检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第4期61卷 32-43页

作者：石杰吴昆鹏杨朝霖邓能辉王少聪苏成北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083 北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心北京100083

无缝钢管的表面缺陷检测与量化对于质量判定至关重要。然而,现有的检测方法主要依赖于灰度图像分析,缺乏对缺陷深度的综合判断,因此检测结果往往片面且不准确。为解决该问题,设计采用3D相机采集钢管表面的数据,能够同步获取到具备相同... 详细信息

无缝钢管的表面缺陷检测与量化对于质量判定至关重要。然而,现有的检测方法主要依赖于灰度图像分析,缺乏对缺陷深度的综合判断,因此检测结果往往片面且不准确。为解决该问题,设计采用3D相机采集钢管表面的数据,能够同步获取到具备相同尺寸的灰度图像和点云数据,通过对点云数据的处理,可以计算出缺陷相对于基准表面的深度,并进一步量化得到伪彩色深度图像,能够直观地展示缺陷的深度信息。为了提升缺陷检测能力,在Yolov5模型的基础上添加双边网络结构,将灰度图像和伪彩色深度图像分别输入到细节分支和语义分支中提取特征,融合两分支的数据得到新的中间特征用于目标检测。试验结果表明,利用相对深度测量方法生成的伪彩色深度图像可以有效地消除抖动、扭转等情况的干扰,深度测量误差小于0.1 mm。此外,与传统的灰度图像检测模式相比,添加了双边网络结构的Yolov5模型在m AP指标上提升了4.7%,并且以108帧/s的速率满足了实时检测的要求。最终在缺陷定性分析的基础上,通过增加深度方向维度,实现了对缺陷的定量分析,不仅提升了检测的全面性,也显著提高了检测的准确度。

关键词：缺陷检测轮廓拟合伪彩色深度图像 Yolov5 双边网络

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锥形辊穿孔机非对称导板的设计及应用

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轧钢 2025年第1期42卷 127-134页

作者：朱智禄侯双平刘建群王燕飞王晓晨衡阳华菱钢管有限公司180厂湖南衡阳421001 北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083

对称导板广泛应用在无缝钢管斜轧穿孔变形工序中,而服役环境恶劣的导板表面经常出现结瘤、粘钢或局部熔融现象,进而引起钢管产品外表面螺旋形划伤、内表面内折等缺陷。为此,采用理论计算与有限元仿真相结合的方法,设计了一种新型的非对... 详细信息

对称导板广泛应用在无缝钢管斜轧穿孔变形工序中,而服役环境恶劣的导板表面经常出现结瘤、粘钢或局部熔融现象,进而引起钢管产品外表面螺旋形划伤、内表面内折等缺陷。为此,采用理论计算与有限元仿真相结合的方法,设计了一种新型的非对称导板。非对称导板总体设计思想遵循传统对称导板的设计基本原则,但非对称导板的结构除了上下结构的非对称性之外,其水平方向的几何曲线也在对称导板的基础上作了调整。改进后的非对称导板有效地增大了导板与轧件的接触区域,减小了导板与轧件的接触应力、等效应力和受力值,对提升轧制产品质量和导板寿命都有积极作用。工业实践结果表明:锥形辊穿孔机非对称导板入口锥结构的设计使用,大幅度减少了导板入口锥表面的撞伤熔融现象,从而减少了毛管被导板表面划伤导致的螺旋外折缺陷;非对称导板出口锥结构的设计使用,基本消除了钢管尾部内表面内折、内翘皮缺陷,且改善了导板出口锥段的小结瘤缺陷,改善毛管外表质量和归圆效果,降低穿孔工序卡轧风险;非对称导板上下非对称差量结构的设计使用,使导板磨损区域居于正中,解决了导板上下表面“崩边”问题,同时改善了毛管尾部“鱼尾”缺陷。

关键词：无缝钢管斜轧穿孔机非对称导板有限元仿真结瘤缺陷螺旋外折缺陷

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基于全流程形状与性能遗传影响的高强钢冷轧板形板厚控制研究

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塑性工程学报 2025年第2期32卷 76-85页

作者：王宏峰郑帅帅杨庭松张明陈禄祯孙文权湖南华菱涟源钢铁有限公司技术中心湖南娄底417009 北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083 湖南华菱涟源钢铁有限公司冷轧板厂湖南娄底417009

针对高强薄带钢轧制过程中的头尾厚差波动、高阶板形缺陷问题,以提升高强薄带钢的质量、促进高强薄带钢的稳定制备为目标,从热轧卷取至冷轧变形的全流程入手,围绕DP780和DP980高强度薄带钢,分析了热轧卷取过程中的非均匀相变现象、冷轧... 详细信息

针对高强薄带钢轧制过程中的头尾厚差波动、高阶板形缺陷问题,以提升高强薄带钢的质量、促进高强薄带钢的稳定制备为目标,从热轧卷取至冷轧变形的全流程入手,围绕DP780和DP980高强度薄带钢,分析了热轧卷取过程中的非均匀相变现象、冷轧过程中的厚差波动现象以及板形难调控现象,探究了非均匀相变对冷轧基料的形状与性能的遗传影响,给出了高强薄带钢热轧-冷轧厚差联合调控策略;探究了冷轧基料的横向非均匀性能分布规律,给出了适配于冷连轧机组和单机架精密轧机的高阶板形控制策略。

关键词：高强薄带钢非均匀相变横向非均匀性能板形控制板厚控制

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基于粒子群算法的核电锆合金冷轧板形控制VCR辊形研究

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机械工程学报 2025年第08期 75-84页

作者：曹建国王雷雷张兆祥曹媛王犇高博北京科技大学机械工程学院北京科技大学顺德创新学院北京科技大学人工智能研究院北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院国核宝钛锆业股份公司

针对核电锆合金板带多轧程多道次冷轧过程板形控制问题，建立核电锆合金辊件一体化板带轧制三维有限元模型，分析了核电锆合金板带冷轧过程板形控制特性，提出一种基于粒子群算法智能寻优的VCR变接触支持辊设计方法，结合现场实际自动... 详细信息

针对核电锆合金板带多轧程多道次冷轧过程板形控制问题，建立核电锆合金辊件一体化板带轧制三维有限元模型，分析了核电锆合金板带冷轧过程板形控制特性，提出一种基于粒子群算法智能寻优的VCR变接触支持辊设计方法，结合现场实际自动寻优迭代设计适用于核电锆合金板带多宽度多道次轧制VCR变接触支持辊设计新方案，有限元仿真研究结果表明：与核电锆合金板带现有工业方案相比，新方案轧机板形控制能力明显增强，有效消除辊间有害接触区且辊间有害接触线长度减少87.58%以上，辊系横向刚度提高17.55%以上，弯辊力调控功效提高15.15%以上，为开展工业试验提升核电锆合金板形质量提供了依据。

关键词：锆合金冷轧板形控制有限元建模粒子群算法

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六辊轧机工作辊辊形边降调控能力分析

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机械工程学报 2019年第12期55卷 83-90页

作者：冯夏维王晓晨杨荃孙蓟泉北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心

使用带有辊形的工作辊是六辊轧机减小带刚边降的有效手段之一,然而目前对于辊形设计规律的研究仍显不足。首先在分析各种轧机辊系弹性变形计算算法优缺点的基础上,提出分割矩阵求解方法:针对六辊轧机建立影响函数线性方程组,将方程组系... 详细信息

使用带有辊形的工作辊是六辊轧机减小带刚边降的有效手段之一,然而目前对于辊形设计规律的研究仍显不足。首先在分析各种轧机辊系弹性变形计算算法优缺点的基础上,提出分割矩阵求解方法:针对六辊轧机建立影响函数线性方程组,将方程组系数矩阵分割后,把矩阵条件数最小的系数矩阵作为最终迭代环节,同有限元法对比显示其精度合格、速度更快,适用于承担大规模辊系弹性变形预设定分析时的高强度计算任务。其次利用分割矩阵影响函数法,针对工作辊辊形曲线段高度、锥度段斜率对边降调控能力的影响进行研究。结果表明,工作辊辊形高度越大,边降调控能力越强,同凸度控制耦合作用越强;斜线段斜率对边降调控能力影响不大,斜率越小,越有利于同平坦度控制解耦。最后根据以上规律,为工业现场设计了新式辊形曲线,进一步提高5mm边降合格率。研究结果表明,通过分割矩阵迭代法,辊系弹性变形计算更为精确,同时大的曲线段高度与小的直线段斜率是提高工作辊辊形边降控制能力的有效方案。

关键词：板带轧制影响函数法 UCMW轧机辊形设计弹性变形

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轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响

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工程科学学报 2018年第8期40卷 954-960页

作者：徐冬代振洋刘洋杨荃王晓晨孙友昭刘克东北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心

粗轧过程中出现的轧辊两侧轴承间隙差异较大的情况,会造成轧辊交叉,导致板带两侧轧制力失衡,进而引起或加剧中间坯的镰刀弯缺陷,影响最终产品质量精度和后续精轧的轧制稳定性.为研究轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响,建立了轧辊交... 详细信息

粗轧过程中出现的轧辊两侧轴承间隙差异较大的情况,会造成轧辊交叉,导致板带两侧轧制力失衡,进而引起或加剧中间坯的镰刀弯缺陷,影响最终产品质量精度和后续精轧的轧制稳定性.为研究轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响,建立了轧辊交叉、偏移的轧件-辊系耦合动态有限元模型,利用模型分析了不同工况条件下,轧辊交叉位置、交叉角度对中间坯楔形、弯曲量及两侧轧制力差的影响,进而总结了由轴承间隙引起的轧辊非对称交叉对中间坯镰刀弯弯曲量的影响规律.结果表明：镰刀弯弯曲量与交叉角、交叉位置比分别呈线性关系,与辊系间隙比呈二次曲线关系.

关键词：热轧粗轧镰刀弯轧辊交叉有限元影响分析

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六辊冷轧机的弯辊力组合板形控制策略

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北京科技大学学报 2014年第6期36卷 824-829页

作者：王晓晨杨荃孙友昭北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083

针对现有六辊轧机对使用两组弯辊力进行四次板形控制的理论不足,提出了弯辊力组合板形控制策略.利用Marc有限元仿真计算软件建立辊系--轧件耦合模型,分析工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别.在此基础上通过理论推导,建立了... 详细信息

针对现有六辊轧机对使用两组弯辊力进行四次板形控制的理论不足,提出了弯辊力组合板形控制策略.利用Marc有限元仿真计算软件建立辊系--轧件耦合模型,分析工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别.在此基础上通过理论推导,建立了弯辊力组合板形控制策略的两种实现方式——在线闭环控制模型与基于弯辊力组合系数的设定参数在线调节方法.现场应用结果表明,弯辊力组合板形控制策略能够充分利用工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别进行配合调节,对长期困扰生产的四次板形缺陷实施快速精确的控制.

关键词：冷轧机板形控制控制策略有限元分析

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万能凸度轧机非对称板形调控特性与广义整体板形控制策略研究

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机械工程学报 2012年第4期48卷 58-65页

作者：王晓晨杨荃北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083

随着板形质量精度要求的不断提高以及板形控制技术的显著进步,非对称板形缺陷逐渐凸显为带钢轧制质量控制的重要技术难点。根据目前新建万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)逐渐具备新型非对称板形控制手段——反对称弯辊的有利条件... 详细信息

随着板形质量精度要求的不断提高以及板形控制技术的显著进步,非对称板形缺陷逐渐凸显为带钢轧制质量控制的重要技术难点。根据目前新建万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)逐渐具备新型非对称板形控制手段——反对称弯辊的有利条件,通过ANSYS有限元仿真计算软件,建立高精度辊系—轧件一体化耦合模型,分析UCM各对称与非对称板形控制手段沿带钢全宽调控特性的差别,并以板形调控功效矢量的形式进行定量表示。在仿真基础上,提出基于板形调控功效矢量的广义整体板形控制策略,并设计完整的板形设定计算模型与闭环控制模型。通过仿真试验表明,该控制策略能够很好地通过各对称与非对称板形控制手段的有效配合实现对复杂模态板形的有效控制,具有广阔的研究与应用前景。

关键词：万能凸度轧机辊系—轧件耦合模型非对称板形缺陷板形控制策略板形调控功效矢量

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基于机器视觉的热轧中间坯镰刀弯在线检测系统

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中南大学学报（自然科学版） 2018年第7期49卷 1657-1666页

作者：徐冬杨荃王晓晨孙友昭刘克东代振洋北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083

为了能够实现对中间坯镰刀弯的非接触在线测量,提出通过基于机器视觉技术的镰刀弯在线测量方案。将面阵CCD相机布置在粗轧机出口倾斜拍摄中间坯表面形状:首先通过亚像素角点定位完成相机标定;再次,通过引入中间坯厚度变量实现对不同厚... 详细信息

为了能够实现对中间坯镰刀弯的非接触在线测量,提出通过基于机器视觉技术的镰刀弯在线测量方案。将面阵CCD相机布置在粗轧机出口倾斜拍摄中间坯表面形状:首先通过亚像素角点定位完成相机标定;再次,通过引入中间坯厚度变量实现对不同厚度的中间坯平面形状由图像坐标向世界坐标转化;最后通过中间坯边缘轮廓连续变化的原理,计算具有重叠区域的连续中间坯图像沿宽度方向的平移量和整体的旋转量,完成中间坯平面图像的拼接。研究结果表明:通过所提出的测量系统及算法可以获得完整的中间坯平面图像及镰刀弯值,通过与工业现场测宽仪的测量结果对比,可知系统测量结果能够反映中间坯弯曲的趋势及细节特征,为热连轧粗轧过程中间坯镰刀弯的控制提供了有效测量手段。

关键词：热轧粗轧镰刀弯机器视觉测量系统

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基于核熵成分分析的热轧带钢自适应聚类分析

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中南大学学报（自然科学版） 2012年第5期43卷 1732-1738页

作者：何飞徐金梧梁治国王晓晨北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083

为提高热轧带钢力学性能离线检测的针对性和生产过程控制的实时性,提出利用聚类分析方法实现生产状态的聚类,对错分或离群样本进行力学性能的重点检测。常用的高斯核主成分聚类分析中假设数据服从正态分布,以方差大小提取核主成分,而实... 详细信息

为提高热轧带钢力学性能离线检测的针对性和生产过程控制的实时性,提出利用聚类分析方法实现生产状态的聚类,对错分或离群样本进行力学性能的重点检测。常用的高斯核主成分聚类分析中假设数据服从正态分布,以方差大小提取核主成分,而实际生产数据分布复杂,拟采用核熵主成分分析,并自适应选取核参数和聚类数,实现生产状态的自适应聚类。利用实际生产数据进行方法验证,与核主成分聚类分析相比具有更好的聚类结果,聚类正确率从86.23%提高到96.51%,更加有效地提高了质量检测的针对性。

关键词：热轧带钢核熵成分分析聚类分析力学性能

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