、4.36、3.96、3.88、4.77 GPa,弹性模量分别为113.1、125.2、102.1、100.3、108.7 GPa;基于比例试样阻力模型计算的纳米硬度分别为3.53、4.34、3.92、3.52、4.04 GPa;基于Nix-Gao模型计算的纳米硬度分别为3.68、3.94、4.07、3.85、4.47 GPa;基于Meyer定律拟合出的迈耶指数分别为1.75、1.86、1.82、1.80、1.81,均小于2,均表现为正压痕尺寸效应。结论激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的硬度及弹性模量均有典型的压痕尺寸效应;3种模型均能较好地描述原始态和退火态合金的压痕尺寸效应,Nix-Gao模型直接建立了纳米硬度和压痕深度的关系,其拟合结果更接近于试验结果,计算的硬度值也最为准确。

非球面碳化钨模具超精密斜轴磨削原理及工艺参数对面形精度影响规律

玻璃模压是一种快速大批量生产非球面光学玻璃透镜的方法,无结合剂碳化钨作为一种优异的模具材料被广泛应用于玻璃模压。碳化钨模具的表面质量直接决定了非球面光学玻璃透镜产品的品质。为了提高碳化钨非球面模具超精密磨削加工的表面质量,针对非球面碳化钨模具超精密斜轴磨削,通过分析超精密斜轴磨削原理,研究了进给距离、工件转速、进给速度和磨削深度等参数,对非球面碳化钨模具斜轴磨削面形精度的影响规律,得到了碳化钨斜轴磨削的合理工艺参数范围。最后通过磨削优化实验研究,得到了碳化钨斜轴磨削的最优工艺方案,从而完成了碳化钨模具超精密斜轴磨削实验。实验结果表明,磨削面形PV值和RMS值分别为0.279 7μm和0.041 9μm,具有良好的工程应用意义。

固溶温度对汽车用6016铝合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及电子万能试验机等研究了固溶温度(530~580℃)对汽车用6016铝合金冷轧板材的微观组织、力学性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:合金强度和伸长率随固溶温度的升高先增大后减小;合金在不同温度固溶处理后的断裂机制均为韧性断裂。合金经550℃固溶处理30 min及人工时效后具有最佳的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为230.2 MPa、286.8 MPa和12.9%,这主要归因于此时合金基体中的Mg、Si等溶质原子溶解的更充分,AlFeSi等细小而未过烧的第二相的形成,以及时效后更多沉淀强化相的析出。

基于CNN融合PGW-Attention的金属表面缺陷识别方法

针对分散和细小的金属表面缺陷检测方法,卷积神经网络(CNN)缺乏全局特征捕捉能力,在识别氧化颗粒、裂纹和划痕等缺陷时易发生漏检和特征丢失,Transformer能够捕捉图像全局信息,但全局计算导致较高的计算成本。为实现高效且精准的金属表面缺陷识别,将CNN的局部特征提取能力与Transformer的全局建模能力有效融合,提出了一种基于深度可分离卷积(DW-Conv)融合池化网格窗口注意力机制(PGW-Attention)的金属表面缺陷识别网络架构(DPG-Transformer)。在自建金属缺陷数据集(ST-DET)和公开金属缺陷数据集(NEU-CLS)上对该方法进行了实验验证,DPG-Transformer的缺陷识别准确率分别为99.3%和99.6%,在准确率、计算量和浮点计算量等指标上优于多种经典网络。此外,在可视化实验中,DPG-Transformer显示出比CNN模型更全面地腐蚀和氧化皮的缺陷特征提取能力,并能比Transformer模型更加精准地关注到细长裂纹和划痕的全局缺陷特征。实验结果表明,该方法可以降低Transformer模型的计算量和复杂度,同时能够更全面、精准地提取到金属表面缺陷特征,是一种更切合实际应用的金属表面缺陷检测方法。

非圆截面及非对称型面高速精密车削关键技术研究

针对非圆截面及非对称型面的高速精密车削加工难题,提出一种基于快速刀具进给伺服系统的该类型面数控车削加工方法。通过分析非圆截面及非对称表面数控车削原理、快速刀具进给伺服机构及其控制方法,并通过车削实验验证了方法的有效性。首先,分析了非圆截面与非对称表面车削的原理、复杂几何形状工件的轮廓数据处理机制和方法,为高速精密车削提供准确的工件描述。其次,快速刀具进给伺服机构是实现高速精密车削的关键,分析了各种快速进给系统优缺点,提出了采用直线电机的快速刀具进给伺服机构,采用自抗扰控制算法控制快速刀具伺服系统。最后,通过试制的实验样机车削实验验证了基于自抗扰控制的快速刀具进给伺服机构及其数控车削系统的技术和方法的可行性。实验结果表明,该技术能够成功地实现非圆截面及非对称型面工件加工,并能够实现较高的尺寸精度和表面质量,满足复杂型面工件的加工需求。

基于熵值法的应用型高校新工科专业建设质量评价研究

为了进一步提升新工科专业建设质量,基于新工科专业的建设政策导向、地区经济发展的需求以及人才培养质量的要求,构建科学合理的新工科专业建设质量评价体系具有一定的现实必要性。通过对应用型本科高校智能制造工程专业人才培养现状的分析,针对应用型高校新工科专业建设质量的评价问题,从师资、实践条件、经费、校企合作等四个维度出发,采用熵值法对两所高校的智能制造工程专业的各项指标变化,以及各指标的变异程度对建设质量的综合影响进行量化和对比研究。通过计算熵值对指标的随机性、无序程度以及指标离散程度对综合评价的影响,判断两所高校对该专业的建设差距,为新工科专业建设的质量评价依据提供理论参考。熵值法在专业建设评价中具备客观性和可行性,能够明显地反馈专业建设效果,能够直观反映专业建设成效的变化状况。

基于水下安装工况的液缸举升系统仿真分析

该文依托新型液缸举升系统,研究隔水管柱下放水下防喷器和钻柱下放水下采油树的数学模型,以探究钻柱补偿功能辅助水下设备精准操作的可行性和性能。在AMESim软件平台上搭建液缸举升系统水下安装工况仿真模型,进行4级海况下开启和关闭主动钻柱补偿时水下安装工况的仿真研究,分析单次提升下放操作的最大安全操作高度,探讨不同海况对于水下安装作业的影响。研究表明:液缸举升系统因其自身具备的主动补偿功能,大幅提高了水下安装作业的安全性,作业海况对水下安装的作业窗口和极限操作高度均有较大影响。该研究结果可为液缸举升系统的国产工程化落地及现场应用提供一定的理论指导。

基于虚拟仿真技术的汽车NVH实验教学研究

随着汽车工业的快速发展,人们对汽车产品驾乘体验要求的不断提高,汽车噪声、振动和声振舒适性(NVH)日益受到关注。汽车NVH实验教学已成为汽车工程领域教育的重要内容,传统的汽车NVH实验教学模式存在成本高昂、时间长、受环境影响大、安全风险高等问题,往往难以满足教学需求。虚拟仿真技术为汽车NVH实验教学提供了新的思路,虚拟仿真技术在汽车NVH工程领域应用广泛,将其引入汽车NVH实验教学,不仅能够提供更加灵活和安全的实验环境,而且能够提供更加直观和深入的学习体验,有助于学生更好地掌握NVH理论与实践知识。

自动折叠车顶帐篷的结构设计与仿真分析

设计了自动折叠车顶帐篷的结构,应用SolidWorks软件进行自动折叠车顶帐篷的建模、运动仿真和有限元分析,进而验证结构设计的合理性。

一种多用途仿生六足机器人的设计与实现

由于技术难度大、硬件成本高以及控制算法复杂等因素,六足机器人在小型服务机器人领域的应用受到限制。针对这一问题,采用平行多层结构设计、高扭矩舵机驱动和模块化硬件设计等方法,给出一种紧凑、易扩展和低成本的仿生六足机器人实例,满足巡检、公众服务和实验教具等多用途需求。机械系统采用单足串联3自由度结构,椭圆布置的机体结构以及稳定的三角步态。通过单足简化模型,进行足端点受力分析,计算出需要的关节驱动扭矩,确定舵机选型。利用D-H参数法建立单足的运动学方程,计算出足端点坐标变换与关节转角的对应式。控制系统硬件单元采用7大模块,给出硬件的选型和电路设计。控制系统软件单元包括上位机和下位机程序,通过微控制器程序流程图详细阐述了六足机器人运动解算过程的实现。最后,根据软、硬件调试完成舵机补偿与功能测试,完成多用途仿生六足机器人的运动优化与开发。

高校新入职教师面临的挑战及应对策略

本文主要探讨高校新入职教师在面临角色转变、工作压力、技术应用等多方面的挑战时,如何通过有效的应对策略快速适应高校环境,提高教学质量。首先,分析了高校新入职教师面临的困境,包括角色转变的挑战、工作压力大以及技术应用能力不足等问题。然后,针对这些问题,提出了应对策略。最后,总结了这些策略的有效性,并强调了其在帮助新教师适应高校环境和提高教学质量方面的重要作用。