作者单位
摘要
1 北京信息科技大学 北京市机电系统测控重点实验室,北京 100192
2 北京工商大学 材料与机械工程学院,北京 100148
非结构化道路通常没有清晰的边界及车道线,环境较为复杂,传统的基于道路纹理、颜色特征的分割方法无法满足实时性和准确性的要求。针对非结构化道路场景,提出了基于改进BiSeNet的轻量化语义分割模型,采用轻量化主干提取网络和引入深度可分离卷积,优化速度控制;在最后的特征融合阶段引入通道注意力,自适应地选择重要特征,抑制冗余信息,提高非结构化道路分割的准确性。改进后模型参数量仅有1.11×106,检测速度提升18.83%,F1-score达到了96.74%。对比其他主流语义分割模型,该算法具有参数量小、速度快、准确率高等优势,可为非结构化道路场景下无人驾驶车辆的安全运行提供参考。
无人驾驶 非结构化道路 深度可分离卷积 注意力机制 语义分割 unmanned driving unstructured road depthwise separable convolution attention mechanism semantic segmentation 
应用光学
2023, 44(3): 556
作者单位
摘要
北京工商大学人工智能学院,北京 100048
探究间隔重熔工艺对三维打印Ti-6Al-4V(TC4)样件成形质量的影响。在大层厚(150 μm)成形提高样件成形效率的基础上,采取 “表面重熔+内部间隔重熔”的优化工艺方式,以达到改善大层厚成形样件内部缺陷的目的。试验结果表明:与未重熔的样件相比,间隔重熔、逐层重熔样件对于表面质量改善效果显著,且二者差异较小。进行间隔一层重熔的样件,抗拉强度增加97.84 MPa,屈服强度增加了45.96 MPa,延伸率增加0.9 %。从断口形貌看,间隔一层重熔样件除了孔洞数量略多于逐层重熔样件外,断裂特征均为河流状解理断裂及韧窝断裂,二者力学性能改善效果差异较小。研究同时发现:样件的显微组织与激光间隔重熔工艺方式有关,间隔一层重熔样件显微组织均匀致密,显微硬度最佳,达到442.1 HV0.3
激光技术 选区激光熔化 Ti-6Al-4V 激光重熔 表面质量 力学性能 成形效率 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0514009
作者单位
摘要
北京工商大学人工智能学院,北京 100048
以激光粉末床熔融(LPBF)技术成形的316L不锈钢体心立方型(BCC)多孔结构为研究对象,利用有限元分析法对不同长径比杆件的体心立方型多孔结构进行了准静态压缩过程模拟,分析了其微观力学响应和应力-应变特性。制备了体心立方型316L不锈钢多孔结构样件,对样件进行了准静态压缩试验,分析了具有不同几何参数的多孔结构的应力-应变特性和变形失效机制,并对比分析了仿真和力学试验的结果。研究结果表明:当成形样件杆件的直径从0.4 mm增加到1.2 mm时,杆件直径的相对误差从15.00%下降到6.08%,直径越大,相对误差越小,等效弹性模量从59.87 MPa增加到3356.21 MPa,压缩屈服强度从1.02 MPa增加到33.88 MPa;有限元分析法与力学试验得到的等效弹性模量和压缩屈服强度的平均相对误差分别为9.11%和7.86%。
激光技术 激光粉末床熔融技术 体心立方型多孔结构 有限元分析 力学性能试验 
中国激光
2022, 49(8): 0802018
作者单位
摘要
北京工商大学人工智能学院,北京 100048
研究了激光重熔在选区激光熔化(SLM)制备TC4钛合金时对样件的成形质量以及力学性能等方面的影响。实验结果表明,随着激光重熔次数的增加,TC4样件的上表面质量和致密度逐渐改善,上表面粗糙度值和致密度分别由未重熔时的13.2 μm和98.43%改善为重熔两次的8.7 μm和99.23%,但是侧表面质量未有明显变化。随着激光重熔次数的增加,伸长率有所增加,由未重熔时的1.15%改善为重熔两次的1.33%,但是抗拉强度基本相同。通过对TC4样件的显微组织进行观察,发现激光重熔前后TC4样件的显微组织上均由针状马氏体α′相占据。
激光光学 激光技术 选区激光熔化 TC4钛合金 激光重熔 力学性能 表面质量 
激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0514006
作者单位
摘要
北京工商大学 人工智能学院, 北京100048
当前对选区激光熔化产生的残余应力预测方法主要为数值模拟,但由于设备、环境、粉末等因素差异性较大,且具有较大不确定性,很难建立符合实际情况的数值模拟模型。利用神经网络在预测多变量、复杂线性信息处理方面能力强的特点,建立适用于预测316L不锈钢粉末选区激光熔化残余应力的模型。使用选区激光熔化技术打印相当数量的不同工艺参数的试样,采用超声波检测其内部残余应力作为神经网络的训练样本,并使用这些样本对神经网络模型进行训练,获得具有预测功能的神经网络,将验证样本的工艺参数输入神经网络,计算出预测的残余应力值,与实际检测值进行对比。实验结果表明,预测值与实际测量值偏差较小,验证了所提方法的有效性。采用神经网络预测残余应力的方法,可以快速确定不同选区激光熔化工艺参数对应的残余应力,避免设置残余应力较高的工艺参数,有效缩短制备高质量工件试样的周期,降低成本。
增材制造 残余应力 神经网络 选区激光熔化 超声波检测 自适应 additive manufacturing residual stress neural network selective laser melting ultrasonic detection self-adaptivity 
强激光与粒子束
2021, 33(10): 109001
作者单位
摘要
北京工商大学材料与机械工程学院, 北京 100048
采用选区激光熔化(SLM)技术对200 μm层厚的气雾化316L粉末进行单熔道及块体实验,通过分析成型样件的致密度、微观组织、拉伸性能、缺陷机理等进行了工艺优化。结果表明,当激光功率为400 W,曝光时间为120~160 μs,搭接率为50%~60%时,成型样件的致密度可达99.99%。SLM成型过程中产生的未熔合缺陷可以通过调整工艺参数进行避免;虽然微型孔洞及球化现象无法完全消除,但通过缩短曝光时间可以减小球化尺寸。SLM成型样件的微观晶粒为等轴晶及柱状晶,其拉伸性能良好,屈服强度为530 MPa,拉伸强度为635 MPa,延伸率为31%。
激光技术 选区激光熔化 微观组织 拉伸性能 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011401
作者单位
摘要
北京工商大学材料与机械工程学院, 北京 100048
采用选区激光熔化技术研究了扫描速度和线间距对316L不锈钢粉末成形的影响。结果表明,当激光功率为380 W,铺粉层厚为50 μm,线间距为90~130 μm,扫描速度为750 mm·s -1时,成形试样的致密度最高达99.99%,屈服强度、拉伸强度和延伸率分别为625 MPa、537 MPa和38%。扫描速度对试样缺陷的形成有很大影响。适当增大扫描速度可细化试样的晶粒,提高其力学性能。
激光技术 选区激光熔化 高速率 成形缺陷 微观组织 力学性能 
激光与光电子学进展
2019, 56(10): 101403
作者单位
摘要
北京工商大学 材料与机械工程学院, 北京 100048
为了探究脉冲式激光选区熔化成形过程中的搭接率与搭接特性, 采用了弓形与抛物线形搭接理论模型, 并设计了单熔点、单熔道和多层块体的成形实验, 获得了不同条件下较优的搭接率。结果表明,单熔点熔宽随曝光时间增大而增大; 单熔道实验中, 曝光时间为40μs~60μs时, 单熔点间较合理的搭接率约为30%; 曝光时间为80μs时, 搭接率约为50%; 曝光时间为100μs~120μs时, 搭接率约为60%; 多层块体实验中, 单熔道间的搭接率为50%时, 块体表面形貌较好; 通过对块体进行致密度、缺陷、微观组织和拉伸性能分析可知, 当功率200W、层厚50μm、曝光时间100μs、点距65μm、线间距77μm时, 可得到致密度最高为99.99%的样件。该研究对认识脉冲式激光选区熔化成形过程中的搭接特性和搭接率选取是有帮助的。
激光技术 搭接率 搭接理论模型 致密度 微观组织 拉伸性能 laser technique overlap ratio overlap theory model density microstructure tensile property 
激光技术
2018, 42(3): 311

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