基于改进YOLOv8的轻量化钢筋端面检测算法研究

【目的】解决端面密集、直径尺度不统一、端面边界粘连、端面与背景融合以及端面之间存在遮挡等问题下的钢筋精确计数。【方法】提出了一种改进的轻量化YOLOv8模型框架,引入了空间和通道重建卷积模块(SCConv)和针对小目标检测的归一化Wasserstein距离(NWD)损失函数。【结果】消融试验的结果表明,SCConv模块可以在大幅减少网络参数的情况下保持网络性能,而NWD损失函数可以有效提高钢筋端面检测模型的精度,为高精度、轻量化的钢筋计数问题提供有效的解决方案。

纳米棒状LiV_(3)O_(8)电控离子交换选择性提锂的应用

通过水热-固相两步法制备了纳米棒状钒酸锂(LiV_(3)O_(8)),采用XRD、FTIR、SEM、XPS等手段测试了LiV_(3)O_(8)的结构和形貌,并考察了不同煅烧温度下合成的LiV_(3)O_(8)的电控离子交换(ESIX)性能。实验结果表明,500℃煅烧得到的LiV_(3)O_(8)拥有均匀的纳米棒结构以及最佳的电化学性能;将其制备成电活性功能膜,采用电控离子交换技术在100 mg/L的锂溶液中对Li^(+)的吸附量可达36.36 mg/g.同时LiV_(3)O_(8)对锂离子具有高选择性及稳定性,在等摩尔Li^(+)、K^(+)、Mg^(2+)混合溶液中,Li^(+)/K^(+)和Li^(+)/Mg^(2+)的选择性因子分别达到38.43和4.75,经历5次循环后,锂离子的吸附容量仍可保持98.3%.

吕梁山麓不同岩组段小流域地貌特征

选择吕梁山麓自Ar-Pt、C-O、C-P、T、Q五个岩组段10个小流域作为研究对象,借助ArcGIS软件,提取各小流域面积-纵比降关系以及河流宽度、分支比、弯曲度等地貌参数,展现了区内不同岩组段小流域地貌特征:1)在形成时间、形成环境、构造发育程度接近的情况下,吕梁山麓20 km;范围内小流域不同岩组段抗侵蚀能力由大及小依次为:太古-元古界河流>三叠系>石炭-二叠系>寒武-奥陶系>新近系-第四系黄土,抗侵蚀系数分别为2.294、2.232、1.486、1.394、1;2)小流域河流形成时间越长,水系分支比有逐渐变小的趋势;河流形成时间越短,支流间平均宽度越大;河流形成时间越久,纵比降变小,朝均衡化方向发展。

改进DM-SVDD算法的异常检测研究及应用

针对传统异常检测模型在数据不平衡情况下对少数异常类样本识别效果较差的问题,提出了一种基于改进扩散映射的支持向量数据描述算法(DM-SVDD),构建新的模型并将其应用于工业异常检测。通过引入欧氏距离和马氏距离两种距离度量公式,构造新的近邻图改进扩散映射算法,结合支持向量数据描述算法进行建模,新模型不仅提高了对多数正常类样本的识别性能,且对少数异常类样本的检测性能也优于传统模型。实验数据选取多晶硅铸锭生产过程中的配料数据,研究结果表明:对于异常类样本较少所形成的不平衡数据,与传统的异常检测模型相比,所提出的改进模型可使G-Mean最优提升15.73%,F-Score最优提升19.37%,满足工业异常检测的需求,可用于指导实际生产过程,降低生产成本。

基于形式美法则的电动物流轻卡车身侧围形态设计

通过总结形式美法则在电动汽车造型中的一般规律,归纳出设计电动物流轻卡外观造型的方法;同时,结合数学模型B样条曲线(NURBS曲线)对设计出的电动汽车造型进行定量分析,从而使得该设计更具说服力,更加符合形式美规律,使得电动汽车造型更加统一和谐,并为以后的设计提供合理的指导。

常温下煤与两个氧气分子吸附机理研究

应用分子轨道理论研究煤活性特征结构对两个氧气分子的吸附机理。通过计算表明煤活性特征结构对2个氧气分子的吸附能较大,氧气分子易与煤活性特征结构发生吸附作用。煤活性特征结构苯环对氧气分子的吸附位置位于苯环的正上方,而含氨基侧链对氧的吸附位置位于C—N键的正上方,且氧原子与N原子的距离较近。吸附引起的电子转移使氧分子O—O键的强度减弱,键长拉大。吸附在含氨基侧链上的氧气分子的净电荷发生了较大的改变,证明侧链对氧的吸附是一种比较强的相互作用,而且其得到的电子主要由C 14和N 21来提供,由于吸附在侧链的氧气分子的最高占据轨道得到了大量的电子,削弱了O—O键的作用,导致O—O键的键长拉长的作用比较明显。

基于时空融合的Landsat反射率数据时序重建与分类质量评价

多时相遥感数据的土地覆盖分类精度比单时相数据的分类精度更高,而中高分辨率传感器的重复观测频次低,严重制约了基于时间序列影像分类的精度。时空融合技术是解决时序观测数据缺失的有效手段,但该技术在基于时序数据的分类研究中的应用尚缺乏充分验证。针对此问题,以辽宁省部分地区为研究区,以Landsat和MODIS数据为研究对象,以STARFM、ESTARFM及半物理融合模型为年度Landsat时间序列数据的生成手段,以随机森林、最大似然及支持向量机方法为时序分类器,对比分析了不同融合模型与分类器的协同分类精度。实验结果表明:时空融合处理能够有效提升时序分类的精度尤其是植被类型地物,并且对分类器的选择不敏感。

稳涡内构件对旋风分离器内流场和性能的影响

旋进涡核现象会削弱旋风分离器对细颗粒的捕集效率。利用数值模拟方法研究了在排尘口处安放圆锥型稳涡部件对旋风分离器内流场及性能的影响。首先分析了圆锥对旋风分离器内的速度分布、短路流量、涡核旋转特性的影响,在此基础上统计了分离器对1μm颗粒的捕集效率,随短路流逃逸和因气流夹带而返混逃逸的颗粒比例。结果表明:圆锥的加入既能够降低旋进涡核的频率,又能抑制涡核偏离分离器几何中心的程度,从而减弱了因涡核尾端在排尘口附近的扫壁现象而造成的颗粒返混逃逸。因此,圆锥这一稳涡内构件能够有效提升分离器捕集效率。另外,它对旋风分离器主要分离空间内气流的切向速度、轴向速度和短路流等的影响不大,因而压降没有明显增加。

液压挖掘机驾驶室的舒适H点域研究

针对美国机动车工程师学会(SAE)推荐的适意线法中的不足,通过相关因素法将目标人群的统计特征参数化,提出了适应于多种目标人群H点的求解方法,并得出挖掘机驾驶室的H点曲线。采用多功能区域法对H点域进行优化,并利用CATIA系统中的人机工程模块对其进行舒适性仿真评价。结果表明,优化后的H点域有良好的乘坐舒适性,验证了H点解法的正确性。

三元合金Au-Cu-Ni/C纳米粒子对BH_4^-电催化性能的影响

为抑制直接硼氢化物燃料电池中的BH_4^-在阳极氧化反应中的水解问题,采用传统的多元醇还原法制备了Au/C,Au_1-Cu_4/C和Au_(0.5)-Cu_1-Ni_1/C等3种纳米粒子,并对BH_4^-在不同催化剂上的电氧化性能进行了测试。结果表明:所制备的3种纳米粒子均匀地分布在碳载体上,平均粒径约在8~17nm之间。BH_4^-在Au_(0.5)-Cu_1-Ni_1/C上发生直接氧化的电位最负,氧化转移的电子数最多,为6.0,大约是Au/C纳米粒子转移电子数的6倍。在贵金属Au含量均为20%的两种纳米粒子Au_1-Cu_4/C和Au_(0.5)-Cu_1-Ni_1/C上,Au_(0.5)-Cu_1-Ni_1/C有更小的电荷转移电阻331.9Ω/cm^2,3种纳米粒子的催化性能由大到小依次为:Au_(0.5)-Cu_1-Ni_1/C,Au_1-Cu_4/C,Au/C.故在二元合金催化剂Au-Cu/C的基础上发展三元合金催化剂Au-Cu-Ni/C很有必要。

氮掺杂石墨烯负载Pt复合电极催化剂的制备及其电催化性能

使用水合肼(HHA)还原氧化石墨烯(GO)制备了N掺杂石墨烯(G-N),并将其作为载体材料负载金属Pt纳米颗粒合成Pt/G-N复合催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)以及循环伏安法(CV)等测试手段,对所制备催化剂的成分、形貌以及电催化性能进行表征。结果表明,水合肼还原GO制备出Pt纳米颗粒均匀负载的Pt/GN催化剂,该催化剂具有优良的电催化氧化性能和抗CO中毒性。

复杂空间焊接钢管相贯节点受力性能有限元分析

为考察焊接钢管节点的受力性能和不同加劲肋构造措施对节点承载力的影响,对3种不同构造措施的相贯节点进行了有限元分析。分析结果表明,空间钢管相贯节点主、支管交汇处为节点受力薄弱区域,特别是以受拉支管与主管相交处更为明显,3种加劲肋构造措施对应的相贯节点极限承载力均满足设计要求,其中:节点构造A型极限承载力最低,为设计荷载的0.9倍;节点构造B型和C型在应力、应变和承载力等方面规律基本一致;节点构造C型对应的弹性设计荷载比节点构造B型提高约30%,且相应的节点极限承载力比节点构造B型提高约6.3%;对加劲肋构造措施而言,在1.3倍设计荷载作用下,节点构造B型优于C型。

双内齿矩形迷宫流道灌水器水力特性分析

在目前常用的矩形迷宫流道灌水器中加入内齿,形成双内齿矩形迷宫流道灌水器;利用流体力学软件CFD对增加内齿前、后两种类型的灌水器进行数值模拟分析,比较了两种类型灌水器的水力性能,并且研究不同内齿高度和内齿间距对双内齿矩形迷宫流道灌水器水力性能的影响。结果表明:增加内齿后形成的双内齿矩形迷宫流道灌水器的流态指数普遍比目前常用矩形迷宫流道灌水器的流态指数小,水力性能较好。流量系数随着内齿高度的增大而减小,内齿间距对流量系数的影响不大。流态指数随着内齿高度的增加呈先减小后增大的趋势,当内齿高度分别为0.3mm和1.1mm时,内齿间距对流态指数的影响不大;当内齿高度分别为0.3,0.5,0.7mm时,流态指数随着内齿间距的增加而增大;当内齿高度为0.7mm,内齿间距为0.3mm时,流态指数达到最小。

人车交互技术中的手势检测及识别方法

针对汽车驾驶环境中的手势交互需求,提出了一个基于改进的自生成神经网络的手势检测和识别方法。该方法主要分为手势分割、特征提取和手势识别三部分。首先采用基于粒子群优化的自生成神经网络聚类算法检测并分割图像中的手势区域,然后提取手势的特征信息并构造特征向量,最后通过训练自生成神经网络生成分类神经树识别手势类型。该方法对手势检测与识别的各个阶段进行了优化,实验结果表明,该方法能达到较高的识别精度,是一个可行高效的手势检测与识别方法。

电脉冲对冷轧ZK60镁合金组织及性能的影响

研究了电脉冲处理对冷轧ZK60镁合金组织和性能的影响。研究发现,电脉冲处理能提高位错移动能力,促进再结晶过程的进行,实现细晶强化。晶粒平均尺寸从均匀化处理后的110μm降至13μm左右,抗拉强度从182MPa提高至265MPa,延伸率从7.6%提高到18.1%。较高的变形量和适宜的电脉冲参数有利于再结晶过程;不同类型的孪晶在电脉冲处理过程中表现不同,拉伸孪晶被保留下来,而压缩孪晶易于再结晶。

盐穴储气库水溶建腔相似模拟理论研究

为研究天然气岩盐储气库建造过程中腔体内流场分布,以提高储气库建造效率,运用模化方法中的方程分析法推导出相似模型建立所依据的相似准则,并根据得出的修正欧拉准则,确定了相似模型的腔体直径、内管、外管在相似比1∶70条件下的具体尺寸,以此来建立相似模拟实验平台。本研究结论可为天燃气岩盐储气库建造提供理论依据。

高碳铬铁粉冷态喷动流化特性试验研究

设计了喷动流化床试验装置,研究了不同物料粒径和物料质量的高碳铬铁粉冷态喷动流化特性,考察了最大床层压降、最小喷动流化速度、床层空隙率与物料特性之间的变化关系。试验结果和分析计算表明,在同样条件下,高碳铬铁粉在喷动流化床中的起始静床层高度大于最大喷动床床层高度时,物料才具有典型的喷动流化特征;物料密度、物料粒径是影响喷动流化形态的主要因素;最大床层压降随物料质量、物料密度的增加而增大,随物料粒径的增加趋于增大;最小喷动流化速度均随物料质量、物料粒径的增加而增大;床层空隙率随喷动流化气体流量的增加而增大,物料质量对粗颗粒物料的床层空隙率影响较大,对细颗粒物料的床层空隙率影响较小。根据高碳铬铁粉的冷态喷动流化特性和形态变化,得出了高碳铬铁粉混合物料的喷动流化床操作相图。

基于同步运移理论的瓦斯抽采气固耦合数值模拟

以煤层瓦斯扩散渗流同步运移理论为基础,综合考虑瓦斯抽采过程中煤体变形引起的孔隙率、渗透率变化,建立了瓦斯抽采气固耦合动态数学模型。以晋城某矿为例,结合该矿煤层赋存特征,借助Comsol multiphysics软件进行了数值模拟,模拟结果表明在瓦斯抽采过程中有效抽采半径与抽采时间符合幂函数关系;随着煤层埋藏深度增加,上覆应力增大,煤层孔隙率和渗透率降低,是导致瓦斯抽采难度增加的主要原因,为此如何能提高煤层的渗透率和孔隙率是增加瓦斯抽采率的关键;单纯增大抽采负压对提高瓦斯抽采率影响不大。该研究结论为优化瓦斯抽采工艺参数提供了理论依据。

基于磁致伸缩共振的便携式液体黏度测量仪设计

设计了一种基于磁致伸缩共振的便携式液体黏度测量装置,可用于测量低黏度液体的黏度。在待测液体中,采集磁致伸缩振动片的共振频率,通过事先确定的共振频率和液体黏度计算公式,计算待测液体的黏度。该液体黏度测量装置主要由磁致伸缩振动片、磁铁、线圈、测量电路、按键和液晶屏组成。在测量电路中,单片机控制阻抗转换器测量线圈的阻抗变化,通过阻抗峰的顶点确定振动片的共振频率。通过测量磁致伸缩共振片在4种已知黏度的液体（异丙醇、甲醇、乙醇和丙酮）中的共振频率,确定共振频率和液体黏度的计算公式,该计算公式的测量范围为0.306-1.96MPa·s。对纯水进行测量,测量所得黏度为1.008MPa·s与已知纯水的黏度1MPa·s仅相差0.8%。