喷射沉积坯体特征尺寸的神经网络模型建立与仿真

采用神经网络技术建立了沉积坯特征尺寸模型,该模型描述了喷射成形关键工艺参数对沉积坯尺寸的影响规律,模型输出的相对误差为6.58%,RMS(均方差)为0.372mm.模型的仿真结果给出了沉积坯尺寸的变化规律,其中稳态仿真结果可用于预先确定喷射实验中所采用的合适工艺参数;而动态仿真结果表明,雾化气体压力和沉积器平移速度对沉积坯几何尺寸都有较大影响,其中沉积器平移速度具有调节范围大的优点,成为调节沉积坯几何尺寸较合适的工艺参数.     

喷射沉积柱状坯形状模型

通过坐标跟踪法建立了沉积坏形状预测模型。该模型不但考虑沉积坯任何表面点身自位置变化对沉积效果的影响，同时考虑了该点温度和其它表面点位置对该点沉积效果的影响，其计算过程严格按照喷射成形的实际过程执行，可实时计算并记录沉积坯的形貌，并验证了计算效果。本文模型可用于多种工艺下喷射沉积坯的形状预测。     

一种抗噪快速边缘检测算法

本文提出了一种快速抗噪声的边缘检测算法.首先对原始灰度图像应用快速Kirsch边缘检测算法.这样就得到了边缘的梯度和方向信息.然后基于这些信息进行边界跟踪,达到抗噪的效果,最后是细化和二值化,得到的是一个视觉上有意义的二值图像.用的是一个投票准则.为了检验本算法的有效性,将本算法与一些经典的边缘检测算子,如经典的Kirsch,Canny算子的性能进行了比较.     

喷射成形工艺参数对沉积坯质量的影响

影响喷射成形沉积坯质量的参数众多,除材料本身特性参数外,制备工艺是决定沉积坯质量优劣的关键参数。本实验主要从沉积坯的外形、孔隙率、微观组织三个方面研究喷射成形过热度、雾化压力两个关键工艺参数对M3型高速钢沉积坯质量的影响规律。研究结果表明:过热度和雾化压力对沉积坯外形、孔隙率及微观组织的影响显著。过热度降低或雾化压力提高,沉积坯组织都将得到细化。过热度增大,沉积坯底部孔隙率降低,而边缘、表面、心部区域孔隙率先减小后增大。雾化压力提高,沉积坯底部、边缘、表面区域的孔隙率增大,而心部区域孔隙率先减小后增大。在过热度为160～180℃,雾化压力为0.45～0.50 MPa的条件下,单喷嘴雾化系统可获得外形优良、心部孔隙率低于4%、组织均匀细小的M3型高速钢沉积坯。     

边缘检测算法在污损条码识别中的应用研究

针对污损条码识别速度慢和正确识别率低的问题,提出了利用图像边缘检测算子来提取污损条码的边缘特征并进行识别。分析了常用边缘检测算法的算子特征后,采用Sobel算子进行了条码的边缘检测。针对原算子的不足,提出了一种改进的Sobel算子,改进算子增加2个方向的运算模版,能克服原算子在边缘提取时图像线条较粗等缺陷。仿真实验表明,改进的算子能快速有效地识别污损条码,正确率高达98.5%。     

图像边缘检测算法比较与分析

图像边缘检测是图像处理与分析领域中重要的研究课题。分析了几种经典边缘检测算子的算法和性能特点，运用MATLAB工具进行算法的仿真，并对其结果进行比较分析。     

一种小模数齿轮边缘检测效果评价方法

利用机器视觉评定小模数齿轮精度时,在齿轮整体图像中提取的边缘特征信息不能直接描述图像中的单独目标,需要后续识别算法去适应局部的多变特征.为此提出一种基于特征图像的边缘检测效果评价方法来获取丰富的局部图像信息,用于评定小模数渐开线齿轮视觉测量系统中轮廓提取的精度.首先根据齿轮图像中渐开线齿廓边缘的函数特性建立特征图像模型;然后使用基于Zernike矩的亚像素边缘检测算法获取小模数渐开线齿轮特征图像的边缘;最后结合构建特征图像的标准函数,量化特征图像的边缘检测结果与标准函数间的偏差,用以评价边缘检测的效果.实验表明,运用小模数齿轮的特征图像评价基于Zernike矩的亚像素边缘检测算法,渐开线齿廓的检测精度优于0.58pixel.     

基于GPU的快速Sobel边缘检测算法

传统的Soble边缘检测算法的优化和实现都是针对常用处理器(CPU、DSP和FPGA等)提出的,难以应用在图像处理器(GPU)上.本文提出了一种基于NVIDIA公司CUDA架构图形处理器(GPU)的快速Sobel边缘检测算法.快速算法根据GPU的并行结构和硬件特点,采用了纹理存储技术、多点访问技术和对称计算技术三种加速技术,优化了数据存储结构,提高了数据访问效率,降低了算法复杂度.实验结果表明,快速算法充分利用了GPU的并行处理能力,在处理4 096x4 096分辨力的8位灰度图像时速度可达190 fps,是基于CPU实现的122倍.     

基于边缘检测算法的对焦评价函数改进研究

本文针对现有边缘检测算法构建对焦评价函数的不足,提出了一种改进的基于Sobel算子的边缘检测算法,该算法能在一定程度上有效地解决由计算中的方位局限产生的边缘粗糙,在极点附近尖锐性表现不明显等问题,能更好地满足对焦评价函数的性能特征。本文最后通过仿真实验证明了该改进算法可行,在峰值两侧具有很好的单调性,比其它同类算子变现出更高的灵敏度,可以较好地满足对焦评价标准。     

喷射成形工模具钢沉积坯中冶金缺陷计算分析及其消除

用有限元方法计算分析了喷射成形工模具钢沉积坯内部疏松等冶金缺陷的成因,并计算、验证了热等静压或锻轧等热加工消除内部缺陷的过程。研究表明,喷射成形工模具钢沉积坯粥状层补缩不足和冷却收缩产生的热应力是造成坯体中疏松等冶金缺陷的重要原因。热等静压采用的温度为1 170 ℃,锻造加工温度也能达到1 150 ℃,在这样温度下,工模具钢表现出一定的塑性,高温高压的热加工过程,对材料内部的冶金缺陷起到了一定的弥和作用。试验结果表明,经历热加工过程后的工模具钢内部的冶金缺陷明显减少。热等静压或锻轧等热加工可有效减少喷射成形工模具钢坯体内部的疏松等缺陷,热锻、热轧是消除沉积坯内部冶金缺陷的重要方法。另外,与Ar气相比,采用N2做雾化气体的喷射成形工模具钢沉积坯,由于高温下气体和合金元素的反应,沉积坯内部的含气式疏松很少。因此,采用N2喷射成形制备的工模具钢经热加工后,沉积坯密度更接近理论密度。     

利用Sobel-Zernike矩算子的快速亚像素边缘检测方法

利用Sobel算子快速检测出所有可能的边缘点;再利用Zernike矩算子以亚像素精度重新定 位边缘。为提高定位精度,根据Zernike矩理论,推导了2个77的模板。测试结果表明,该方法定位精度接近于Zernike矩算子,而算法运行时间仅为0.91s。     

喷射成形工艺过程数值计算的研究进展

主要介绍了国内外目前对喷射成形过程中3个重要工艺环节(即雾化过程、金属熔滴沉积坯凝固时的热传输以及沉积坯形状控制)数值计算的研究进展,同时简介了喷射成形工艺流程,并对喷射成形数值计算以后的发展提出了一些观点.     

喷射成形过共晶Al-Si合金材料的研究现状

过共晶Al-Si合金具有较高的强度、较低的密度和热膨胀系数、良好的耐磨性和耐蚀性,在汽车、造船、航空航天及其他制造行业广泛应用.但当合金中Si含量太高时,合金组织粗大、偏析严重,同时材料的强度、塑性急剧降低而失去使用价值.喷射成形技术是一种全新的材料制备技术,具有快速凝固技术的基本特征,同时还具有生产工序简单、氧化和污染小等优点,在国外已经在特殊钢、高温合金、铝合金和铜合金等方面进行了产业化应用.但利用喷射成形技术来制备和生产过共晶Al-Si合金材料还很不成熟,有许多问题还没有得到妥善的解决,作者提出两点建议来进一步改善过共晶Al-Si合金材料的性能(1)在喷射成形过共晶Al-Si合金中添加微量稀土元素;(2)利用喷射共沉积技术制备过共晶Al-Si合金为基体的纤维增强复合材料.     

自反应喷射成型复相陶瓷中的飞行粒子燃烧反应研究

基于Ti-B4C-蔗糖体系,自反应喷射成型了Ti(C, N)-TiB2复相陶瓷坯件,通过淬熄试验和碰撞试验,研究了喷射粒子的飞行燃烧与自蔓延反应特性.研究表明,在喷射过程中,喷射粒子在火焰场中经历受热、表面熔融、反应转化过程形成陶瓷熔滴;反应始于Ti的熔化,在整个喷射过程中伴有Ti的氮化和氧化;各喷射粒子独立地构成微自蔓延反应单元,整个喷射体系及过程不存在宏观的燃烧波和燃烧界面的移动;每个喷射粒子按自己的飞行轨迹,在不同时段发生自蔓延反应与转变,反应与转化程度主要取决于喷射粒子的尺寸与温度,粒度适宜、温度较高的粒子均转变为陶瓷液滴;所得喷射沉积坯件的致密度为97.7%,显微硬度为2029HV0.2,断裂韧性达6.0MPa·m1/2.     

Plasma Spray Forming of Nanostructured Composite Coatings

The nanostructure composite coating is obtained via plasma spraying of Al2O3-13wt pct TiO2 powder.Brittle and hard lamella results from melted nanostructured powder.Ductile nanostructured matrix forms from unmelted nanostructured particles.Through the adjustment of constituent and nanostructure,hardness/strength and tough-ness/ductility are balanced and overall properties of the structure composite are achieved.     

喷射成形技术及其在钢铁材料上的应用

喷射成形是近年来发展非常迅速的一种近终成形先进冶金工艺技术。与传统铸造工艺及粉末冶金工艺相比,喷射成形设备、工艺简单,能生产偏析小、晶粒细、致密度高的材料。喷射成形技术在铝基合金、铁基合金、高温合金、铜合金及复合材料等方面都得到了广泛的应用。主要介绍该技术的原理及其在钢铁材料方面的应用情况,并讨论了它在钢铁领域的发展趋势,指出喷射成形工艺是一种有望替代粉末冶金工艺生产高合金钢材及一些特殊钢材的崭新工艺。     

基于Zernike矩的快速图像配准算法

图像配准是机器视觉中的重要研究课题.本文针对任意角度图像配准问题,提出了一种基于Zemike矩的互相关算法.首先根据三角函数的对称性和反对称性,仅基于八分之一单位圆信息,快速计算Zemike矩;然后通过求取图像多个矩的互相关性,确定配准点位置;进而通过最小二乘拟合,得到亚像素配准位置;最终利用Zemike相位信息,估算旋转角度.同时,在线阶段采用径向多项式查表法加速配准过程.实验结果表明,该算法在保障配准精度的前提下显著提高了配准速度.     

电弧喷涂快速成形技术研究现状

电弧喷涂成形是新近发展起来的一项重要金属快速成形技术。对比分析电弧喷涂快速成形技术与近终喷射成形和等离子喷涂成形技术之间的差异与特点,综述电弧喷涂在模具快速制造领域的研究应用现状,并讨论了电弧喷涂成形材料,以及喷涂成形雾化与沉积工艺过程中的传热传质、残余应力和氧化行为等关键性问题。最后,展望了电弧喷涂厚成形技术的重点研究方向与解决途径。     

双扫描雾化喷射成形工艺过程优化控制研究

本文采用“反推法”研究了雾化沉积工艺中关键参数的确定原则,并推导了双喷扫描过程中沉积平面上任意一点处金属质量流率与时间的关系。文中采用优化后的工艺参数进行了数学计算,并通过雾化沉积实验对计算结果进行了验证,对比结果证明采用“反推法”确定沉积工艺参数具有很高的计算效率和准确性,同时该结果可推广应用于任意数目喷嘴的雾化沉积工艺。