基于Transformer复杂运动辨识的机动星凸形扩展目标跟踪方法

针对复杂的机动扩展目标跟踪问题,利用Transformer网络设计了一种有效的星凸不规则形状机动扩展目标跟踪方法。首先,该文研究利用alpha-shape算法建立了星凸形状的变化模型,实现了静态场景下的星凸形扩展目标的形状估计。然后,通过对目标状态转移矩阵进行重新设计,结合Transformer网络对机动扩展目标运动状态转移矩阵进行实时估计,实现了对复杂机动目标运动过程的精准跟踪。进一步地,将估计得到的形状轮廓与运动状态进行融合,最终实现了对星凸形机动扩展目标的实时跟踪。最后,通过构造复杂的机动扩展目标跟踪场景,利用多重性能指标测试算法对形状和运动状态的综合估计性能,验证了算法的有效性。

基于视觉Transformer的马铃薯薯形与大小自动分级

[目的]解决基于人工特征设计分级方法精度低、鲁棒性差的问题。[方法]提出了一种强泛化的Transformer薯形与大小自动分级方法。基于Transformer模型构建2个PotatoViT模型,并完成马铃薯薯形分级和大小分级任务;利用迁移策略和数据增广方法训练出鲁棒性分级模型;通过测试集定量分析,验证了研究所提方法在马铃薯分级中的有效性。[结果]PotatoViT模型对薯形分级的准确率和模型F 1得分分别为96.36%,94.75%,对大小分级的准确率和模型F 1得分分别为89.66%,85.16%,分级精度优于VGG16、ResNet50和MobileNetV3网络模型。[结论]研究所提方法对马铃薯薯形与大小的准确、实时检测是可行的。

基于Autoform的引擎盖外板冲压成形研究

基于Autoform仿真软件对汽车的引擎盖外板进行了数值模拟和成形仿真研究,通过对引擎盖外板冲压成形的仿真结果进行分析,对部分参数进行优化,使得仿真结果更加符合实际生产应用。主要是针对冲压成形中可能出现的开裂、起皱等问题进行了技术研究,并根据数值模拟结果,及时预测了因拉延过度板料变薄造成拉裂等技术问题的区域,并制定了冲压技术措施,从而提高了引擎盖外板成形模具的利用率,极大地减少了模具修复及操作的时间,使修模变得更为简单。

中国塑性成形技术和装备30年的重大突破与进展

1994以来的30年,在国家重大需求的强劲牵引下,我国塑性成形技术与装备取得举世瞩目的巨大成就,研制出一大批世界第一的成形装备,实现了三大技术跨越,形成了规模最大的研究队伍,我国塑性成形技术总体水平进入世界先进国家行列,多个单项技术和装备达到国际领先水平。选择了其中8项最具代表性成果,并介绍其在塑性工程理论和技术上取得的重大突破以及对国家重大装备研制的突出贡献,分析了我国塑性成形技术与国际领先水平的差距。最后对我国塑性成形技术发展将呈现出的“三超两高”五大发展趋势进行了展望。

基于形色筛选的苹果园羽化害虫粘连图像分割方法

针对苹果园害虫识别过程中的粘连问题,提出了一种基于形色筛选的害虫粘连图像分割方法。首先,采集苹果园害虫图像,聚焦于羽化害虫。害虫在羽化过程中已完成大部分生长发育,其外部形态、颜色、纹理更为稳定显著。因此,基于不同种类害虫的形色特征信息分析,来获取害虫HSV分割阈值和模板轮廓。其次,利用形状因子判定分割粘连区域,通过颜色分割法和轮廓定位分割法来实现非种间与种间粘连害虫的分割。最后,对采集的苹果园害虫图像进行了试验分析,采用基于形色筛选的分割法对单个害虫进行分割,结果表明,本文方法的平均分割率、平均分割错误率和平均分割有效率分别为101%、3.14%和96.86%,分割效果优于传统图像分割方法。此外,通过预定义的颜色阈值,本文方法实现了棉铃虫、桃蛀螟与玉米螟的精准分类,平均分类准确率分别为97.77%、96.75%与96.83%。同时,以Mask R-CNN模型作为识别模型,平均识别精度作为评价指标,分别对已用本文方法和未用本文方法分割的害虫图像进行识别试验。结果表明,已用本文方法分割的棉铃虫、桃蛀螟和玉米螟害虫图像平均识别精度分别为96.55%、94.80%与95.51%,平均识别精度分别提高16.42、16.59、16.46个百分点。这表明该方法可为果园害虫精准识别提供理论和方法基础。

数字孪生驱动的巷道自动成形截割虚拟调试方法研究

针对目前巷道自动成形截割控制调试周期长、调试成本大、安全风险大、成形质量难以评价等问题,提出了一种数字孪生驱动的巷道自动成形截割虚拟调试方法。采用基于即时外观建图(RTAP−MAP)技术重建巷道三维环境,构建掘进机控制系统模型,形成虚拟调试环境,并利用虚拟传感器技术实现物理空间到虚拟环境状态的精准映射。针对难以量化评估断面成形质量的问题,确立了巷道自动成形截割性能评价方法,以断面成形截割控制过程在数据传输中心的记录为基础,主要对断面成形精度、截割效率与油缸开关次数、硬岩切割调整、超挖欠挖4个评价指标进行计算,从而为深度学习算法的迭代优化提供精准反馈信号,并提出了一种融合强化学习的自动截割控制策略,以提高自动化作业的适应性和精确度。为验证该虚拟调试方法的有效性和准确性,搭建了掘进机自动控制实验平台,并将虚拟调试系统应用于掘进巷道成形截割自动控制程序中。虚拟仿真结果表明:①被调试软件在控制关键点位处的X,Y,Z轴定位误差的最大值分别为74.8,72.93,123.67 mm,说明虚拟调试方法的定位精度达到性能要求。②虚拟样机与物理样机轨迹基本一致,说明该调试方法实现了对物理空间的映射。应用结果表明:①强化学习控制器在虚拟掘进测试中适应了复杂环境,将虚拟传感器输入有效转换为精准控制指令,验证了模拟−现实迁移训练的可行性。通过处理掘进精度和避免超欠挖的实时反馈,控制器学习并优化了策略。②优化后的断面成形截割控制性能得到了提升,根据数据库中控制量时间戳的记录,用时126 s,较优化前耗时减少了8 s。③优化后截割部末端轨迹跟踪最大误差为6.0 mm,较优化前降低了0.3 mm,避免了截割轨迹抖动导致的欠挖,同时使得轨迹和断面更加平滑。

重庆针形绿茶滋味特征及主要贡献物质

滋味是评定茶叶品质的重要指标,为探索重庆针形绿茶滋味特征,该文通过检测分析绿茶主要呈味物质组分及含量,结合主成分及滋味物质贡献度进行分析。结果表明,重庆针形绿茶味感表现浓醇而鲜爽,总体品质较好。主要品质指标:水浸出物含量在45.2%~49.6%,多酚含量在14.7%~21.6%,游离氨基酸含量在2.8%~5.6%,咖啡碱含量在3.4%~4.7%(均为质量分数)。主成分分析表明,天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸12种氨基酸组分和没食子酸(gallic acid,GA)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)3个组分为重庆针形绿茶滋味主要特征成分。而通过滋味物质贡献度[浓度/阈值(dose-over-threshold,Dot)]分析出天冬氨酸、谷氨酸、GA、表没食子酸儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)、ECG、EGC、儿茶素(catechin,D/L-C)对滋味的形成有重要贡献。滋味成分聚类分析表明永川、巴南两地的针形绿茶聚类效果较好。该研究为重庆针形绿茶品质成因及品质改善研究提供参考。

齿轮精密塑性成形理论技术装备研究与应用

齿轮是传动系统的核心基础件,被广泛应用于机械、汽车、航空航天装备等领域。齿轮传统制造技术为切削加工,其材料利用率低、加工周期长,特别是金属流线切断,损害齿轮性能,无法满足高端装备发展需求。齿轮精密塑性成形制造技术具有节能、节材、高效和优质等特点,是高性能齿轮技术发展方向。阐述了齿轮精密塑性成形理论方法,分析了国内外圆锥直齿轮、圆柱直齿轮和圆柱螺旋/斜齿轮精密成形技术特点;介绍了齿轮精密成形典型装备及产线,总结了齿轮无切削摆辗精密成形和锻造精密成形应用情况。此外,展示了圆锥螺旋齿轮多自由度包络成形和非圆齿轮锻造成形新方法,为高性能齿轮无切削成形制造技术装备研究与应用提供了参考。

铝合金塑性成形粗晶现象的研究进展

铝合金经过热塑性变形或者塑性变形+热处理后,可能发生晶粒异常长大而形成粗晶。粗晶会大幅降低构件的力学性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能,因此必须得到有效控制。对铝合金塑性成形粗晶的研究主要集中在2×××、6×××、7×××系热处理可强化型铝合金以及5×××系热处理不可强化型铝合金,研究内容已经覆盖塑性成形工艺、热处理制度、微观组织演变、数值仿真模拟等方面。为了明晰铝合金塑性成形构件粗晶现象的研究现状,为相关研究提供参考,对铝合金塑性成形粗晶现象的研究进展进行了梳理。首先,分析了材料成分、变形温度、变形速度、固溶温度、固溶时间和模具结构对晶粒异常长大的影响;其次,从晶粒取向分布、应变诱导储能和第二相钉扎作用的角度总结了晶粒异常长大的机理;再次,归纳了包括改变坯料初始状态、合理的锻造技术和中间形变热处理等有效抑制粗晶产生的方法;最后对未来的研究方向进行了展望。

闽楠-杉木人工混交林混交比对闽楠生长形质和空间利用能力的影响

为了分析混交比例对闽楠-杉木人工混交林中闽楠生长形质性状、空间利用能力的影响,明确珍贵用材树种闽楠的经营方向,以江西省分宜县上村实验林场6年生闽楠-杉木人工混交林和闽楠纯林为研究对象,分析不同混交比例处理对闽楠生长、干形形质、空间利用能力的影响,并通过主成分分析方法综合评价不同混交比例的闽楠生长表现,筛选出最佳混交模式。结果表明:(1)混交处理促进了闽楠生长,改善了闽楠干形形质。2楠1杉混交处理中,闽楠的胸径、树高、单株材积、枝下高、枝下高比例均为最大,分别比闽楠纯林增加了21.44%、31.78%、79.41%、48.00%、30.23%(P<0.05);但尖削度和胸高形数均小于闽楠纯林,尖削度和胸高形数分别降低了24.43%、7.20%。(2)混交处理提升了闽楠的空间利用能力。混交林的平均冠幅、冠高、树冠体积、树冠表面积、生长空间指数均显著高于闽楠纯林,各指标分别提高了6.49%~10.27%、11.28%~27.89%、45.36%~86.09%、27.56%~44.39%、13.24%~36.76%;但混交林的树冠圆满度均低于闽楠纯林。(3)混交处理能够改善闽楠的生长特征和空间利用能力,综合评价得分由高到低依次为2楠1杉(2.282)、1楠1杉(1.479)、3楠1杉(0.973)、纯林(-1.365),2楠1杉混交处理为最优混交比例。因此,营建闽楠-杉木人工混交林可提升闽楠的生长形质和空间利用能力。

GH4169合金塑性加工成形与组织调控方法综述

针对高温合金零部件的精密成形制造由于工艺复杂、成形效率和精度低,其微观组织、力学性能及成形精度难以协同控制的问题,采用组织调控和成形工艺优化作为实现高温合金零部件成形成性一体化制造的有效手段。作为一种高温稳定相,δ相常出现于塑性变形及热处理过程中,其析出量与形貌影响合金的微观组织及力学性能。因为零件结构及服役条件的差异,所要求的组织、性能和采取的制备工艺也不尽相同。介绍了环类、盘类及叶片类3类典型的GH4169合金零件的塑性加工技术,同时引出δ相在其中起到的作用,继而对δ相的析出、球化和溶解等演化行为及其对合金变形行为和力学性能的影响进行了阐述与总结。

汽车变速器支架冲压成形工艺参数优化

该文以汽车变速器支架为研究对象,利用Dynaform软件研究其冲压成形过程出现的常见缺陷和问题。首先采用单因素分析确定正交试验的参数范围,然后通过正交试验和极差分析,获得各参数对最大减薄率的影响主次顺序,即冲压速度大于摩擦系数大于模具间隙;对于最大增厚率,冲压速度大于模具间隙大于摩擦系数,相对最优工艺参数组合为摩擦系数0.100、模具间隙1.44 mm、冲压速度1000 mm/s。最大减薄率的数值为15.345%、最大增厚率的仿真数值为16.017%,优化后的零件成形质量良好,可降低破裂的风险。

混合现实技术在椎体成形治疗中的应用

背景:如何提高椎体成形术中穿刺的精准性、减少手术损伤、提高手术效率是目前椎体成形治疗技术探索和改进的焦点之一。目的:探讨混合现实临床设计方案在脊柱骨折经皮椎体成形过程中应用的临床意义。方法:选择2023年6月大连市第二人民医院收治的2例脊柱骨质疏松性腰椎椎体压缩骨折患者,患者术前行腰椎128排CT扫描并获得医学数字成像和通信原始数据,Visual Volume软件构建脊柱压缩性骨折三维网络模型。运用全息影像眼镜将三维网络模型影像精确映射于真实世界,协助术者完成术前模拟、术前病情及治疗方案阐述,以及术中引导穿刺及骨水泥注射。结果与结论:①在混合现实临床设计方案辅助下可实现经皮椎体成形治疗的精准穿刺,术后影像学检查示骨水泥充填良好、无明显渗漏,术后患者症状缓解良好,术后当天即可下地活动;②提示混合现实临床设计方案有助于术者术前进行完善的手术设计、提高与患者及家属的沟通效率;术中协助精准穿刺、缩短手术时间、减少副损伤,是一种新的有效的临床诊疗模式,在脊柱外科微创化、精准化、个性化的治疗中具有发展潜力。

微型胶囊机器人外壳的淹没式空化射流成形质量分析

目的针对微型胶囊机器人外壳成形的技术难题,提出了一种基于淹没式空化射流冲击箔材的微型机器人外壳成形方法,分析了微型外壳的成形质量。方法基于微型胶囊机器人外壳的特征尺寸设计模具,利用淹没式空化射流试验装置,完成了对T2铜箔的高能冲击成形试验,分析了淹没式空化射流的成形原理,讨论了微型外壳的成形深度、表面粗糙度、厚度减薄率以及纳米硬度。结果在空化射流冲击成形过程中,微型外壳成形深度的增长率随成形时间的延长而减小,最大成形深度可达291.4μm(模具最大深度为300μm);成形后微型外壳表面粗糙度Ra值由0.7897μm逐渐增加至1.0576μm,厚度减薄率为10%~25%,纳米硬度提高了21.78%~46.64%,最大硬度增长率出现在刃口处。结论在淹没式空化射流成形过程中,微型外壳的成形深度与模具的相当,微型外壳表面存在小幅度粗化现象,成形后减薄率降低,纳米硬度大幅提高,抵抗外界破坏能力提高。

复杂微型构件特种能场辅助微成形研究进展

随着复杂微型构件特征尺寸的不断减小,尺度范围不断扩大,材料种类日益增多,单纯依靠模具施加载荷的塑性微成形技术受到越来越多的挑战,成为制约微型构件实际应用的关键技术瓶颈。特种能场微成形技术利用超声场、电场和电磁场等能场与材料相互作用产生的特殊物理效应进行微加工,可以明显改善材料的塑性流动,降低微成形载荷,从而显著提高微型构件成形质量。本文综述了超声场、电场和电磁场等特种能场作用下塑性微成形的研究进展。首先探讨了特种能场作用下材料力学性能响应机制及微成形尺度极限,其次介绍了特种能场作用下微成形过程中材料微观组织结构演化与缺陷形成机理,最后总结了特种能场辅助微成形的关键工艺参数及其对成形质量的影响规律,强调了通过优化工艺参数实现高精度成形的重要性,为复杂微型构件的低成本、高效制造提供了新的技术路径。

俯仰式播种单体仿形性能检测试验台设计与试验

为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行静力学分析和模态分析,验证结构设计的合理性。为检验俯仰式播种单体仿形性能检测试验台的实际检测效果,以德邦大为1205型牵引式免耕精量播种机播种单体为研究对象,先以液压杆伸出量与传送带速度为试验因素,以监控系统误差为评价指标进行试验。试验得出,在液压杆伸出量为0~200 mm范围内,监控系统角度传感器最大误差为0.69 mm;在传送带速度8~19 km/范围内,光电编码器最大误差为0.18 km/h。确认监控系统准确性后,再以单体速度为试验因素,采集速度8、10、12 km/h下地块的起伏数据为目标曲线,以地形起伏模拟曲线的绝对误差平均值为指标进行单因素试验,试验得出,所设计的试验台可有效模拟田间地面的起伏频率与起伏量,绝对误差平均值为1.86 mm,满足播种单体仿形性能检测需求。

陶瓷增强铝合金互渗相复合材料的半固态设计和成形

目的开发一种针对金属-陶瓷互渗相复合材料生产的高效方法,以提升该类材料在高温高负荷环境中的使用寿命和工作可靠性。方法采用数值扫描技术研究了半固态成形过程,以铝合金为金属成分、氧化铝开孔体为陶瓷成分,制备了复合材料。通过模拟2种腔体(开放式和封闭式)的金属陶瓷压铸成形过程模拟不同的模腔设计,详细分析了腔体内的压力水平及其分布情况,探讨了压铸温度、金属液相体积分数等参数对材料成形质量的影响。结果封闭模腔能够在成形过程中产生更加均匀的压力分布,有助于减少如气孔、未渗透区域等材料缺陷,并提高金属与陶瓷之间的互渗质量。与封闭模腔相比,开放模腔在控制材料均匀流动和确保渗透效果方面效果较差。结论采用封闭模腔的半固态成形工艺能显著提升金属-陶瓷互渗相复合材料的整体质量和性能,有效减少成形缺陷,为高性能金属-陶瓷复合材料的制备提供了一种有效路径。

职业教育新形态教材的主要特征、实践审视与开发策略

“教材形态”是教材作为一种教学中介的外在形态与内在形态的表征形式,教材形态变化引领着课程教学的变革,进而影响着教育的高质量发展。职业教育新形态教材具有内容选择的职业情境性、编写体例的工作过程性、知识与技能更新的及时性、学习内容的丰富性和学习环境的可交互性等特征。职业教育新形态教材开发实践中,存在教材定位偏离起点、教材质量参差不齐、开发团队水平不高等问题。职业教育新形态教材的开发策略为:回归培养“完整人”的逻辑起点;完善教材开发团队的运行机制;践行工作过程系统化编写体例;导入学习情境化模块单元。

异形孔筒形锻件成形表面不平整度分析及验证

针对异形孔筒形锻件成形过程中金属在反向流动中流速不均匀导致的锻件上表面产生不平整缺陷的问题,以椭圆孔筒形锻件为例,采用数值模拟与试验相结合的手段,探究了锻件上表面不平整现象的成因。分别从一维、二维、三维建立了异形孔筒形锻件上表面不平整度的评判准则,进一步揭示了成形工艺参数对异形孔筒形锻件上表面不平整度的影响规律。结果表明:异形孔筒形锻件上表面不平整度随模具预热温度的升高而降低,随坯料始锻温度的升高而增大,始锻温度比模具预热温度对上表面不平整度的影响更大;提高成形速度可以降低金属的流动阻力,减小坯料的温降,改善坯料变形和温度分布的均匀性,从而降低异形孔筒形锻件上表面的不平整度;异形孔筒形锻件上表面不平整度还受椭圆孔短长轴比值的影响,凸模横截面积恒定时,随短长轴比值增大,不平整度评价指标均呈下降趋势;凸模短轴值恒定,长轴值超过锻件外径的2/3时,随短长轴比值增大,不平整度评价指标呈现先增大后减小的趋势,长轴值小于锻件外径的2/3时,不平整度评价指标随短长轴比值增大呈现下降趋势。

基于摆动激光扫描的GMAW焊缝成形调控

将摆动激光与GMAW工艺复合,利用“8”字形摆动激光扫描液态熔池,对其温度场和流场进行调控,以改变熔池温度梯度,主动调控熔池流动以改善焊缝成形.在6061铝合金板材表面进行堆焊试验,重点探究了光丝间距、摆动幅度、激光功率对于焊缝成形的影响,采用高速摄像机拍摄激光扫描熔池过程.结果表明,摆动激光扫描可以有效抑制成形缺陷的发生,当摆动激光扫描熔池中部时可以获得最佳的焊缝成形效果.摆动激光扫描降低了熔池温度梯度分布,同时激光扫描产生的激光蒸发反力可以驱动熔池流动,促进了液态熔池的流动铺展,从而有效抑制了不规则焊缝成形缺陷,减少焊缝内部气孔和裂纹缺陷.调节摆动激光摆幅可以在一定范围内对焊缝宽度进行调控.