合金钢40CrNiMoA高速外圆磨削比能预测研究

采用正交试验法研究干磨和湿磨方式下砂轮线速度、工件转速、磨削深度对合金钢40CrNiMoA高速外圆磨削比能的影响,并建立基于BP神经网络的磨削比能预测模型,最后对预测结果进行验证。结果表明:合金钢40CrNiMoA高速外圆磨削比能随砂轮线速度增大呈现先增加后减小的趋势,随工件转速、磨削深度的增大而减小,工件转速对磨削比能的影响程度最大;湿磨方式的磨削比能比干磨方式的小。在试验工艺参数范围内,当砂轮线速度为60 m/s、工件转速为125 r/min、磨削深度为40μm时,磨削比能最小;预测模型的预测值与试验结果的绝对误差小于10%,表明BP神经网络预测模型是有效的。     

辊式电磁搅拌线圈位置对板坯凝固行为的影响

铸流辊式电磁搅拌是当前调控板坯凝固组织与抑制中间裂纹的有效技术。为了揭示其作用机理以及使用过程伴生的铸态组织不对称与白亮带现象，通过建立连铸过程电磁-流动-传热-凝固耦合模型，并采用分段模拟法，研究了辊式电磁搅拌及其线圈不同偏置位置对1 600 mm×230 mm断面低合金高强钢板坯连铸凝固行为的影响。结果表明，电磁辊在坯壳凝固前沿所产生的行波磁场的切向力效应及其对浓化钢水流动与温度场的影响促使了柱状晶向等轴晶生长的转变，从而在铸态组织上消除了常见中间裂纹缺陷的发生条件。同时发现，在电磁辊线圈与板坯断面对中安装工况下，其行波磁场存在突出的端部效应，即起始侧的磁感应强度与电磁力明显小于推向侧，这是导致板坯断面两端铸态组织不对称的主要原因。通过将线圈向搅拌辊行波磁场起始侧偏置安装可以有效减轻这种不对称的作用行为。当前板坯断面条件下，偏置量为150 mm时，板坯两端的磁感应强度可接近一致，铸态组织实现基本对称。结合生产试验指出，搅拌辊在坯壳凝固前沿产生横向电磁推力的冲刷作用是造成其在铸态组织中发生负偏析白亮带的诱因，这种白亮带不影响当前产品的成材率，但在后续板带产品中的演变与危害性尚不清楚。     

基于ZigBee与谓词Petri网的煤矿安全预警系统设计

针对我国煤矿安全监测系统建设成本较高、有线布线困难、许多煤矿生产区安全设备落后的问题，设计了一套基于ZigBee与谓词Petri网的煤矿安全预警系统。该系统搭建ZigBee无线网络对煤矿井下各种环境参数进行实时监测，通过通信模块上传至云平台记录、储存、处理数据；并结合谓词Petri网构建煤矿安全预警报警模型，提高了报警准确性，有效保障了井下作业人员的安全。     

改进Mask RCNN算法对矿石分割定位的研究

针对复杂工况环境下矿石分割精度低的问题，提出改进Mask RCNN实例分割算法。Mask RCNN采用简单的反卷积操作来恢复矿石的掩膜，导致矿石边缘信息丢失，因此提出混合注意力模块，该模块将通道注意力机制和空间注意力机制进行加权融合，可以在通道层面和空间层面对矿石的特征信息加强。结合混合注意力模块改进Mask RCNN的分割网络结构，减少在卷积运算中造成的矿石细节信息丢失，提高网络对矿石的分割精度。用制作的矿石数据集进行网络训练和网络评价，将改进之后的算法与原算法以及其他两种常用算法进行对比试验研究，试验结果表明，改进算法中MIoU约为87.1%,相较原算法提升约19.15%,MPA值约为94.61%,较原算法提升了约22.93%,对于矿石识别分割具有更高的检测精度。改进算法在复杂工况环境下对矿石的精确识别和分割有很大的应用前景。