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本期导读
《中国测试》创刊于1975年,由中国测试技术研究院主管,于国内外公开发行,(国际标准刊号:ISSN1674-5124,国内统一刊号:CN 51-1714/TB),由中国工程院高洁院士担任总编,杨杰斌研究员担任主编,谭久彬等12位院士及全国重点高校、科研机构100+专家担任高级顾问及编委。《中国测试》致力于追踪新成果、交流新技术、传播新方法,旨在推动测试技术创新融合发展,加快构建国家先进测量体系,在全方位展示测试技术学术特色和水平基础上,打造一流专业期刊和知识共享平台,期刊栏目设置主要涵盖:前沿综述、测试方法、仪器设备、技术应用,学科专业覆盖全、学术交流范围广,是测试方法和技术成果展示和传播的桥梁。
融合特征增强的夜间人体实时检测方法
车林轩;杨培鑫;卢汉;张国峰;王驰;【目的】针对夜间低照度环境下移动人体目标成像亮度低、纹理弱、边界模糊以及车载端实时推理需求高等问题,提出一种车载式夜间移动人体目标实时检测方法。【方法】以轻量化YOLOv8n为基础检测框架,在特征融合阶段引入层级引导特征融合注意力模块,构建HG-FFA-YOLOv8n模型,以增强低亮度人体目标的有效特征表达;同时结合TensorRT完成Jetson端侧部署,并搭建由红外光源、双目红外相机、端侧推理平台、二自由度云台和履带式底盘组成的车载检测系统,实现夜间目标检测、云台跟踪、距离记录和轨迹生成等功能。【结果】改进后的HGFFA-YOLOv8n的mAP50、mAP50:95和Precision分别达到0.554、0.310和0.728,较原始YOLOv8n分别提高0.042、0.024和0.065;经TensorRT部署后,模型在Jetson平台上的推理速度达到38.66 FPS。【结论】在环境照度为0.38 Lux的夜间实验场景下,所搭建系统能够在1~10 m范围内完成移动人体目标的实时检测与连续跟踪,验证了本文方法在夜间低照度车载移动目标检测任务中的可行性与实时性。
多截断策略复数条纹二维SVD相位测量偏折方法
沈奇超;谢芳俊;庄方翔;张冉冉;于瀛洁;汪彦枭;张本生;常林;【目的】针对相位测量偏折术(phase measuring deflectometry,PMD)中四步相移条纹易受随机噪声、Gamma非线性和相移偏差影响,以及单一均方根误差(root mean square error,RMSE)指标难以全面评价重建质量的问题,提出一种多截断策略复数条纹二维奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法。【方法】将四步相移图像的两组正交差分构造成复数条纹矩阵,通过二维SVD低秩重建实现复数SVD条纹增强,并分别采用定秩、硬阈值和拐点法确定截断秩。其中,定秩法实现简单、适用于先验较明确的稳定噪声条件,硬阈值法具有较好的自适应性,适用于噪声水平变化的场景,拐点法能够保留更多低能量有效分量。在此基础上,联合面型RMSE、误差峰谷范围和误差面高度参数,建立面向PMD重建误差的多参数综合评定方法。【结果】仿真与鲁棒性分析表明,所提方法能够有效抑制随机噪声和相移偏差对相位解算及面型重建的影响,面型RMSE由四步法的5.103μm降至1.381~1.390μm,降幅约为72.8%,同时降低了整体误差水平并压缩了局部峰谷范围。实测结果表明,该方法能够稳定恢复待测面型,拟合曲率半径与标称值的相对偏差约为0.87%,具有较好的测量准确性和稳定性。【结论】综上,复数SVD条纹增强可提高PMD面型重建的精度与稳定性,多参数综合评定方法能够更全面地表征不同截断策略的误差分布特征。
加工差异性对试样表面完整性及高周疲劳测试的影响
常帅;谈建平;张坤;涂善东;【目的】为提高金属材料疲劳测试的可靠性,系统研究试样表面完整性对高周疲劳性能的影响。【方法】以Ti-6Al-4V合金和316LN奥氏体不锈钢为研究对象,由多家单位制备疲劳试样,综合采用表面形貌分析、残余应力测试及高周疲劳试验等方法,进而对比不同加工来源试样的表面状态差异及其对疲劳性能的影响规律。【结果】不同加工单位制备的试样在表面形貌与残余应力分布上均存在系统性差异,同一单位不同批次试样亦呈现显著波动;316LN表现出更好的工艺适应性与表面一致性,而Ti-6Al-4V对加工工艺极为敏感,残余应力分散性突出;表面状态差异导致疲劳寿命显著离散,Ti-6Al-4V试样寿命极差超过200倍,316LN试样差异近一个数量级,残余应力是高敏感性材料数据离散的关键因素。【结论】进一步分析发现,材料屈强比可作为关联其表面敏感性的重要指标,高屈强比材料更易因加工引入的表面状态波动而导致疲劳寿命大幅波动。现行以Ra值为单一判据的表面质量评价体系存在明显局限,需建立包含多维度参数(如表面形貌、残余应力等)并与材料特性相适应的表面完整性分级评价体系,实施差异化的控制策略。
应用定位误差补偿的质心精密测量方法
栗瑞瑞;刘永猛;【目的】针对测量过程中复杂装配环境下定位误差导致质心测量误差增大的问题,提出一种基于定位误差补偿的质心精密测量方法。【方法】通过建立测量坐标系、基准坐标系和工件坐标系之间的空间映射关系,构建基于安装偏心与姿态倾斜的定位误差补偿模型,剖析定位误差向质心测量结果的传递机制,建立质心测量误差传播与补偿模型。【结果】结果表明:倾斜误差是影响质心测量误差的主要因素,定位误差补偿后,质心X、Y方向测量误差分别降低28.6%和38.9%,Z方向测量误差降低13.8%。【结论】所提方法能够有效抑制定位误差对测量结果的影响,提高质心测量的准确性和稳定性,为转子等回转构件质量特性测量提供理论基础与技术支撑。
融合MSF-Net的超声导波二维应力场测量方法
刘晨光;杨定民;洪晓斌;叶鸣;【目的】针对平板构件长期应力集中易导致疲劳、裂纹等失效,而传统应力检测方法难以通过少量传感器实现平面构件二维应力场低成本分布式测量的问题,提出一种基于MSF-Net的超声导波二维应力场测量方法。【方法】以多通道导波时序信号为输入,采用一维特征金字塔网络提取多尺度特征;针对声弹性效应对超声导波的累计特性,对导波信号进行分区,并为各分区设计独立的注意力融合模块,将不同时间段中更敏感的特征送入长短期记忆网络,以实现对板结构二维应力分布的准确测量。【结果】实验结果表明,所提模型的最佳分段数为11,应力场测量平均绝对误差为11.24 MPa。与传统CNN+GRU相比,平均绝对误差降低51.7%,结构相似度提升3.88%,峰值信噪比提高8.332 dB,在多项性能指标上均显著优于传统与改进网络结构。【结论】所提方法验证了其在平面结构应力场测量任务中的优良性能,为低成本、高精度的二维应力分布式测量提供了有效技术途径。
差分激励钳形结构耦合复杂零部件缺陷检测
叶家乐;刘德勇;乐明聪;汝改革;唐怡佳;张婷娜;高斌;【目的】针对传统ACFM检测探头难以适应复杂金属构件检测需求且对表面及近表面微小缺陷灵敏度不足的问题,提出一种差分交变电磁场激励聚焦传感技术,旨在实现对表面及埋深微裂纹的高灵敏度检测与成像。【方法】设计新型钳形聚焦型磁轭结构,使检测区域电磁场聚集,提升感应涡流密度并增加渗透深度;同时,所提笔式探头传感区域的背景磁场在传感方向的分量较弱,从而增强对缺陷涡流扰动的检测灵敏度。【结果】通过仿真及实验,对标准试件和焊缝缺陷进行检测,结果表明所提电磁聚焦传感笔式探头能够有效实现表面及近表面缺陷的高灵敏度检测与清晰成像。【结论】所提方法有效克服了传统探头在复杂构件检测中的不足,为表面及近表面微裂纹的可靠检测提供了一种可行的技术途径。
基于环形缺口试样的小冲杆断裂韧性测试方法研究
谭林海;包陈;巫元俊;【目的】小冲杆试验作为一种微试样测试技术,在材料性能评价领域具有显著优势,尤其适用于服役结构的安全评估。【方法】该文基于能量密度等效原理推导了环形缺口试样的载荷-位移关系和J积分的半解析模型,通过有限元方法模拟分析确定模型参数并对其有效性进行数值验证。基于该半解析模型,建立基于环形缺口试样的小冲杆断裂韧性试验方法。选用3种材料对模型进行普适性验证,采用标准构形CT、SEB试样对核级A508-Ⅲ钢进行断裂试验并与小冲杆试验断裂韧性进行对比。【结果】研究结果表明,初始裂纹深度差异对环形缺口试样的启裂韧性JI的影响较小;由于裂尖约束效应,由环形缺口试样测得的断裂韧性与标准构形试样测得的断裂韧性存在显著差异,如何实现二者之间的有效关联是解决小冲杆断裂韧性测试技术工程应用的又一关键技术。【结论】综上,该文可为微损试样获取断裂韧性提供新的途径。