摘要：熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均值漂移(mean shift, MS)优化模糊C均值聚类(fuzzy c-means, FCM)的图像处理算法.在优化设计焊接动态视觉传感系统中,以最大化保证图像信息采集清晰度的基础上,利用MS算法获取超像素图像以解决FCM算法对噪声的敏感性,同时在FCM算法上引入加权邻域窗口,以增强MS-FCM算法的鲁棒性,来克服烟雾、飞溅、弧光等噪声影响,进而完成图像分割与边缘提取.最后,设计出关于FCM、空间约束模糊C均值聚类(fuzzy c-means with spatial constraints, FCM_S)、加强型模糊聚类(enhanced fuzzy c-means, ENFCM)和模糊局部信息C均值聚类(fuzzy local information c-means clustering, FLICM)算法的4种不同图像处理方法,并与MSFCM优化模型进行边缘分割效果对比,获取几种方法所提取的熔宽,验证熔池几何特征的提取精度.结果表明,MS-FCM算法在船舶焊接熔池图像处理方面能有效抑制噪声干扰,平滑信息,达到较高的提取精度.

摘要：通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行850℃保温2 h后随炉冷却退火工艺处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析,结果表明,热处理态焊接接头焊缝中由α_(p)相、α_(s)相集束及点状分布的残留β相构成,没有发现焊态焊缝中的α’马氏体组织;热处理态焊接接头强度降低但断后伸长率和常温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂.通过XRD测试发现焊态焊缝中主要由α’马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α’马氏体一致,另外还发现了较为明显且尖锐的β相(110)衍射峰.

摘要：针对超低进液量条件下油水旋流分离精度难以保障问题,提出了一种微型水力旋流器结构。借助3D打印技术试制微型水力旋流器样机,开展室内分离性能测试。基于Plackett-Burman设计对影响旋流器分离性能的主要结构参数进行显著性筛选,得出了结构参数对底流口含油浓度影响的显著性排序。结合最陡爬坡设计与响应曲面法,对显著性较高的结构参数与底流口含油浓度间的数学关系模型进行构建,基于最小二乘法对模型进行求解,确定出可提高分离性能的结构参数最佳匹配方案。对初始微型水力旋流器结构及优化结构开展不同分流比、处理量以及含油浓度条件下的分离性能对比实验,实验得出优化后结构在溢流分流比为30%,处理量为1.0 L/min,含油浓度为2%时质量效率最高,达到99.85%。优化后旋流器的分离性能明显高于初始结构,实验结果验证了响应面设计优化方案的准确性,同时也证明了设计的微型水力旋流器在超低进液量条件下油水分离的高效性。

摘要：针对传统的机械式共焦扫描方法由于受机械特性或驱动技术的限制难以满足材料内部物理过程检测、缓慢化学反应可视化和活体细胞成像等应用领域的需求,深入研究了基于纯相位液晶空间光调制器(LCSLM)的聚焦光斑三维位置控制技术,利用LCSLM对入射光进行相位与振幅的同时调制,设计了无机械运动部件的三维共焦扫描系统,实现了显微物镜聚焦光斑的三维扫描。研究结果表明,利用LCSLM能够实现最大横向偏转角度为0.021rad,光束偏转的绝对误差|θerror|<3.30×10-8 rad≈1.89×10-6,且能够实现轴向[-55.6mm,55.6mm]的扫描范围。

摘要：研究对脉冲熔化极气体保护焊 (GMAW )熔池过程采用视觉传感与实时控制方法的可行性问题。由于GMAW过程的熔滴过渡现象的复杂性 ,尝试模拟焊工通过观察熔池变化等因素来调整焊接参数获取满意的焊缝成形的行为。建立了脉冲GMAW过程熔池视觉传感系统 ,宏观上将熔滴过渡对熔池特征的影响作为黑箱过程处理 ,根据脉冲GMAW弧光光谱分布和熔池图像特征提取 ,实现对脉冲GMAW熔池动态过程的实时检测。采用辨识算法建立焊接动态过程的数学模型 ,进而设计脉冲GMAW熔宽的PID控制器 ,实现对脉冲GMAW熔池宽度的实时控制。试验表明 ,建立的视觉传感系统。

摘要：针对工序集中存在需要多台设备协同完成加工的多设备工序的综合调度问题,提出一种把多设备工序设计成在多个相关设备上同时加工的多个虚拟工序的方法。该算法把产品加工树转化为多设备工序被设计成虚拟工序组的虚拟加工工艺树,为了优先调度虚拟工序组,将虚拟加工工艺树分解为以虚拟工序组为根结点的子树和剩余标准工序组成的子树,优先调度以虚拟工序组为根结点的子树;当以虚拟工序组为根结点的子树不唯一时,按子树上虚拟工序组个数多少确定子树的调度次序;对每个以虚拟工序组为根结点的子树,优先调度虚拟工序组个数较多的路径上工序;为了使相关虚拟工序同时开始加工,提出虚拟工序动态调整策略。理论分析和实例表明,所提出的调度算法能够较好地解决存在多设备工序的综合调度问题。

摘要：为提高大芯片面阵列封装的可靠性、降低工作载荷下钎料焊点内部的应力集中程度,基于力学原理对陶瓷柱栅阵列(ceramic column grid array,CCGA)封装结构进行了柔性互连设计和焊点形态设计.采用有限元方法研究了该低应力柔性CCGA互连结构在剪切载荷下的力学行为.结果表明,互连结构的峰值应力和峰值应变由设计的铜质的锥形漏斗体承担,性能薄弱的钎料及钎料/铜柱界面不再处于互连结构的应力应变集中位置,焊点内部应力应变较传统CCGA焊点降低显著;预测该低应力柔性CCGA互连焊点将具有更高的可靠性.

摘要：为解决电主轴发热及提升高速电主轴热稳定性的难题,通过研究高速电主轴的基本结构,分析电主轴冷却系统对电主轴的整体温度的影响,探究并联冷却流道、单螺旋冷却流道和双螺旋冷却流道的冷却特性,采用理论计算和有限元仿真相结合对比研究不同流道截面的冷却效果。结果表明,冷却流道截面形状换热效果由好至坏依次为拱桥形、矩形、半圆形和圆形截面,冷却流道截面形状为矩形更符合经济效益。优化后的冷却系统螺旋进水流道尺寸为25 mm×3 mm,出水流道尺寸为15 mm×3 mm时,电主轴的冷却效益最佳。

摘要：:设计并制备了一种在纯水系中荧光增强识别抗坏血酸(AA)的石墨烯量子点复合材料NB-GQDs@MOF-5,利用TEM、FT-IR和XRD对其形貌和结构进行了表征,结果表明NB-GQDs与MOF-5成功复合。荧光检测结果表明,在纯水体系中,NB-GQDs@MOF-5可在考察的有机小分子及阳离子范围内专一性地识别AA,滴加AA后引起荧光增强8.1倍,检出限为0.039μmol/L。

摘要：设计了一种能够监测土壤温度的无线智能传感器节点,硬件系统基于片上系统CC2430和DS18B20进行开发,软件部分包括温度采集和数据传输。实验表明,该节点可以实现土壤温度信息的采集和传输,且结构紧凑、工作稳定和功耗低。节点之间有效通信距离可达80 m,误码率为1%左右。可以满足精细农业作业要求,同时也为无线传感器网络通信协议的进一步研究提供了实验平台。