基于线结构光的钢轨断面磨耗改进检测算法

经典的最近点迭代(IterativeClosest Point,ICP)配准算法常被应用于钢轨断面磨耗检测系统。当轨道检修车工作运行时,基于线结构光的钢轨断面磨耗检测系统采集的钢轨廓形数据通常会受到各种离群点噪声的干扰,导致计算得到的钢轨廓形几何形态变化较大。在实际应用中,轨道检修车钢轨断面磨耗动态检测精度要求侧磨为±0.5mm,垂磨为±1.0mm,故磨耗检测算法的设计不能因为廓形含离群点噪声而降低检测精度。因此,文章提出了一种改进的两阶段钢轨断面廓形磨耗检测算法。该算法在第一阶段首先利用钢轨廓形的特征点对进行快速初始配准,使得2个点云集具有较好的初始位姿,第二阶段采用改进的鲁棒ICP算法完成精确配准,最后计算得到钢轨断面磨耗几何参数。通过在实验室搭建钢轨断面磨耗检测系统试验平台,以试验模拟实测数据常见的轨腰段和轨底段离群点干扰,并以手工接触式磨耗仪的测量数据作为参考基准,对比经典ICP算法和文章所提出的改进算法,分析磨耗检测的精度误差和有效性,并在此基础上,对算法的检测速度进行对比分析,对改进算法的重复性测量精度进行验证,最后在地铁线路上开展轨道检修车实测验证。结果表明,文章所提的改进算法有效提高了在离群点干扰场景下钢轨断面磨耗检测的精度和速度,具有工程实用价值。

中双链刮板输送机复合断链检测系统的设计

中双链刮板输送机其机槽较宽且输送量大,其断链事故所带来的影响不言而喻。减小断链所造成的破坏程度和降低事故后的维修难度直接影响着企业的生产效率。目前本领域的断链检测较为单一,响应不够及时,可靠性有待考量。应用于中双链刮板输送机、通过多种组合、结合刮板输送机的结构点,可灵活布置的复合式断链检测系统,提高断链事故发生时响应速度,大大增加了断链检测的及时性,减小因断链带来的破坏和损失,为刮板输送的智能生产和在线监测提供一种可靠方法。

三维激光扫描技术在储煤筒仓耐磨衬板检测中的应用

针对储煤筒仓内部封闭、光线不足等复杂环境造成传统方法难以实现对耐磨衬板病害检测的问题,本文采用三维激光扫描技术对黄骅港储煤筒仓内部耐磨衬板病害情况进行了检测与评估。通过三维激光扫描技术完成了对筒仓内部结构的三维模型构建,介绍了点云数据处理流程、数据分析方法,结合三维模型云图和灰度影像图实现了对衬板脱落、磨损等病害情况的识别与分析,验证了三维激光扫描技术在储煤筒仓耐磨衬板病害检测中的可行性和有效性,为储煤筒仓的维护和修复提供了依据。

火电厂锅炉“四管”防磨防爆检查重点及预防措施

锅炉是火电厂发展和运行中的重要组成部分,锅炉的稳定与安全运行,关系到火电厂的运营稳定性。在火电厂锅炉管理中,“四管”是指锅炉水冷壁,过热器、再热器和省煤器,若“四管”在应用时出现磨损问题,会导致锅炉泄漏。因此,应该结合火电厂实际情况,严格检查“四管”。文章以某火电厂为例,结合“四管”泄漏的具体案例,深入分析火电厂锅炉“四管”防磨防爆检查重点,并制订切实可行的预防对策。

汽车后排乘员安全带佩戴舒适性分析

选取了某紧凑型SUV车型,在其安全带上固定点的法规区域内建立验证单元,通过人机校核软件对不同中国体征的人体模型进行模拟,得出汽车后排上固定点佩戴安全带时的舒适区域、勒脖区域和滑肩区域的分布情况及其规律,可作为车企和安全带企业在安全带后排上固定点设计和优化时的参考。

聚(油酸-苯乙烯)双功能润滑油添加剂的合成

以植物油中广泛存在的油酸为原料,引入第二单体苯乙烯,采用Schlenk装置,通过溶液聚合法合成了油酸-苯乙烯共聚物(POS),采用FTIR,^(1)H NMR,TG表征了合成产物的结构,测定了它的相对分子质量及多分散性指数,并评价了它的抗磨和降凝性能。实验结果表明,在80℃、油酸与苯乙烯质量比为3∶7、引发剂含量为0.8%(w)、反应10 h时,POS的收率为47.52%、相对分子质量为1.203×10^(4)、多分散性指数为1.63。将0.8%(w)的POS添加到润滑油馏分(350~395℃)中,可将磨斑直径降低0.334 mm,凝点降低10℃。POS可作为一种兼有抗磨和降凝双重功能的润滑油添加剂代替传统石油基润滑油添加剂。

基于三维图像处理的车刀磨损缺陷检测方法研究

针对目前车刀磨损检测中所获取的二维图像处理无法提取车刀磨损区域三维特征的问题,提出一种基于结构光投影技术的方法,提取车刀磨损区域三维特征信息。对获取的信息进行分割,分离车刀中的垫片点云和刀头部分点云;然后对垫片点云进行最小二乘拟合平面处理,将拟合的平面与刀头部分点云进行最大距离求解,并用标准量块进行实际物理距离换算;最终获得刀头的最大实际磨损量,为工人更换刀头提供数据参考。实验结果表明:在对车刀进行磨损区域量化处理中,该方法可以获取车刀刀头的具体磨损量值,且具有较高的精度和较低的经济成本,该系统的误差小于0.05 mm,可满足实际生产需求。

四点接触球轴承钢球-沟道多点接触成因分析

针对四点接触球轴承钢球与沟道间发生多点接触引起轴承过早失效的问题,以QJ214四点接触球轴承为研究对象,建立了钢球-沟道接触模型,分析了结构参数及工况参数变化时钢球-沟道发生多点接触的成因。研究结果表明,内外圈沟道曲率半径系数或内外垫片厚度的增大可使钢球-沟道接触状态由三点接触转变为两点接触,再转变为三点接触;恒定转速时,轴向载荷的减小可使钢球-沟道接触状态由两点接触转变为三点接触;转速及轴向载荷均恒定时,径向载荷的增大可使部分钢球-沟道接触状态由两点接触转变为三点接触,再转变为四点接触。研究成果为避免四点接触球轴承在运转过程中发生多点接触而引起的猫眼圈磨损失效提供了参考。

一种基于叠加权重ICP的快速钢轨廓形匹配算法

影响钢轨使用性能的因素主要包括断裂、划痕、擦伤、磨耗等,其中磨耗会直接改变钢轨的廓形。修复钢轨廓形的第一步即精确测量得到钢轨廓形数据,然后应用钢轨匹配算法计算得到钢轨的磨耗量。实际应用时,钢轨廓形多变且测量精度要求高达±0.2 mm,匹配算法不仅要能适应各种异常的钢轨廓形且在匹配时不能因异形的轨廓而降低匹配精度。因此,钢轨廓形匹配算法的设计难度较高。经典迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法能快速进行点云匹配,但是存在对初始输入数据要求高、易陷入局部最优解、易受到噪声点干扰而出现匹配误差较大等问题。为此,文章提出一种改进的两步法钢轨匹配算法。其利用钢轨廓形的几何特征进行快速粗匹配,为ICP算法提供一个优质的初始输入;并利用改进的叠加权重ICP算法快速、准确地将实测获取到的钢轨廓形点云数据与标准轨廓点云数据进行叠加配准,计算钢轨的磨耗数据。多种劣化钢轨廓形的匹配试验结果表明,若考察轨顶处的磨耗值,叠加权重ICP算法的磨耗值误差相对于经典ICP算法的平均可以减少约0.763 mm,具有较好的匹配效果,可用于钢轨磨耗的计算。

基于电动汽车轮胎异常磨损的悬架硬点优化分析

对电动汽车车身质量增大带来的轮胎异常磨损进行了悬架硬点分析及优化设计。运用Adams/Car建立双叉臂前悬架刚柔耦合虚拟样机模型,验证了车身质量增大会对外倾角与前束角的匹配关系产生影响,也会增大轮胎侧滑。在优化设计中提出选取更多硬点但仅优化其Z坐标的方案,二次优化与初次优化的结果对比表明,方案可行且可大幅降低优化计算量和缩减研发周期,同时优化后的电动车型双叉臂悬架的车轮外倾角与前束角的匹配关系得到了优化、轮胎侧滑量大大减小,有效减轻了轮胎的异常磨损。

基于人体关键点与迁移学习的口罩佩戴检测研究

为解决口罩佩戴检测精度低、部署情况差等问题,提出基于人体关键点检测技术结合领域自适应迁移学习的口罩佩戴检测算法。将人脸图像进行关键点检测后进行图像分割,并对分割后的图像进行预处理;处理后使用数据增强技术并建立基于迁移学习的口罩佩戴检测模型;最终将训练好的模型嵌入至可移动设备中,实现口罩佩戴检测算法的部署。仿真结果表明,未经过人体关键点检测并人脸分割的口罩检测模型准确率为92.84%,经过人体关键点检测并分割图像的模型准确率为98.86%。实际硬件部署使用结果显示,经过人体关键点检测并分割图像的口罩佩戴检测精度超过95%。提出的算法在口罩佩戴检测中检测精度高,硬件部署情况好。

多轴铣削中刀具每齿重叠磨损建模与试验研究

针对多轴加工过程中刀具接触点不断变化而导致刀具每齿磨损分布预测不精确的问题,提出了一种考虑刀具跳动的每齿重叠磨损分布模型。基于刀具几何模型和磨损的切削刃轨迹模型建立了每齿单元磨损模型;基于每齿铣削机理和刀具跳动建立了考虑实际切削深度和实际切削接触点的每齿重叠磨损分布模型;通过刀具磨损切削试验案例验证了模型预测精度。试验结果与数值仿真相比:每齿重叠磨损分布预测结果与试验数据具有较好的一致性。

重载铁路曲线区段钢轨侧面磨耗仿真分析

为研究重载铁路曲线区段钢轨侧面磨耗规律,建立25 t轴重的C80重载货车-轨道耦合模型,提出了两点接触钢轨磨耗分析方法,仿真分析了曲线区段钢轨侧面磨耗功率和磨耗速率的变化规律,并研究了货车通过速度和曲线参数对外轨侧面磨耗的影响。结果表明:钢轨侧面磨耗功率随货车速度增大而增大,速度大于80 km/h后尤为明显;在新轨使用初期,单列货车通过前100万次的侧面磨耗基本不发展,此后呈线性增长趋势;随着车速提高,曲线区段两点接触的频率以及出现两点接触的线路长度都会增大,外轨侧面磨耗也会有所增加;外轨超高对侧面磨耗的影响较小,但曲线半径的影响较大,半径大于等于800 m时外轨侧面磨耗基本不会产生。

高速道岔尖轨点云的复合拼接及数据处理优化

为实现高速铁路尖轨磨耗的高效检测,结合高速尖轨的检测需求及其几何特征,提出了基于距离编码器的复合拼接方法.该方法将距离信息融合到点云拼接中,提高了检测系统的自动化程度.在计算点特征直方图(point feature histograms,PFH)的过程中,引入OpenCL(open computing language)异构加速模型调整点云的数据结构,发挥GPU的并行处理优势获得了更快的数据处理速度.利用实际尖轨开展磨耗检测实验,证明了针对高速尖轨的结构光检测系统有效可行.经过点云拼接和点云扫描数据处理的优化,系统的整体检测效率获得了70%左右的提升.

含间隙卫星天线双轴机构动态磨损特性研究

卫星天线双轴驱动机构是天线系统实现精确定位的关键组件,磨损间隙是影响天线指向精度及寿命的主要因素。采用非线性弹簧阻尼模型建立了间隙处的接触碰撞模型,同时采用Coulomb摩擦模型考虑运动副间隙处的摩擦作用,进而建立了含间隙双轴机构的动力学模型,对其进行动力学仿真,提取出接触碰撞时的动力学参数,基于Archard’s摩损模型计算运动副间隙的动态磨损量,从而得到间隙运动副的动态磨损特性,为进一步研究非规则时变间隙对卫星天线系统动态性能的影响提供基础。

管杆偏磨机理研究及其防治

油田开发进入高含水期后，管杆偏磨是导致油井检泵作业的主要原因。文中详细分析了造成管杆偏磨的各种因素，有针对性地提出预防治理措施，并通过现场实践取得了较好效果。

虎头梁遗址尖状器功能的微痕研究

虎头梁遗址位于河北省阳原县泥河湾盆地,距今1万年左右,出土的石制品加工精致、器型稳定。本文选择其中代表性的尖状器进行功能研究,通过微痕分析探讨其使用方式,并结合其形态特征探讨器物类型与功能之间的关系。对5个亚类型共52件标本的研究表明,虎头梁尖状器具有专业分工,并被装柄使用。这种工具的制作和使用特征反映了更新世末期虎头梁人群通过提高工具的效能来应对环境变化的生存策略。

磨损表面轮廓对点接触热弹流润滑的影响

研究了由磨损引起的接触表面几何轮廓的改变对点接触润滑效应的影响．引入磨平系数ｒｗ 来表征接触区的磨平区域大小．在０≤ｒｗ ≤１．０ 的范围内，通过不同工况参数下热弹流的完全数值求解，发现最小膜厚随ｒｗ 的增大而减小，中心膜厚随ｒｗ 的增大而增大；而ｒｗ 对油膜最大压力。

65Mn钢表面化学镀耐磨研究

天然气加工设备压缩机配气阀阀片在服役期内经常发生磨损或断裂.采用A,B,C3种不同的镀液,利用自催化复合镀方法,在65Mn钢阀片表面增加80μm的复合镀层.试验表明,用C镀液处理的试件经热处理后的表面维氏硬度达到1.1×103～1.2×103,使用寿命由2.1×103h提高到3.5×103h,耐磨效果显著.此技术适用于其它合金钢耐磨件上.

抽油井管杆偏磨与井眼轨迹的关系

在有杆泵抽油井的生产过程中管杆偏磨是一个普遍存在的问题。影响油井管杆偏磨的因素很多,通过分析发现对于定向斜井来说,油井的井眼轨迹是影响油井偏磨的最重要的因素。对大量的资料分析得出了油井偏磨与井斜角、全角变化率、井身剖面、中和点位置的关系,并总结了油井管杆的偏磨规律。