机载液晶显示模组轻量化及低功耗技术研究

针对机载设备轻量化和低功耗的要求,提出了基于支框的机载液晶显示模组加固方式,采用有限元迭代仿真计算,优化散热板加强筋设计,减轻结构重量;基于2 mm超薄导光板,通过LED选型、LED排布对现行背光灯板进行设计改进,提升了超薄导光板光耦合效率。经计算和测试验证,改进后的方法可显著降低液晶显示模组背光功耗。

基于深度学习的轻量化车牌检测算法研究

针对现有车牌检测算法存在的模型参数量过大、实时性差和检测效果不佳等问题,提出一种基于深度学习的轻量化车牌检测网络(Lightweight License Plate Detection Networks,LW-LPDNet)模型。该模型以PP-LCNet作为骨干网络,大幅减少模型参数量,同时融入压缩-激励网络(Squeeze and Excitation Networks,SE-Net)注意力模块,增加车牌信息的通道权重。最后,引入SimSPPF和GSConv,对多尺度特征进行融合,增大感受野,进一步提高检测准确率。通过对模型进行训练和测试,LW-LPDNet在中国城市停车数据集(Chinese City Parking Dataset,CCPD)上获得98.9%的平均精确率,优于其他车牌检测方法,且模型参数量仅有0.13 MB,检测速度达到243 f·s^(-1),具备较高的实时性。

声栅结构信号增强性能及其影响因素研究

对于安装在水下航行器声信号接收段的水听器阵列,在其声障板上覆盖高声阻抗材料(称为信号调节板)是一种能有效提高表面声阻抗并减少信号衰减的措施。相比传统的完全覆盖方式,声栅结构(即周期性地敷设调节板阵列)可以极大地提高接收信号增益,减小接收段的质量。为了深入理解声栅结构信号增强机理,优化声栅结构设计,研究了调节板宽度、调节板厚度、入射角以及结构宽度比等因素对声栅结构信号增强性能的影响。仿真结果表明:斜入射会改变信号比(SR)的对称分布,但不会大幅改变结构的声学性能;调节板越宽、越厚,引起的非镜面散射会更强,声栅结构的信号增强性能就越好。在实际应用中,应合理设计声栅结构几何参数以满足现实环境的多重约束以达到总体性能最优,此外适中的宽度比能获得良好的总体声学性能。

基于嵌入式平台和轻量化模型的板材计数装置

针对堆叠板材计数过程中人工计数法效率低、准确性不高的问题。本文提出了一套基于嵌入式平台和轻量化模型的板材计数装置,将改进的Faster R-CNN网络植入工控机中运行,可以在工业和物流现场实时识别板材的数量。内置网络使用轻量级网络MobileNetv2融合轻量通道注意力机制ECA作为骨干网络,使用空间注意力机制和倒置残差结构重构FPN架构,并提出了一种基于高度交并比的HIOU_Loc预测框去冗余处理新算法,以缓解小目标检测困难的难题。在基于N4100平台的工控机中运行实验表明:本文所提出的算法对板材计数准确度达到了98.51%,检测一张高分辨率板材图像仅需0.31 s。本装置设计了一个校正模块,经过人工后处理后,对于堆叠板材的计数准确率可以达到100%,满足了实际场景下对板材实时计量的需求。

刮板输送机铲板槽帮轻量化研究

以刮板输送机中部槽的铲板槽帮为研究对象,综合运用拓扑优化、有限元等多种仿真技术,对槽帮进行综合优化研究。首先建立铲板槽帮及中部槽三维模型,为后续仿真分析奠定基础;然后采用拓扑结构优化与多目标尺寸优化相结合的方法,进行多种有限元仿真,以等效应力最大值、总变形量和几何质量为优化目标,优化槽帮铸造结构,求解最佳铲板设计尺寸,使应力分布更为合理,节约铸造耗材,提升铲板性能,以确保优化后的结构在实际工作环境中具有持久的耐用性。通过综合运用这些仿真技术,成功提升了中部槽铲板槽帮的结构性能,为相关领域的工程设计提供了参考。

基于AutoForm分析的铝板背门内板成形性能研究

为解决铝板材料成型性和延展性差、背门内板产品形状复杂导致铝板背门内板设计及生产困难的问题,基于AutoForm有限元软件在理论上对铝板背门内板成形性进行模拟分析,通过对不同方案的模拟分析,确定最终成形方案并指导现场生产,同时在现场调试中得到验证。

精密仪器承载板的多尺度轻量化设计

针对过载下航空零件精密仪器承载板的结构轻量化和力学性能提升的需求,融合拓扑优化和点阵优化的优点,以结构最小柔顺度为约束、质量最小化为目标,提出了一种拓扑优化与点阵优化相结合的多尺度轻量化设计方法,并对关键参数格栅结构、格栅填充比和体积约束设计了三因素三水平正交实验,在保证安全性能的前提下使优化件达到质量最轻。结果表明,多尺度轻量化后的仪器承载板的质量减轻了85.2%,过载下的变形降低了29.07%,结构的动力学性能得到提升。在拓扑优化基础上再采用格栅结构填充的多尺度优化设计方法可降低优化件的质量,为航空领域中承载板类零件的轻量化设计提供了参考。

水平荷载作用下不同连接方式ALC墙板抗裂与滞回性能试验研究

为研究水平荷载作用下蒸压加气混凝土(ALC)板的抗侧刚度、承载力以及墙体与装饰层的抗裂性能,采用管卡、U型卡和直角钢件3种连接方式和不同饰面做法对三榀ALC墙板-铰接钢框架进行了滞回试验。结果表明:3种连接方式的墙体滞回曲线均捏缩严重,即ALC墙体自身耗能能力较差;连接件的刚度对于ALC墙板的受力性能影响显著,连接件刚度越大,墙体抗侧刚度和承载力越大,但墙体开裂情况也越严重,其中直角钢件墙体抗侧承载力最大,分别比管卡墙体和U型卡墙体高14.9%和131.4%,直角钢件墙体与管卡墙体抗侧刚度接近,比U型卡墙体高52.1%;墙板抗裂性能方面,U型卡墙体最好,管卡墙体最差;3种连接方式的墙体与钢框架接缝位置饰面层在层间位移角为1/2 000~1/1 000时即出现开裂,该处为饰面抗裂的薄弱位置;饰面勾缝处理方法对饰面抗裂性能影响较大,弹性材料可显著改善饰面的抗裂性能;墙板与墙板接缝处的饰面抗裂性能良好,管卡墙体与U型卡墙体分别在层间位移角为1/50和1/60时板缝位置饰面层出现开裂,而直角钢件试件层间位移角达到1/33时板缝处饰面仍未开裂。

DN-YOLOv5的金属双极板表面缺陷检测算法

为解决氢燃料电池中金属双极板表面缺陷尺寸小,缺陷对比不明显、种类多造成的难以检测,易误检漏检以及缺陷检测模型复杂度太大难以部署等问题,提出一种改进版的金属双极板缺陷检测算法DN-YOLOv5,来探究缺陷检测在冲压成形的金属双极板视觉检测工作台场景下进行快速精准检测的可行性,从而实现智能检测,提升检测效率。本研究着重于修改YOLOv5主干网络Backbone部分,添加网络中模块数量,加入NAM注意力机制和使用深度可分离卷积模块来替代原来CSP/CBS主干网络卷积模块,并引入SIoU对损失函数重新进行了定义,极大的提升了主干网络的轻量化程度。结果表明,本算法的map@0.5可达0.988,每秒检测传输帧率为9.98,模型参数量降低了52.13%,在测试集75张缺陷图像中真检率达到了99.74%。该方法在保证模型较高检测率的同时,显著降低了模型复杂度和参数计算量。此外,该算法结合新的检测尺度设计特征融合网络,提升网络的小目标、多目标检测能力。该算法具有良好的稳定性和鲁棒性,综合性能较好,满足部署移动端场景进行缺陷检测的轻量化需求。

基于平铺刚度法的弧形加筋板的轻量化设计

加筋板结构是航空航天结构设计中常见的承载部件,可以在保证加筋板性能的基础上减轻其结构质量,能够带来巨大的实际效益.因此,加筋板结构的轻量化设计一直是航空航天领域的研究重点.基于同步失效的概念,设计了一种新型的弧形加筋板,旨在充分利用加筋肋的轴向承载能力.同时,基于平铺刚度法,准确预测了弧形加筋板的临界屈曲载荷.最后采用粒子群优化算法对弧形加筋板进行了轻量化设计.算例结果表明,弧型加筋板承载能力优异,轻量化设计效果显著,具有良好的优化效果.

基于轻量卷积神经网络的车牌定位识别方法

文中提出了一种新型基于轻量卷积神经网络的车辆车牌定位识别方法.采用基于改进的YOLOv3算法对车牌进行定位,基于免分割的轻量卷积神经网络LPRNet识别车牌字符.在车牌定位方面,改进YOLOv3网络的特征提取网络以降低设备要求,同时加入密集连接网络,增加对浅层特征信息的重复利用;在损失函数方面,引入DIOU损失函数,加快网络收敛以提高YOLOv3网络的定位精度;在车牌字符识别方面,采用基于免分割轻量卷积神经网络识别车牌字符,准确率高且保证了网络的轻量.结果表明:改进的YOLOv3网络算法的平均正确率降低了2.2%在CPU上检测速度达到了35帧/s,结合字符识别网络,总体检测速度达到27帧/s,满足实时性检测要求.

基于DOE的电池包底部球击的仿真分析研究

基于电池包底部球击工况的仿真,以预浸料模压成型(PCM)底板替代钢底板,以实现电池包底板的减重。通过RADIOSS软件建立电池包底部球击仿真模型,分析球击完成后底板为钢板和PCM板时,应力应变分布和模组变形情况。钢板方案下,模组变形量为2.03 mm,PCM方案下,模组变形量为2.62 mm,PCM板方案较差,不满足要求,进行试验设计(DOE),对PCM板材料参数进行因子筛选,得到最优方案。选取部分底板进行试验,并与模拟结果进行对比分析,验证复材仿真建模的准确性。将优化后的PCM底板代入整包模型再次仿真,模组变形量为2.27 mm,结果满足模组变形量小于2.5 mm的要求。通过研究,PCM底板可以替代钢板,在满足要求的前提下,质量减轻40%。此研究可以为电池包的底板设计和轻量化提供指导。

城市公园景观桥梁设计研究——以深圳市乐清公园为例

近年来,我国已建设大量城市公园景观桥梁,既增强了市民的公园空间感知体验,又提升了城市的幸福指数。但是,景观桥梁设计仍存在质量参差不齐甚至不符合设计规范的现象,因此研究景观桥梁系统化设计很有必要。文章首先梳理了我国已建景观桥梁存在的问题,分析了设计的不足,然后以深圳市乐清公园景观桥梁为例,研究了景观桥梁的设计原则、总体布置、桥型比选、主梁设计等,并给出了类似公园景观桥梁设计的合理化建议,可为类似工程提供参考。

基于改进YOLOv4的轻量化车牌检测算法

针对现有的车牌检测算法在复杂环境下检测效果不佳的问题,提出一种基于深度学习的GEG-YOLOv4轻量化车牌检测模型。该模型以YOLOv4为基础框架,采用轻量级网络GhostNet作为主干网络,大幅减少了模型参数量,并融入能够避免降维且能有效捕获跨通道交互信息的ECA注意力模块,增加车牌信息的通道权重,减小复杂环境背景对车牌信息的干扰。最后,在深层网络中使用Ghost模块来代替部分普通卷积,在进一步降低模型参数量的同时更好地保留了特征图的冗余信息。在大型车牌数据集CCPD上的实验结果表明,GEG-YOLOv4模型的参数量比YOLOv4减少了约88%,AP值增加了0.09%,速度提高了约55%。相较于其他方法,该方法对于复杂环境下的车牌数据具有更好的检测性能,可以满足实际应用场景的需要。

基于响应面法的船舶I型加筋板架轻量化设计

利用Ansys Workbench软件对船舶I型加筋板架进行有限元分析。建立优化数学模型,对板架的上板厚度、下板厚度、板筋高度以及板筋厚度进行优化。利用灵敏度分析法分析在重压载荷条件下相关结构对板架的最大变形以及质量的影响,并利用响应面法对板架进行优化。结果表明优化后的某I型船舶加筋板架质量减轻了21%,证明该方法可以实现船舶I型加筋板架的轻量化设计。

火灾后纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

为了研究纤维对火灾高温后轻骨料混凝土力学性能的影响,制作了15组分别掺入陶瓷纤维、镀铜钢纤维和陶瓷镀铜钢纤维的轻骨料混凝土标准立方体试块,按照国际标准ISO 834升温曲线进行火灾高温试验。分析了不同纤维种类和掺量对20、30、60 min明火高温后轻骨料混凝土的爆裂情况、质量损失率、抗压强度及抗压强度残余率的影响。试验结果表明:不同陶瓷纤维掺量的轻骨料混凝土均发生严重爆裂现象,镀铜钢纤维在改善轻骨料混凝土抗爆裂性能方面优于陶瓷纤维;受火30 min内,镀铜钢纤维掺量越大,轻骨料混凝土质量损失率越高,抗压强度下降越快;受火60 min后,相同镀铜钢纤维掺量轻骨料混凝土的质量损失率随着陶瓷纤维掺量的增加而降低,抗压强度和抗压强度残余率越高。

轻骨料混凝土预制隔热构件的安全与节能技术

为研究在现浇混凝土内置保温体系中用轻骨料混凝土隔热构件代替部分层间挑板处理热桥方法的可行性,首先使用试验的方法验证了轻骨料混凝土隔热构件在层间挑板中的安全性,然后使用模拟的方法计算该隔热构件的热工性能。结果表明:取石墨聚苯板的厚度为250 mm,轻骨料混凝土预制隔热构件置于挑板中间位置,并且长度为150 mm,经试验分析,轻骨料混凝土预制隔热构件与混凝土组合悬臂构件挠度为0.02 mm,远小于挠度计算限值,且均未出现裂缝,安全性能满足要求;对比使用砂浆和真空板处理层间挑板的热工性能,采用DEST软件在满足被动式超低能耗建筑能效指标前提下计算了外墙总传热系数的较合理的限值,验证了轻骨料混凝土隔热构件热工性能满足要求。

可调角固定板在实船中的应用

为减轻船舶建造中接线盒、火警探头、广播、球型白炽灯等小型设备底座的质量,增加小型设备安装的便捷性和灵活性。采用可调角固定板代替传统的面板加支腿样式的底座,并从设计和施工方式等方面对可调角固定板进行分析。研究表明:可调角固定板可有效减轻舾装件质量,节省焊接施工的人工成本和焊料成本。研究成果可为可调角固定板在实船中的应用提供一定参考。

基于轻量化需求的制动器底板有限元分析

汽车零部件轻量化,既是汽车技术创新的需要,又可有效满足物流用户降本的需求。利用ANSYS Workbench有限元分析手段,在有效保证材料使用性能的前提下,对气压鼓式S型制动器底板进行轻量化设计,达到整桥乃至整车轻量化的目的.

SCARA机械臂小臂仿生筋板结构设计研究

为了进一步提高SCARA机器人小臂的刚度及达到小臂结构轻量化的目的,在研究轻质、高刚度生物体结构的基础上,通过Pro/E三维软件设计出SCARA机械臂小臂的筋板仿生结构,并运用ANSYS Workbench对小臂进行静力学分析和模态分析,得到最优的筋板仿生Ⅱ型模型。仿真结果表明:基于茎秆和叶脉的混合仿生型筋板结构比刚度效能和一阶固有频率都有所提高,静动态性能得到改善。然后利用重复定位精度、绝对定位精度与小臂刚度的关系进行了试验验证,结果显示筋板仿生Ⅱ型动静态性能有所改善。