摘要：针对在由力学挠曲特性推导的拉弯矫直弯曲曲率公式中存在理论计算值与实验测量值误差较大的问题,将弯曲单元中的带材曲线假设为抛物线,推导出带材张力切向角度与张力和矫直辊压弯量之间关系的计算公式,对原曲率计算方法进行了优化。并以304不锈钢为研究对象进行了弯曲曲率测试实验,通过对带材下表面的弯曲曲线进行多项式拟合,分析出弯曲曲率实验值,并与理论计算值对比分析。结果表明,原公式计算结果与实验值误差在2.1%~127.0%,优化公式计算结果与实验值误差在2.3%~21.6%,优化曲率计算结果的最大误差比原公式计算结果最大误差小105.4%,说明该公式计算的弯曲曲率与实际拉伸弯曲更吻合。

摘要：针对传统金属棒材表面缺陷人工检测方法速度慢、效率低,工作环境差,且工人长时间工作导致的视觉疲劳会造成漏检,错检的问题,提出一种计算量小且稳定性高的检测算法。首先,采用同态滤波与CLAHE对使用检测系统采集的原始图像进行预处理;然后,利用保持平移不变性的非下采样剪切波变换(NSST)对预处理后的图像进行分解,对分解得到的高频成分采用各向异性扩散与改进的自适应gamma校正进行滤波与图像增强;同时,将低频成分与二维高斯函数作卷积运算,从而达到均匀背景的目的;最后通过NSST重构可得到质量较高的原始图像,结合形态学运算及Sobel算法实现划痕缺陷数量、尺寸及位置的检测。实验表明,算法的缺陷检测准确率为93.8%,平均检测时间为0.673s,可满足工业要求。

摘要：为了提高大型球面滚子轴承的使用寿命,对大型球面滚子轴承进行优化设计。利用Workbench软件建立了切分轴承的静力学有限元分析模型,并使用多种优化模型对球面滚子轴承进行优化设计。以轴承的疲劳寿命、接触应力和切应力为目标函数,以接触角、滚子半径、滚子长度和滚子轮廓半径为设计变量,从几何结构、接触状态和接触强度三方面给出约束条件,求得轴承的最优结构参数,并对优化结果进行敏感度分析。优化结果表明,求得的最优结构参数可以有效提高大型球面滚子轴承的使用寿命。

摘要：顶板水平井是实现碎软煤层煤层气高效抽采的有效技术途径,穿层压裂是决定顶板水平井成败的关键工程手段,对顶板水平井穿层压裂裂缝扩展行为的深刻理解是穿层压裂方案优化设计的基础。通过交叉偶极子声波测井解释得到碎软煤层及其顶板岩石力学组合特征,建立基于岩石力学强度的“顶板-煤层”胶结物理模型,开展顶板水平井穿层压裂物理模拟试验,研究顶板水平井穿层压裂裂缝扩展规律及穿层压裂效果的敏感性因素。结果表明:水平井位置、注入排量、射孔方式及垂向与水平应力差是影响顶板水平井穿层压裂裂缝扩展形态的4个重要因素。穿层压裂效果随水平井与煤层间距和注入排量的增加而减弱,随垂直与水平应力差的增大而增强,定向射孔具有诱导裂缝向煤层扩展延伸、提高穿层压裂效果的作用。穿层压裂效果对垂向与水平应力差因素最敏感,定向射孔和注入排量影响因素次之,对水平井与煤层距离的敏感性最低。研究结果可为碎软煤层顶板水平井穿层压裂参数优化设计及效果评价提供依据。

摘要：煤矿开采当前仍然处于部分无人化的发展阶段,人仍然在综采系统中扮演着重要的角色。智能化综采工作面应该在当前智能化装备和技术的基础上,依靠人(包括巡检工、集控工和维护工)与设备环境的深度人机协作,最终达到安全高效运行的目标。因此,基于在“XR+”领域长期的实践,从“人本智造”的角度出发,对综采工作面人机协同智能化运行模式进行探索。首先对比分析井下3类工种与地面工种的工作环境,得出3个工种在未来如何提升到智能操作工的升级路径;提出了基于多功能平行系统的综采工作面多工种协同运行模式框架,搭建“人-机-环”深度融合的综采工作面全局虚拟场景,并以此为基础进行智能推演,对3工种之间以及和多功能虚拟平行系统的协同交互方式进行设计。接着对其中的一些关键技术,如参数化虚拟矿工模型、真实矿工与虚拟矿工的实时联动、巡检手势集设计和井下协同维护系统等进行研究;最后对多功能平行系统的多工种培训、巡检工虚拟操作、集控工人机优化、维护工协同运行和多工种协同进行了相关的测试,实现了3工种之间以及与多功能平行系统的实时交互;最终形成“全局细节兼掌控+机器智能推结果+多工种协同决策”的协同操作模式,共同完成高质量远程监视、干预、巡检和维护操作,提升工作面运行效率和可靠性。

摘要：氧化皮中的微孔洞直接影响着氧化皮的破裂性能。利用分子动力学(MD)模拟软件Lammps对含有微孔洞的FeO/Fe多晶模型进行拉伸模拟,研究了不同微孔洞数量情况下微孔洞尺寸对多晶FeO/Fe模型拉伸断裂的影响。研究发现,微孔洞数量相同时,FeO模型的抗拉强度随孔洞尺寸的增大呈现“下降→上升→下降”的趋势,表明了在一定范围内的孔洞尺寸会提高材料的抗拉强度,然而,此时的孔洞尺寸会降低材料的断裂韧性。中心对称参数CSP显示,原子紊乱程度由高到低的区域依次为孔洞处、晶界处、FeO/Fe界面处及FeO晶粒内部。研究结果为氧化皮的破裂机理提供了新的研究思路。

摘要：针对目前定向钻机的监测主要依靠人力,其故障的诊断主要依靠专家经验,速度缓慢,效率较低,提出基于一维卷积神经网络(1D CNN)的定向钻机故障诊断专家系统,利用1D CNN实现了推理机的设计,利用SQL Server 2005建立知识库,最后通过LabVIEW和Python混合编程开发专家系统。经模拟测试,该专家系统能快速给出故障原因、部位和处理建议,提高了定向钻机故障诊断的速度和效率,为进一步实现矿用装备的智能化奠定基础。

摘要：为了增韧Si_(3)N_(4)基陶瓷材料,以钨(W)作为第二相材料,Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)作为烧结助剂,采用气压烧结法制备了W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料。研究了W含量对W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料致密性、力学性能以及结构的影响。结果表明:在W含量小于5%(质量分数)时,样品致密度均达97%以上;在W含量为5%(质量分数)时,获得的W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料综合性能最佳,弯曲强度、硬度和断裂韧性分别为(670.28±40.00)MPa、(16.42±0.22)GPa和(8.04±0.16)MPa·m^(1/2),相比于未添加金属W的Si_(3)N_(4)陶瓷材料分别提高了38.08%、13.08%和44.34%;通过分析W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料样品抛光面和压痕裂纹的微观结构,发现W的引入能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制,消耗裂纹扩展能量,从而改善Si_(3)N_(4)陶瓷的断裂韧性。

摘要：针对当前宽厚板板形在线智能化检测的需求,设计一种单激光器多相机的宽厚板板形测量系统,提出一种基于唯一激光平面的多相机坐标系姿态校准标定方法。板形测量系统由分别位于宽厚板矫正机前后的两个相同的子系统组成,子系统采用多相机测量视野拼接的方式,实现宽厚板板形的检测;利用相邻相机公共视野中同一姿态标定板世界坐标系的唯一性,将多个相机的坐标系映射在基准坐标系下,根据实际激光平面的唯一性将多个相机坐标系统一为同一姿态,并通过统一坐标后相邻相机点云数据的位置关系,实现多相机测量数据的快速拼接,完成多相机结构光测量系统坐标系的标定。试验结果表明,该方法准确有效,为大视场结构光三维测量提供了一种有效的测量标定方法。

摘要：随着稳定同位素示踪代谢组学技术的广泛应用,对数据的全面分析和深入挖掘显得尤为重要,代谢流分析是主要的技术手段之一,特别是在葡萄糖代谢研究中受到高度关注。代谢流分析技术将同位素示踪与数学模型结合,推导计算出代谢物间的代谢通量,为研究提供了更多的信息,更清晰、具体地反映了一个动态的代谢过程。本文对代谢流分析在葡萄糖代谢研究中的基本流程、注意事项、应用实例等进行综述,为基于稳定同位素示踪代谢组学的代谢流分析技术研究葡萄糖代谢提供科学依据。