融合注意力机制的轻量化大熊猫目标检测模型

针对大熊猫在复杂环境中难以识别,以及目标检测模型在计算资源有限的嵌入式设备上部署效果差的问题,提出一种轻量化的大熊猫目标检测模型Giant Panda-YOLOv5n(GP-YOLOv5n)。该模型在YOLOv5n的基础上进行改进,提出了融合注意力的深度可分离颈部网络,提高复杂环境下对目标的检测精度与检测速度,并在边界框回归损失函数中引入Alpha-IoU来提高模型对目标的边界框定位精度。在自制大熊猫数据集上进行训练后,对模型进行嵌入式设备优化并迁移部署到Jetson Nano。实验结果表明,改进后的模型在mAP50和mAP50:95指标上达到了97.8%和73.6%,相较于原始模型分别提升了2.7%和9.2%,在嵌入式设备上的模型检测速度达到了15.12 f/s,能够准确、实时地检测出复杂环境中的大熊猫个体。

Nb微合金化对渗碳齿轮钢组织演变及接触疲劳性能的影响

目的研究Nb微合金化后渗碳层和基体的显微组织变化规律,及Nb微合金化对接触疲劳性能的影响,以实现齿轮的接触疲劳长寿命。方法利用真空渗碳炉将Nb微合金化及未Nb微合金化齿轮用钢18CrNiMo7-6进行渗碳热处理,采用滚动接触疲劳试验机进行接触疲劳试验,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射显微镜(EBSD)和洛氏硬度计等设备,对试样的组织及硬度进行检测,探讨Nb微合金化对接触疲劳性能的影响。结果渗碳热处理后,表面组织为针状马氏体、残余奥氏体和碳化物,心部组织为板条马氏体。Nb微合金化渗碳层组织发生了细化,位错密度由7.52×10^(15) m^(‒2)增加到8.75×10^(15) m^(‒2),残余奥氏体含量由23.6%降低至15.4%,渗碳层硬度由58.6HRC提高至59.4HRC,心部奥氏体晶粒平均尺寸由20.5μm降低至16.3μm。剥落坑表面粗糙且呈分层结构,起裂位置位于次表面;剥落坑在滚动接触应力作用下发生加工硬化,Nb微合金化和未Nb微合金化的加工硬化硬度均提高了1HRC左右,抗变形能力相差不大。Nb微合金化齿轮钢的接触疲劳寿命L_(10)=3.2×10^(7),L_(50)=8.2×10^(7);未Nb微合金化齿轮钢的接触疲劳寿命L_(10)=2.0×10^(7),L_(50)=6.4×10^(7)。结论Nb微合金化后,渗碳层组织细化,位错密度增大,显著抑制了裂纹的萌生,并且渗碳层的硬度稍有增加,综合作用使得齿轮钢的接触疲劳寿命L_(10)和L_(50)分别提高37.5%和22%。

轴承钢的长寿命化设计

轴承是工业机械中应用最广泛的部件之一,长期以来其服役寿命一直被滚动接触疲劳(RCF)寿命所制约。轴承钢对轴承的性能起着至关重要的作用,实现其长寿命化设计是提高轴承RCF寿命的关键环节。基于对国内外最新进展的分析总结,提出了提高冶金质量、创新热处理工艺和开发新型轴承钢的长寿命化设计方法,希望能为国内的轴承领域研究提供一些理论基础。

轴承钢的滚动接触疲劳与寿命预测模型

轴承是现代工业中最重要的钢铁部件之一,而次表面滚动接触疲劳(RCF)是轴承主要的失效模式。为了深入理解轴承钢的RCF失效过程,首先从力学和材料学两个角度对轴承钢的RCF过程进行了描述,提出RCF过程的实质是由位错和碳原子的交互作用造成的次表面组织演变过程;然后介绍了预测轴承RCF寿命的工程模型和理论模型,指出将工程模型与理论模型相结合、将在循环载荷作用下微观组织的演变与RCF寿命相结合是未来工作的两个重要方向;最后对全流程、多尺度的轴承钢设计问题进行了展望,提出耦合物理冶金学算法与人工智能算法以及多学科交叉的重要工作思路。

综述:活性元素作用机理——氧化物“钉扎”模型

高温防护涂层在航空发动机或燃气轮机上有着广泛应用,活性元素在高温防护涂层上得到了大量应用,尤其在降低氧化层生长速率和提高其粘结性方面,但是目前活性元素的微观作用机制还存在较大争议。在提出的几种解释中,氧化物"钉扎"模型往往作为首要的考虑因素,是一个非常重要的模型,但目前依旧存在争议。本文综述了自氧化物"钉扎"现象发现以来该模型的发展,包括模型的提出、氧化物栓与氧化层粘结性的关系、如何提高"钉扎"效果、不同情况下氧化物栓的生成和长大等,并介绍了该模型存在的缺陷。最后对该模型在自身完善方面及该模型和活性元素效应的其他解释模型之间的相互作用机制方面的研究重点进行了展望,力图对氧化物"钉扎"现象及目前的研究方向有一个全面的认识,期望为活性元素效应的研究和热障涂层材料设计提供一定的基础。