江苏科技大学学报(自然科学版)

船舶与海洋工程

  • 基于改进注意力模块的船舶涂装缺陷检测方法

    庞博;卜赫男;李磊;周宏根;景旭文;

    针对人工检测船舶缺陷效率低、传统检测网络准确率差的问题,提出一种基于改进注意力模块(improved convolutional block attention module, ICBAM)的船舶涂装缺陷检测方法.首先,YOLOv4在路径聚合网络中将深度可分离卷积代替常规卷积形成IYOLOv4,减少模型计算量;其次,将ICBAM融入IYOLOv4的路径聚合网络Route层后形成ICBAM-IYOLOv4,ICBAM在通道上构建多频率通道改善全局平均池化,利用一维卷积代替全连接层聚合相邻通道间的信息,减少模型参数;然后,在空间上融合Inception v3思想和特征分层思想改善空洞卷积;最后,在船舶涂装缺陷样本数据增强的基础上,对ICBAM-IYOLOv4进行测试.实验结果表明:ICBAM-IYOLOv4相比其他算法,其损失值更低、收敛更快;平均精度均值(mean average precision, MAP)在训练集和测试集上分别提高了1.89%和1.91%.

    2024年03期 v.38;No.204 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
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  • 浮式深远海测风大浮标系统设计与海试应用

    严新明;魏刚;张宇华;张亚飞;

    浮式激光雷达测风装置以其建造成本低、安装便捷、可重复利用等优势,在评估海上风资源开发项目中具有极大的应用前景.针对传统的浮标系统姿态稳定性差、工作可靠性低等问题,文中通过对现有的浮标结构进行改装,设计出一款适用于深远海域的大型浮标系统,并在防城港试验场对其进行海试应用,通过将浮式测风塔与附近的气象测风塔的测试数据进行同步对比分析,验证该设计方案的可行性.结果表明,浮式测风塔与气象测风塔的测试结果具有较强的相关性,平均风速相关系数和斜率分别为0.985和1.002,平均风向相关系数和斜率分别是0.981和0.972,能够满足在海洋环境中的使用要求.研究成果可为浮式激光雷达测风装置的浮标设计提供参考依据.

    2024年03期 v.38;No.204 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]
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  • 爆炸冲击波作用下金属折叠式夹层板损伤特性研究

    时圣照;王加夏;张馨予;刘昆;姜明佐;

    为研究爆炸冲击波作用下金属折叠式夹层板的损伤响应特性,采用ABAQUS软件、CEL算法和流固耦合理论建立了冲击波作用下的金属折叠式夹层板结构损伤的仿真模型,通过对数值仿真与实验数据进行对比,验证了数值仿真的有效性.同时对不同面板厚度、炸药当量对金属夹层板的毁伤特性进行分析.结果表明:随着上面板厚度的增加,结构发生局部破坏产生的破口逐渐减小,破口形状逐渐发生改变;随着炸药当量的增加,夹层板横向、纵向的结构特性逐渐丧失.

    2024年03期 v.38;No.204 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 基于I-BESO的邮轮结构开孔耦合拓扑优化

    刘昆;肖凯隆;吕萌;郭德松;鞠理扬;吴晓源;

    针对传统的BESO算法无法只优化开孔,文中以邮轮甲板纵桁、舷侧和贯穿孔结构为研究对象,改进BESO算法得到适用于多工况船体开孔孔型优化的I-BESO算法.对开孔孔型迭代优化,分析多工况下多种类开孔耦合优化.开孔体积减轻比达到20.92%,满足轻量化设计目标,并且缓解应力集中,使结构应力均衡分布.

    2024年03期 v.38;No.204 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
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  • 不同焊丝对低合金钢焊接接头组织及性能的影响

    王亮;付娟;赵勇;冯乃强;许海洋;杨明;

    分别采用实心焊丝和药芯焊丝作为填充金属,在不同的工艺参数下焊接12 mm厚的Q345E对接接头,研究了不同焊丝对接头和焊缝金属抗拉强度、低温冲击韧性和显微硬度的影响,并观察分析了接头的微观组织.结果表明:药芯焊丝和实心焊丝焊接接头拉伸均断于母材;药芯焊丝焊缝金属抗拉强度较实心焊丝焊缝提升约16%;药芯焊丝接头低温冲击韧性优于实心焊丝;药芯焊丝焊缝的平均硬度高于实心焊丝焊缝的平均硬度.

    2024年03期 v.38;No.204 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K]
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  • 热挤压Mg-1Gd-0.75Er-0.5Zn-0.18Zr镁合金组织演变和变形机制研究

    李昊;臧千昊;张云峰;王思蜀;冯迪;陈洪美;

    以Mg-1Gd-0.75Er-0.5Zn-0.18Zr为对象,研究了均匀化退火对合金组织的影响,热挤压对织构和力学性能的影响.微观结构分析表明,500℃均匀化12 h后,与铸态合金相比,沿晶界析出的块状LPSO相明显减少,部分块状LPSO相转化为层片状LPSO相.在热挤压后,合金内的LPSO相会发生扭折变形来适应变形,动态再结晶机制为连续动态再结晶机制和PSN机制.挤压后合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为340 MPa、308 MPa和4.64%,力学性能的改善主要归因于强纤维织构的存在.

    2024年03期 v.38;No.204 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K]
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  • 核主泵口环含硼马氏体不锈钢激光熔覆涂层的组织和硬度研究

    杜成超;闫静南;夏猛;刘朋;林涛;潘源;

    核主泵口环服役条件恶劣,口环表面的损伤将影响主泵内部的流场,进而影响主泵的性能,为强化口环表面的性能,本研究采用高速激光熔覆和重力送粉熔覆工艺在核主泵口环表面制备了含硼马氏体不锈钢涂层.利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了不锈钢涂层的显微组织,利用显微硬度机测定了涂层的显微硬度.研究结果表明:含硼马氏体不锈钢涂层在冷却过程中δ-Fe相首先从液相中析出,当温度降低到约1 220℃时,δ-Fe相转变为块状奥氏体,剩余液相共晶转变为层状Cr2B和奥氏体,当温度达到过冷奥氏体的马氏体相变起始温度时,块状奥氏体转变为马氏体,涂层的最终组织为马氏体组织和共晶组织.高速激光熔覆工艺的温度梯度大,晶粒生长速度快,其涂层的晶粒较重力送粉熔覆涂层更细小,枝晶间距仅约为3μm.高速激光熔覆涂层细小的晶粒和更高的位错密度有着更好的强化效果,这使得高速激光熔覆涂层的硬度达到了750 HV,超过了重力送粉熔覆涂层的650 HV.

    2024年03期 v.38;No.204 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K]
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  • 正交异性钢桥面板横隔板疲劳损伤处治研究

    王振方;庄世忠;李瑞峰;李涛涛;

    钢箱梁上翼缘的正交异性钢桥面板,在车辆轮载的反复作用下,极易发生损伤和裂纹,且90%以上为疲劳损伤,而横隔板是正交异性钢桥面板主要损伤构件,占比28.8%.为研究钢箱梁正交异性钢桥面板横隔板病害的处治方法,通过病害统计、病害形成过程跟踪、病害成因分析、病害实桥处治,详述钢箱梁正交异性钢桥面板横隔板弧形切口处母材裂纹、横隔板上过焊孔处母材裂纹、横隔板与U肋焊缝裂纹、横隔板与面板焊缝裂纹四大类横隔板病害的处治方法.通过对例桥1维修三年后病害再生情况统计,所修480处横隔板相关病害中发生再生病害30处,再生病害发生率6.25%;通过对例桥2横隔板CFRP板补强完工三年后的检测,例桥3横隔板与U肋焊缝加强角钢补强完工后的检测,未发现补强部位再生病害.结果表明:所述各类病害维修方法可靠,对同类型病害维修具有参考价值.

    2024年03期 v.38;No.204 46-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
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  • 一种基于YOLOX优化的轻量级路面病害检测方法

    者甜甜;赵新旭;顾宙瑜;张博熠;刘庆华;

    受限于小型嵌入式设备以及移动设备等有限的计算资源,大型网络模型难以部署在此类应用场景中.为了解决该问题,基于YOLOX提出一种高效的路面病害识别模型.首先,将YOLOX主干网络替换为优化后的GhostNet来减少网络计算参数,并参考基于卷积块注意力机制兼顾空间和通道方向上自适应调整信息的优势,构建DAM(Dimensional Attention Model)代替GhostBottleneck模块中的SE模块,从而充分利用有限的网络容量进行强化特征学习;其次,提出DFM(Deep Fusion Model)模块来改进PANet并以此对高低特征层进行深度融合,获取更加丰富的特征信息来提高检测能力;再次,采用Complete-IoU Loss来拟合更加准确的检测框位置,减少方向误判的同时提高了检测效率;最后,引入Image-Multitasking数据增强方法来强化目标图像任务性,提高了网络的泛化能力和鲁棒性.在RDD2020数据集上进行模型对比,实验表明,改进后的GhostNet-YOLOX网络的mAP达到84.05%,高于现有的YOLOX-s(即66.26%),模型参数量缩小至14.53 MB,小于YOLOX-s(即34.21 MB),同时实际检测视频的帧数达到了26 p·s~(-1),提高了5.88 p·s~(-1),检测实时性显著提高.

    2024年03期 v.38;No.204 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K]
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  • 基于蚁群算法的三支k-means聚类算法

    朱金;徐天杰;王平心;

    在聚类分析中,三支k-means聚类算法较具有较强的处理边界不确定数据的能力,但仍然存在对初始聚类中心敏感的问题.通过将蚁群算法和三支k-means聚类算法相结合,给出了一种基于蚁群算法的三支k-means聚类算法来解决这一问题.利用蚁群算法中随机概率选择策略和信息素的正负反馈机制,动态调整权重的方法,对三支k-means聚类算法进行优化.在UCI数据集上实验证明,该方法对聚类结果的性能指标有所提高.

    2024年03期 v.38;No.204 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 874K]
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  • 基于TCP-GAN的热带气旋路径预测

    张芮;杭仁龙;刘英杰;

    准确预测热带气旋路径对于中国沿海地区的防灾减灾具有重要作用.卫星数据是预测热带气旋的重要手段,针对现有方法生成的卫星图像不够清晰,很难准确判断热带气旋云系的轮廓,提出了一种基于TCP-GAN的热带气旋路径预测方法.采用了生成对抗网络,并加入了感知损失,使得生成的图像更加细致.模型在不同输入图像序列长度(2、4和6)下进行试验,结果表明,当长度为4时,此时的路径误差是最小的,约为45.36 km.此外,进行了滚动预测,以验证模型在12、18和24 h的预测性能,提出的热带气旋路径预测模型生成的图像能够很好地描述云系的细致纹理结构,预测的路径误差相比于同类方法也更小.

    2024年03期 v.38;No.204 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K]
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  • 基于顶点粒的强连通分量挖掘算法

    徐泰华;程富豪;宋晶晶;杨习贝;杨洁;崔芸;

    强连通分量问题的实质是将有向图分解为一组互不相交的极大强连通子图.每个子图中的任一顶点到其它顶点都是可达的,既是其它顶点的祖先,又是后代.利用宽度优先搜索(BFS)可得到目标有向图中任一顶点的祖先顶点集与后代顶点集,两个集合的交集即为包含当前顶点的强连通分量.首先,基于BFS的强连通分量挖掘方法(BSCC)的效率取决于BFS被调用次数,因此,引入了3种启发式信息来减少BFS调用次数.对强连通分量进行深入分析,发现了顶点间的两种相关性.满足任一相关性的两个顶点不会分属两个有价值强连通分量.根据这两种相关性提出了一种顶点粒化策略,可构建每个顶点所对应的顶点粒,继而提出了基于顶点粒的强连通分量挖掘算法(GSCC),优化了BSCC算法中顶点调用BFS的方式,提高了强连通分量挖掘效率.实验结果表明,相比BSCC算法和线性复杂度的Tarjan算法,GSCC算法具有更好的性能.

    2024年03期 v.38;No.204 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K]
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  • 基于图像处理的连续纤维增强复合材料3D打印精度在线优化方法

    王叶松;计良;张礼华;章中森;陈曙光;孙梓轩;

    为了改善“独立挤出型”连续纤维增强复合材料3D打印(continuous fiber reinforced composite 3D printing, CFRC 3DP)制件的尺寸精度,提出了基于图像处理技术的在线优化方法,建立了CFRC 3DP尺寸精度的在线反馈优化模型,研究了图像滤波、边缘检测及边缘几何基元的提取方法,基于CFRC 3DP打印层实际尺寸与理论尺寸的误差对比,求解了打印制件的误差比例系数,修正了电机步进值,实现了CFRC 3DP尺寸精度的在线优化.通过对典型轴套类零件优化前后的打印尺寸研究,并利用假设检验进行了统计学分析,实验结果表明优化前后打印样件的尺寸存在显著性差异,8 mm轴和16 mm轴的直径打印精度分别提升了1.34%和0.76%,且标准差均有所减小,验证了尺寸精度在线优化方法的可行性和有效性.

    2024年03期 v.38;No.204 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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  • 带非对称摩擦连接的RCS梁柱节点抗震性能与构造参数研究

    潘志宏;鲍旭东;王思泉;

    基于非对称摩擦连接(AFC)的耗能特点,提出了一种新型的钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)梁柱节点,对3组采用AFC连接的RCS梁柱节点进行往复加载试验,考虑了螺栓预紧力、摩擦垫片材料等构造因素对节点抗震性能的影响.结果表明:3组带摩擦连接RCS试件均为梁铰机制破坏,满足“强节点,弱构件”的抗震设计要求;3组试件的滞回曲线具有明显的双平台耗能,滞回曲线饱满稳定,有利于实现两阶抗震设防目标;耐磨钢材料与黄铜材料的两组试件的承载力相近,滞回曲线特征相似,都具有良好的耗能能力;随着螺栓预紧力的增加,试件获得的承载力、刚度也随之大,耗能能力得到了提升,在实际应用中,可通过合理控制预紧力来满足预期所需的滑移荷载与耗能能力.

    2024年03期 v.38;No.204 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K]
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  • 基于改进样条Chirplet变换的结构瞬时频率识别

    袁平平;赵周杰;沈中祥;

    为了提高结构瞬时频率识别的精度,对样条Chirplet变换进行改进,并结合能量集中度原则优化窗函数的参数.利用解析信号和两层框架模型验证改进样条Chirplet变换识别瞬时频率的准确性,再结合试验验证改进样条Chirplet变换能有效识别实际工程结构的瞬时频率.

    2024年03期 v.38;No.204 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K]
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  • 顺铂联合环吡酮胺通过线粒体损伤协同抗肿瘤作用

    唐柳媚;张然;许奕兴;辛向东;李豪;桂仲争;

    肺癌是全球癌症发病率和死亡率的主要原因.顺铂(Cisplatin, CDDP)是临床肺癌治疗方案中普遍使用的药物,但毒副作用较强,且易产生耐药性.环吡酮胺(Ciclopirox olamine, CPX)是一类广谱抗菌药,具有潜在的抗肿瘤效果.文中拟将CDDP与CPX联合研究其抗肿瘤效果.MTT法研究表明,二者联合可显著降低肿瘤细胞的存活率,在1:10的比例下对A549细胞存在较强的药物协同作用.通过细胞克隆与划痕实验、细胞周期和免疫荧光技术等,证明CDDP联合CPX显著抑制肿瘤细胞的增殖和迁移,使DNA损伤,阻滞细胞周期于G1期,并通过降低Bcl-2/Bax蛋白比例造成线粒体损伤.结果表明,CDDP联合CPX可协同诱导A549细胞凋亡,为临床上非小细胞肺癌的联合用药治疗提供新的有效方案.

    2024年03期 v.38;No.204 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1524K]
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  • 原位光固化Li-13X基复合固态电解质的制备及性能研究

    周博茵;李方刚;李小岗;周虎;孟春凤;袁爱华;

    固态锂金属电池因其高能量密度和安全性,被认为是最有潜力取代传统锂离子电池的储能设备.离子液体修饰的多孔材料具有自身界面相容性和较高离子电导率等优点,渐渐成为固体电解质领域中的热点材料.文中首先对Na-13X型分子筛进行锂化处理,然后再填充锂离子液体后形成Li-IL@Li-13X导体.Li-13X丰富的路易斯酸性位点能够固定离子液体中的TFSI~-阴离子,其骨架结构可作为离子传输通道增加自由迁移的锂离子量.将Li-IL@Li-13X加入到光聚合物胶中,利用光固化技术得到了Li-IL@Li-13X基复合固态电解质.具有最佳锂离子液体含量的复合固态电解质在45℃、0.1 mA·cm~(-2)电流密度时可以稳定电镀-剥离1 400 h,证明该电解质具有良好的抑制锂枝晶能力.此外,通过原位工艺将该复合固态电解质固化在正极上,可以解决固固界面的接触问题,在400次循环后的容量保持率高达91.3%.本工作验证了分子筛与离子液体相结合作为一种导体材料可以用于原位光固化领域,为制备新型固态电解质提供了一种新思路.

    2024年03期 v.38;No.204 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]
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  • 《江苏科技大学学报(自然科学版)》投稿须知

    <正>《江苏科技大学学报(自然科学版)》(双月刊,国内外公开发行)是由江苏省教育厅主管、江苏科技大学主办的理工类学术期刊,主要刊载船舶与海洋工程、土木工程、机械工程、能源与动力工程、材料与焊接工程、信息与控制工程、管理工程、数学、物理、化学、生物,以及有关交叉学科的最新研究成果,特色栏目是船舶与海洋工程。本刊被国内外多种权威检索系统或数据库收录,是全国中文核心期刊,中国科技核心期刊,RCCSE中国核心学术期刊。本刊在发表校内作者的工程技术和基础学科领域最新研究成果的同时,有选择地发表校外作者省部级以上基金课题的产出论文。1投稿约定1.1来稿必须具有创新性、学术性、科学性和准确性、规范性和可读性。1.2请勿一稿多投。编辑部将按照规范化的审稿流程请有关专家对来稿进行客观地评审,并根据审稿意见公平、公正地录用稿件。1.3作者自投稿之日起,可登陆本刊网站查询稿件状态。查询仍不明白的可与本刊编辑部联系。

    2024年03期 v.38;No.204 119页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K]
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