自动化技术

  • 压缩SSD低空小目标检测算法研究

    康鑫英;张德育;王君;

    采用SSD模型对低空飞行目标进行检测,为提高模型检测速度,进行SSD模型压缩。首先,在SSD模型的激活层后添加批量归一化(BN)层,为各通道引入比例因子;然后,联合训练比例因子,使其数值与通道的重要性相关联,再采用正则化方法对比例因子进行稀疏化处理;最后,通过衡量比例因子的大小,剪除重要性低的通道,以70%的剪枝率对检测模型进行通道剪枝。实验结果显示,模型压缩率达到18.4%,检测精度值提高了0.3%,检测速度由原来的每秒28帧提升至每秒61帧。

    2022年06期 v.41 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 882K]
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  • 基于嵌入式平台的安全帽实时检测方法

    李发伯;刘猛;景晓琦;

    基于深度学习实现施工现场人员是否佩戴安全帽的检测方法因卷积神经网络层数多、结构复杂、计算量庞大,难以在嵌入式平台上实现实时检测。针对该问题,提出一种基于改进YOLOv4-Tiny的轻量化网络算法。该算法首先通过改进特征提取网络进一步融合多尺度特征信息以提高对小目标区域的识别能力;其次通过引入EIOU损失函数提高定位精确度以及模型收敛速度;最后采用聚类算法K-means++提取先验框中心点,选取更为合适的先验框,用于提高检测的精度及速度。实验结果表明,采用改进后的算法在嵌入式平台上进行安全帽佩戴检测,均值平均精度达到92.47%,较YOLOv4-Tiny提高了12.91%,实现了每秒20.16帧的实时检测速度,达到了实时检测的要求。

    2022年06期 v.41 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K]
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  • 基于动态变化自适应惯性权重混沌粒子群算法

    王翠;姜学军;

    针对标准粒子群优化算法(SPSO)在收敛过程中的早熟缺陷以及算法后期收敛变慢现象,提出一种综合改进的基于惯性权重动态变化的混沌粒子群优化算法。该算法利用混沌运动的随机性、遍历性和规律性等特点对粒子群进行混沌寻优,并采取基于惯性权重自适应变化的动态调整策略,使算法实现在进化过程中动态调整惯性权重以适应复杂的迭代过程,从而得到最优结果。算法通过使用几种经典的测试函数进行实验,Matlab仿真结果表明,该算法寻优能力较强且具备较快的收敛速度。

    2022年06期 v.41 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K]
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  • 基于箱形图的自适应分段非线性变换算法研究

    丁帅帅;于洋;冯迎宾;

    为解决红外相机拍摄的图像成像效果差、目标主体不明显等问题,提出一种基于箱形图的自适应分段非线性变换图像处理算法。该算法通过对灰度图像像素灰度值进行排序分位,找出集中分布的灰度区间,以灰度区间两个端点值为分段点,实现自适应选取分段参数的功能。为调整曲线形状,在灰度集中分布区间的右侧外选取一点作为分段点,并对所有分段点进行三次样条插值,生成非线性曲线,用以实现图像的非线性灰度变换。实验结果表明,提出的基于箱形图的自适应分段非线性变换算法能够提高图像前景目标的亮度,同时能抑制背景色,图像过渡平滑,与传统算法相比,能实现自适应非线性变换且获得良好的增强效果。

    2022年06期 v.41 19-25+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1239K]
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材料与化工

  • Fe3O4改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

    张丽芳;武欢;张乐;

    为提高壳聚糖吸附性能,采用化学交联法制备Fe_3O_4改性壳聚糖,研究其对水中Cr(VI)的吸附去除。采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱表征改性壳聚糖,考察Fe_3O_4、戊二醛用量和超声破碎时间对改性壳聚糖吸附能力的影响,探究适宜的吸附条件,并对其吸附热力学进行分析。结果表明:改性后的壳聚糖表面褶皱、粗糙,可见大量Fe_3O_4颗粒;当Fe_3O_4用量为0.25g/g、2.5%戊二醛用量为25mL/g、超声破碎5min时,制备的Fe_3O_4改性壳聚糖在溶液pH值为4时对Cr(VI)的吸附性能较佳,去除率为57.37%;改性壳聚糖对Cr(VI)的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附过程自发吸热。

    2022年06期 v.41 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
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  • 掺合料对磷酸镁水泥微观结构及耐水性影响的研究

    郝括;刘润清;张尧;杨元全;

    磷酸镁水泥凝结速度快、早期强度高、耐磨性好,但其耐水性较差,长时间浸泡水中或者长时间处于潮湿环境下强度会倒缩,为此在磷酸镁水泥中分别加入粉煤灰、普通硅酸盐水泥、硅灰等无机掺合料,研究在静态和动态水环境下掺合料对磷酸镁水泥耐水性能及微观结构的影响。结果表明:粉煤灰、普通硅酸盐水泥、硅灰改性均可改善磷酸镁水泥的耐水性,其中硅灰改性磷酸镁水泥的改善效果最为明显,其在静、动态水环境中浸泡7d的强度保留率均可达到90%以上,质量保留率在99.4%以上;掺合料的加入对磷酸镁水泥水化产物影响不大,主要水化产物仍以K型鸟粪石为主;掺入硅灰的磷酸镁水泥经动水浸泡后密实性最好。

    2022年06期 v.41 34-40+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K]
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  • 二次淬火温度对G20CrNi2Mo轴承钢力学性能的影响

    崔皓哲;王培;蒋中华;张玉妥;

    通过金相显微镜、扫描电子显微镜、冲击试验等分析二次淬火温度对G20CrNi2Mo轴承钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在780~860℃二次淬火温度范围内,晶粒尺寸随着温度的升高而减小,三种不同淬火温度下G20CrNi2Mo轴承钢基体组织均为马氏体组织,且马氏体组织板条尺寸随淬火温度升高而逐渐细化;对不同二次淬火温度下经170℃回火后的G20CrNi2Mo渗碳轴承钢试样进行力学性能检测,发现屈服强度和抗拉强度在860℃最大,分别为1212.5MPa和1431MPa,室温冲击韧性和伸长率在二次淬火温度为780℃时最高,达到121.50J和16%;三种不同淬火温度下洛氏硬度值大于40HRC,残余奥氏体含量≤1.0%,均达到轴承钢的应用要求;二次淬火温度为820℃时强韧性匹配最好。

    2022年06期 v.41 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 3543K]
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  • 聚吡咯纳米线的化学氧化法合成与性能研究

    戴娃子;赵海涛;王余莲;

    以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板、磷酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化法合成聚吡咯(PPy)纳米线,分别采用X射线衍射仪、扫描电镜和网络矢量分析仪对PPy纳米线的结构、形貌、介电性能和微波吸收性能进行研究。结果表明:合成的PPy纳米线形貌较规整,直径约为60~90nm;阳离子表面活性剂CTAB在水中形成的胶束成为合成PPy纳米线的软模板,聚合过程受到胶束形貌的诱导控制;形貌规整的纳米线在5~20GHz频率范围内,随着频率的增大,复介电常数ε的实部ε′值总体呈下降趋势,虚部ε″值则总体先增加后降低,在12.3GHz处达到最大值6.98;厚3mm的PPy纳米线涂层在5~20GHz频段内反射损耗均低于-7.27dB,在12.6GHz处达到最小值-10.95dB,表现出较好的宽频吸收特性。

    2022年06期 v.41 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2077K]
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  • 粉煤灰对20~-70℃低温冻融环境下混凝土力学性能的影响

    周一飞;姜挺;杨元全;张冰;

    混凝土因其良好的强度及耐久性,近年逐渐应用于低温甚至超低温环境,其低温服役环境下的力学性能愈发受到关注。本文主要研究粉煤灰掺量对混凝土在经历20~-70℃低温冻融前后力学性能及微观结构的影响。结果表明:低温冻融前后,龄期为28d的混凝土试件抗压强度均随粉煤灰掺量的增加而持续降低,龄期为150d的混凝土试件抗压强度随粉煤灰掺量的增加呈先降低后增加而后再降低的趋势,在掺量为20%时抗压强度最大,为65.25MPa,并具有最好的抗冻效果,龄期在28d和150d的试件抗压强度损失率仅为1.3%和1.5%;粉煤灰对试件冻融前后的劈裂抗拉强度无明显提升作用;冻融循环后的多害孔(孔径≥200nm)数量增加及裂缝发展是混凝土性能降低的主要原因;掺入粉煤灰可以提升混凝土的密实度、降低孔隙率、增加少害孔(孔径为20~200nm)的比例,从而提升其抗冻性。

    2022年06期 v.41 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K]
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  • 高比表面积羟基硅酸镁的制备及其形成机理研究

    王琪浩;王余莲;王楠;李闯;张俊;朱益斌;刘珈伊;时天骄;林永瑾;田伊笛;苏德生;袁志刚;

    以Na_2SiO_3·5H_2O和MgCl_2·6H_2O为原料,采用沉淀法制备高比表面积羟基硅酸镁,利用X射线衍射、扫描电镜、BET比表面积测试等检测手段,研究硅镁比、体系pH值、反应时间、反应温度、煅烧或水热处理对产物物相结构、微观形貌和比表面积的影响。结果表明:硅镁比为3∶1、体系pH值为10±0.05、反应时间为80min、反应温度为75℃时制得比表面积为263.37m~2/g的羟基硅酸镁;经7h水热处理,所得羟基硅酸镁比表面积增加至425.30m~2/g,提高了61.48%;羟基硅酸镁是由[SiO_4]四面体、[MgO_6]八面体及羟基形成的三层状结构,其孔道由层状结构堆叠交错而形成;溶液中的OH~-可为Si—O—Mg—OH基团和硅烷醇基团(Si—O—H)的形成提供羟基,有助于提高羟基硅酸镁表面活性和比表面积。

    2022年06期 v.41 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2023K]
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  • ZrO2泡沫陶瓷制备及组织与性能的研究

    韩子麟;赵菁;于跃;杨溢凡;管祖迈;祝贺;苏德生;

    以ZrO_2为原料、聚丙烯酸铵为分散剂、聚乙烯醇为粘结剂、富铈稀土为稳定剂,采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_2泡沫陶瓷,研究pH值、分散剂添加量和固含量对浆料流变性和稳定性的影响。结果表明,当分散剂的添加量为2%(相对于ZrO_2质量)、pH值为8时,可获得高固含量且流变性较好的浆料。为优化ZrO_2泡沫陶瓷的力学性能,研究烧结温度、保温时间及颗粒级配对材料显微结构和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为1570℃、保温时间为1h、颗粒级配为7∶3时,ZrO_2泡沫陶瓷过滤器具有最佳综合性能,此时其体积密度、气孔率、抗折强度和抗压强度分别为3.08g/cm~3、44.2%、1.39MPa和1.13MPa。

    2022年06期 v.41 66-73+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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  • 石墨烯增强铝基复合材料的动态力学性能研究

    石亚宁;杜晓明;刘凤国;

    运用分离式霍普金森压杆装置对石墨烯增强铝基复合材料进行压缩实验,研究其在不同应变率压缩下的力学响应、变形组织和力学性能。结果表明:复合材料的动态压缩应力-应变曲线表现出明显的应变率强化效应,复合材料的屈服强度随应变率的增加而增大,石墨烯含量为0.5%时,屈服强度增幅最大;高应变率压缩会引起显著的晶粒细化,主要源于大晶粒的破碎和高应变率下动态再结晶的持续发生;经动态压缩后复合材料硬度明显增加,且应变率越高,硬度越大,石墨烯含量为0.75%时硬度最大,在1500s~(-1)应变率下其硬度为153.46HV。

    2022年06期 v.41 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 3248K]
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机械工程

  • 装夹方式对铣削薄壁件加工变形的影响分析

    张文瑞;金成哲;战勇;

    在铣削加工薄壁零件时,装夹方式是影响工件加工变形的重要因素。为研究装夹方式对TC4钛合金薄壁件铣削变形的影响,首先建立铣削钛合金薄壁件的仿真模型并进行有限元分析,然后采用与仿真相同的切削参数进行铣削加工正交试验,并将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证所建立仿真模型的可靠性,进一步基于仿真模型研究不同装夹方式对钛合金薄壁件铣削变形的影响。研究结果表明:垂直叶背装夹方式对薄壁件的加工变形影响最小;三个铣削分力对薄壁件加工变形的影响程度由大到小分别为轴向力、进给力和主切削力;通过选择合适的切削用量可以减小加工变形。

    2022年06期 v.41 80-85+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K]
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数理应用

  • 某发动机冷却水套CFD分析改进

    孙绍东;方存光;刘杰;

    针对发动机水套冷却不足和不均匀的问题,提出计算流体动力学(CFD)的分析改进方法。使用UG软件对原发动机结构进行三维建模;利用Hypermesh进行网格划分;采用Fluent软件进行仿真分析,得到冷却水的流量分布、温度分布和压力损失等;结合仿真结果对原发动机结构进行改进,并将分析结果与原结构分析结果对比,验证改进方案的优劣性。研究结果表明,原发动机第三、四气缸存在较为严重的回流与冷却不足现象,改进后的结构对此具有明显的改善,更大程度上满足了水套的冷却要求。

    2022年06期 v.41 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 3537K]
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