满足航空航天、汽车等结构强度要求前提下,通过改变结构和材料实现轻量化,7 A52高强度铝合金变厚板保证在不同位置承受大小不同的载荷,达到强度要求且降低重量.激光焊接是连接零部件的主要方式之一,搭建激光焊接系统平台,在定工艺参数下对铝合金变厚板进行激光焊接,检测定功率、定速度焊接时焊缝微观缺陷,分析缺陷形成机理,提出连续变功率、变速度焊接,检测焊缝微观缺陷,结果表明改进方法消除或减少了焊缝微观缺陷.

为了模拟7 A52高强度铝合金激光焊接焊缝熔池轮廓形貌,根据7 A52高强度铝合金的元素含量、物理性能建立材料文件;分析材料不同物态对激光的吸收和衍射,建立一种新型热源模型,命名为"GAUSS+半椭球"热源模型.施加"GAUSS+半椭球"热源、双椭球热源、三维高斯圆锥热源模拟焊缝截面形貌,提出以模拟与试验的焊缝截面面积之比为度量模拟准确率的方法.结果表明,"GAUSS+半椭球"热源模拟焊缝截面形貌的准确率为81.9％,其他热源的准确率分别是57％和73.6％.明确了新型复合热源模型能准确地模拟出缝截面熔池轮廓及温度场分布,模拟结果与试验结果吻合度高,有助于确定焊接工艺参数.

自行设计了一种秸秆粉碎机自动输送平台,其驱动主轴是直接影响整机质量、功率消耗及安全性等问题的关键部件.为降低功率消耗及提高工作性能,以秸秆粉碎机自动输送的驱动主轴为研究对象,利用ANSYS Workbench进行有限元分析及优化设计.研究结果表明:与原设计方案相比,质量减少了7.6％;总体变形也降低了4.93％,等效应力降低了19.94％;在质量减轻的同时,强度得到了提升,实现了目标的优化.样机工作性能试验结果良好,为秸秆粉碎类设备设计提供了参考依据.

当前消化道胶囊内镜图像识别算法存在两个局限,一是要对有差别的病灶设计具体的特征检测算法;二是通过深度学习开展迁移学习时,原训练数据与胶囊内镜图像存在较大差异.因此,提出一种小型通用的基于神经网络与特征融合的胶囊内镜图像识别模型.对图像分离G通道、Log变换和直方图均衡化预处理;采用三个相同卷积神经网络分别对三种预处理后的图像提取特征;采用Bagging算法进行特征融合与识别.对Kvasir数据集的实验表明,该模型准确率为96.89％,比RGB输入、传统机器视觉和经典神经网络模型高出2.05百分点以上,其AUC均值达到0.99,灵敏度达到98.55％,特异度达到96.51％.该模型能为医生诊断提供辅助作用.

当无线胶囊内镜(Wireless Capsule Endoscopy,WCE)工作时,进入摄像头的光源超过图像传感器能接收的范围,会导致拍摄图像产生过曝光现象,导致图像中存在颜色、细节信息缺失,从而影响医生或机器的诊断.因此,提出了一种基于分割融合算法的WCE图像过曝光区域修正方法.首先,对肠部息肉和溃疡局部曝光进行图像增强,降低普通区对过曝光区域的颜色影响;其次,提取图像的亮度和饱和度分量,分别采用模型1和模型2分割得到强、弱爆光区域分量,并在弱爆光区经拉普拉斯锐化处理后突出边缘信息;最后,将两分量融合得到过曝光区域掩膜,采用邻域镜像替换法填充修复得到修正后的图像.通过软件Matlab 2016进行仿真实验,结果表明,图像过曝光区域修正前后对比,像素点个数平均下降了97.8％,修正后得到了更加符合人眼所感知的图像,明显改善了图像纹理、颜色等,验证了所提算法对过曝光区域纹理和颜色增强的有效性.

通过实验与有限元模拟结合的方法对激光焊接林业机器人的7A52高强度铝合金框架的焊缝温度场分布和物态变化进行了研究.为提高数值模拟计算的效率和焊缝形貌的精确度,采用非均匀贝尔曲线函数划分有限元网格模型,在分析了焊接时不同状态材料对激光的吸收和衍射,提出建立"GAUSS+半椭球"热源模型.将建立的网格模型和热源模型导入的有限元软件数值模拟激光焊接接林业机器人的7A52高强度铝合金框架焊缝温度场分布、温度变化率、物态转变等,并结合不同温度下材料的导热性能、比热容函数、焓变规律等分析数值仿真结果,得出激光能量输入、焊缝温度场变化及材料物态转变之间的作用机理.