基于改进YOLOv4的轻量级目标检测算法研究

针对YOLOv4目标检测算法在一些应用场景的参数多、网络复杂、精度低等问题,提出一种改进的轻量级的目标检测算法GD-YOLO.首先,通过使用轻量级网络GhostNet替换掉YOLOv4的主干特征提取网络CSPDarknet,GhostNet网络极大降低了算法的参数量及计算量,使得算法更加轻量化;其次,提出双重注意力机制(DATM),其不仅增强模型对空间和通道上的特征进行加强,而且其结构参数量小,使用在对主干网络提取出来的三个有效特征层添加双重注意力机制,让模型对特征提取更加有效;最后,新增ACON激活函数代替原有的GhostNet网络中的ReLU激活函数,进一步提高算法检测精度.在VOC2007+2012数据集上的实验结果表明,GD-YOLO算法的平均准确率(mAP)达到84.28%,与YOLOv4算法相比提升了4个百分点,与YOLOv5算法相比低了大约1个百分点;从模型参数量方面,与YOLOv4算法相比减少了11 M,与YOLOv5相比减少3 M.所提GD-YOLO算法相对于YOLOv4不仅减少了模型参数量,而且也保存了较高的平均准确率,表明该算法是更具有轻量化及高准确率的.

MoSi_(2)对CoCrNiW合金干摩擦磨损性能的影响研究

目的系统研究MoSi_(2)含量对Co基合金干摩擦磨损性能的影响,以开发摩擦学性能优异的CoCrNiW基复合材料。方法利用热压烧结技术,设计制备CoCrNiW-MoSi_(2)(质量分数分别为0%、3%、7%、11%)抗磨复合材料。采用往复式球–盘摩擦磨损试验机,研究不同载荷和滑动速度对复合材料干摩擦磨损性能的影响,进一步优化MoSi_(2)的含量。采用XRD、SEM、EDS等技术分析材料的物相组成、微观结构及磨损形貌。结果MoSi_(2)的添加有效提高了材料的硬度及致密度,MoSi_(2)质量分数为7%的试样,硬度为386HV。复合材料的物相包括γ–fcc、ε-hcp、MoSi_(2)、CrSi_(2)、Mo_(1.24)Ni_(0.76)、MoSi_(2.43)W_(0.211)相。摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,磨损率随载荷的增加而增大,随滑动速度的增加而减小。硅化物硬质颗粒起到了弥散强化作用,提高了磨损表面的承载能力。其中,添加7%和11%MoSi_(2)的试样,磨损率较低且接近,高载和高速下,磨损率较未添加试样分别下降约31.3%和25.5%。适当含量的MoSi_(2)具有一定的减摩性,添加7%MoSi_(2)的试样,摩擦系数始终最低,变化范围为0.24~0.53。结论CoCrNiW-7wt.%MoSi_(2)表现出了最佳的摩擦学性能,其磨损机理在高载条件下主要为磨粒磨损,在高速条件下主要为磨粒磨损和轻微氧化磨损。

海水环境下CoCrFeW合金的摩擦学性能研究

采用粉末冶金的方式制备了W(0 wt%、4 wt%、8 wt%和12 wt%)强化的CoCrFe基合金,系统研究了合金在海水环境下的摩擦学性能。利用往复式球-盘摩擦磨损试验机,与GCr15钢球配副,研究了海水环境下合金在不同滑动速度和载荷条件下的摩擦磨损行为;使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪分析了合金的相组成和磨损机理。结果表明,CoCrFeW合金主要由ε(hcp)、γ(fcc)、Fe-Cr和Cr_(2)O_(3)相组成,合金结构致密,硬度和密度均随W含量增加而升高。总体上说,合金的摩擦因数随着滑动速度和载荷的增加均呈降低趋势,且在高速条件下随W含量的增加先升高后减小,高载条件下添加W的试样,摩擦因数随W含量增加先减小后上升;磨损率随滑动速度、载荷和W含量的增加均降低。海水组分反应产物和合金腐蚀产物起到了减摩抗磨作用。W显著提升了合金在海水环境下的抗磨损性能,添加8 wt%W的试样CW8表现出最佳摩擦学性能。随W含量增加,合金磨损机制由塑性变形和疲劳磨损转变为磨粒磨损。

纳米SiC增强CoCrMo高温抗磨复合材料及摩擦学性能

采用粉末冶金技术制备了纳米SiC陶瓷颗粒(0.0%、1.0%、2.2%和3.4%,质量分数,后面未作特殊说明,均为质量分数)强化的CoCrMo基高温抗磨复合材料,对复合材料的相组成及高温摩擦学性能进行了系统性研究.在室温至1000℃范围内利用球-盘式高温摩擦试验机测试了材料的高温摩擦学性能.结果表明:复合材料的基体主要由γ(fcc)和ε(hcp)合金相构成,加入纳米SiC后复合材料出现了MoCr相,这有利于复合材料硬度的提高;纳米SiC提高了复合材料的硬度,同时降低了复合材料的密度;摩擦系数与纳米SiC的含量和温度相关,摩擦系数随纳米SiC含量的增加而增大,室温至800℃的摩擦系数整体呈下降趋势,1000℃时含2.2%和3.4%SiC的复合材料具有较低的摩擦系数;高温环境下复合材料的抗磨损性能随纳米SiC含量的增加而显著提高;复合材料的磨损机理在不同温度下存在差异,随着温度升高,磨损机理逐渐由磨粒磨损和塑性变形转变为氧化磨损.室温至1000℃范围内CoCrMo-2.2%SiC具有较优异的高温抗磨损性能,这主要归因于复合材料的高硬度和磨损表面完整的氧化物润滑层.

纳米粒子增强涂层耐磨性研究

综述了纳米粒子增强涂层耐磨性的强化机制、研究和应用及涂层的制备工艺。纳米粒子的强化机理主要包括细晶强化、Orowan强化、Kelly-Nicholson机制和纳米转移膜,且纳米粒子的增强效果存在尺寸效应。常用的纳米粒子包括金属单质、氧化物、硫化物和碳化物等。不同种类的纳米粒子通过提高致密度、阻碍位错以提高强度和硬度、细化晶粒、提高承载能力、生成润滑釉层等机制增强涂层的耐磨性,广泛应用于航空航天、石油工业、切削刀具和医学植入物等零部件的表面防护工作。复合纳米粒子可结合多种纳米粒子的增强特性,使涂层在宽温域和多种工作环境下都可保持优异的耐磨性。激光熔覆技术、热喷涂技术、冷喷涂技术和沉积技术等先进的涂层制备技术推动了纳米涂层的发展,但也存在部分不足,根据材料的特性选择涂层制备技术,可制备出高品质的涂层。