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南昌航空大學無損檢測技術教育部重點實驗室石文澤等提出，針對傳統(tǒng)永磁鐵式電磁聲換能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)在高溫檢測時永磁體的磁感應強度降低、帶有水冷裝置的EMAT探頭體積龐大難以適合狹窄區(qū)域檢測、永磁體易吸附鐵磁性顆粒導致?lián)Q能效率下降甚至功能性損壞等問題，提出了一種高溫僅線圈式電磁超聲技術、檢測電路與建模方法。以僅螺旋線圈式EMAT為例，搭建了僅線圈式EMAT檢測電路，并對高溫檢測過程進行場路耦合有限元分析，研究了溫度對僅線圈式EMAT的檢測電路放電電流、激勵效率、超聲傳播特性和接收效率的影響規(guī)律。結(jié)果表明，影響高溫檢測回波幅值的因素按貢獻比例排序依次為：介質(zhì)衰減、激勵效率、接收效率、擴散衰減、單位力激發(fā)超聲波位移幅值。所研制的僅線圈式EMAT檢測系統(tǒng)可以實現(xiàn)450℃高溫鋁合金試樣持續(xù)檢測，且二次底波的信噪比不小于16.86 dB。

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安徽工程大學安徽省機器人產(chǎn)業(yè)共性技術研究中心程軍等提出，近年來，碳纖維增強樹脂基復合材料(Carbon fiber reinforced polymer，CFRP)缺陷的自動化檢測與識別已經(jīng)成為無損檢測領域的熱點課題之一。然而，CFRP構(gòu)件缺陷數(shù)據(jù)的不足會產(chǎn)生過擬合現(xiàn)象，導致缺陷識別精度低等問題?；诖耍岢隽艘环N基于改進遷移學習的CFRP材料缺陷渦流檢測方法。首先利用渦流C掃描成像和復平面信號特征提取獲得CFRP缺陷樣本并進行數(shù)據(jù)增強，解決了樣本不足的問題；然后利用MobileNet V2網(wǎng)絡與K-means聚類的方法，在熱軋帶鋼表面缺陷數(shù)據(jù)集中挑選出特征相似源域圖片進行預訓練，完成目標域相似特征的提取，減小“負遷移”的影響；最后在特征提取網(wǎng)絡中融合卷積注意力模塊，減少特征圖中背景特征信息的影響，再通過模型遷移的方式將源域訓練的網(wǎng)絡權(quán)值遷移到改進后的Faster R-CNN目標檢測模型中，建立CFRP缺陷檢測模型。通過對比試驗，該方法有效解決了CFRP構(gòu)件缺陷數(shù)據(jù)較少的問題，并且具有較高的準確率和魯棒性。構(gòu)建出的CFRP缺陷檢測模型實現(xiàn)了對裂紋、分層、褶皺三類缺陷的高精度識別，平均精度均值達到了94.62%，相較于傳統(tǒng)訓練方法與原始網(wǎng)絡遷移學習檢測精度分別提升了29.31%與2.79%，尤其對于褶皺缺陷的識別精度顯著提高，取得了較好的效果，滿足了對CFRP構(gòu)件缺陷的檢測要求。

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北京建筑大學機電與車輛工程學院周素霞等認為，依據(jù)吉布斯自由能變化值作為疲勞裂紋萌生判據(jù)，構(gòu)建缺陷車軸鋼疲勞裂紋萌生壽命預測模型。通過疲勞試驗探究EA4T車軸鋼材料裂紋萌生變形機制，結(jié)合晶體塑性理論框架構(gòu)建外部缺陷車軸有限元晶體模型，并結(jié)合疲勞試驗與有限元仿真獲取該晶體模型下的能效因子f。從微觀角度對車軸缺陷附近應力場及結(jié)構(gòu)變形進行分析，探究外部缺陷對車軸裂紋萌生壽命的影響。對環(huán)狀劃痕和菱形這兩種缺陷車軸模型進行塑性應變能密度的標定和壽命預測。結(jié)果表明：環(huán)狀劃痕缺陷高應力集中范圍更廣，對材料組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞范圍更大，更容易發(fā)生疲勞破壞。環(huán)狀劃痕缺陷的裂紋萌生壽命低于菱形缺陷，缺陷面積大，對裂紋萌生壽命的影響更嚴峻。

探花

南京航空航天大學材料科學與技術學院杜心偉等提出，電弧增材制造技術作為一種低能耗、可持續(xù)的綠色制造技術，極為適合大型復雜構(gòu)件的低成本、高效制造。然而，復雜結(jié)構(gòu)和高性能構(gòu)件的制造需求對電弧增材制造裝備系統(tǒng)提出了很大的挑戰(zhàn)。目前，電弧增材制造裝備系統(tǒng)的成形精度、質(zhì)量以及穩(wěn)定性限制了其進一步發(fā)展和應用。闡述電弧增材制造的技術原理，從機構(gòu)自由度、成形精度和質(zhì)量、成形效率以及熱輸入控制等方面總結(jié)了電弧增材制造裝備系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合電弧增材制造技術在工業(yè)制造領域的應用實例探討其廣闊的應用前景，最后展望該領域未來的發(fā)展方向。通過對裝備系統(tǒng)與應用進展的階段性總結(jié)，旨在促進電弧增材制造的進一步工業(yè)化應用。

榜眼

石家莊鐵道大學省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室劉文朋 等 認為，受輪軌激勵和復雜振動傳遞路徑的干擾，軸箱軸承的微弱故障特征易被強背景噪聲所湮沒，難以有效提取。為此，基于高速列車單軸滾振臺，開展輪軌激勵下軸箱振動響應特征及故障診斷方法的研究。首先，通過開展速度等級在50～300 km/h范圍內(nèi)的高頻激勵試驗，采集軸承健康狀態(tài)、踏面損傷、軸承含外圈故障等條件下軸箱垂向振動響應數(shù)據(jù)，并對其時域波形、傅里葉頻譜和包絡譜等特征進行對比分析。分析結(jié)果表明：隨著速度等級升高，系統(tǒng)的背景噪聲逐漸增強，軸箱軸承故障特征逐漸被湮沒；踏面損傷會激起周期性的瞬態(tài)沖擊，在頻域具有明顯的稀疏性，表征為以轉(zhuǎn)頻為間隔的諧波簇，進一步加劇了軸承故障特征提取的難度。隨后，在此基礎上，提出一種倒頻譜預白化與快速譜中值峭度圖相結(jié)合的方法，用于軸箱軸承故障特征的最優(yōu)共振參數(shù)識別，可以同時避免隨機沖擊和踏面損傷誘發(fā)的周期性沖擊的影響。最后，通過試驗信號對所提方法的有效性進行了驗證。

狀元

西安交通大學現(xiàn)代設計及轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)教育部實驗室雷亞國等 認為， 近年來，基于深度學習的各類機械設備健康管理模型取得了顯著進展。然而，現(xiàn)有模型參數(shù)規(guī)模小，通常只能接受特定采頻、轉(zhuǎn)速、模態(tài)的數(shù)據(jù)，針對齒輪、軸承等特定零部件，執(zhí)行監(jiān)測、診斷、預測等特定任務，且難以適應新場景，缺乏持續(xù)進化能力。隨著高端設備精密性、復雜度的不斷提升，工業(yè)場景對高通用、易擴展、可進化的“一站式”健康管理服務需求日益迫切。受近年來ChatGPT等語言大模型在數(shù)據(jù)、任務、場景等方面通用化發(fā)展趨勢啟發(fā)，提出了面向機械設備通用健康管理的智能運維大模型。首先，將多模式數(shù)據(jù)通過角度域重采樣和數(shù)據(jù)分割統(tǒng)一編碼為詞元序列；然后，輸入基于Transformer的基底模型，提取健康信息和退化信息至特定詞元；最后，將這些特定詞元用于執(zhí)行下游的監(jiān)測、診斷、預測等多種任務。在故障數(shù)據(jù)和長期退化數(shù)據(jù)上對提出模型的基準性能、多任務協(xié)同性能和擴展性能進行了驗證，結(jié)果表明：提出的智能運維大模型能夠在軸承、齒輪等多種對象上聯(lián)動實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和壽命預測；診斷與預測多任務能夠有效協(xié)同，互相促進性能提升，相較于單任務模型表現(xiàn)更為出色；在小樣本學習、持續(xù)學習等場景下，模型能夠?qū)崿F(xiàn)快速適配部署并持續(xù)進化。因此，提出的智能運維大模型具有高通用性、易擴展性、可持續(xù)進化等特點，有望為機械設備提供通用化“一站式”健康管理服務。

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責任編輯：李 娜

責任校對： 金 程

審 核： 張 彤

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