为了探索车载危爆品发生爆炸造成桥梁损伤的破坏形态及桥面上爆炸荷载压力场的分布规律, 采用AUTODYN软件建立了精细化数值模型, 分析不同形状尺寸车厢钢板及多种爆炸工况下桥面荷载压力场的区域分布特征, 给出了钢板发挥阻挡冲击波作用的临界尺寸。针对开展桥梁爆炸实验存在风险高、耗资大的难题, 参考一座实桥遭遇危爆品爆炸事故后的详细检测报告, 反演其爆炸损毁过程。基于最小二乘法对大量数值算例结果进行多项式曲线拟合, 对传统的自由空气域爆炸冲击波压力计算公式进行了修正, 提出了考虑车厢钢板阻挡的车载物爆炸作用下桥面超压峰值预测公式。经此公式计算得出的荷载压力分区与实桥检测报告中桥面破坏区域的对应吻合情况良好。研究成果可为桥梁结构的防爆抗爆设计提供参考。

搪瓷拼装罐是目前处理垃圾渗滤液最佳选择之一。用于垃圾渗滤液处理的搪瓷拼装罐需要有优良的耐渗滤液腐蚀性能, 因此需对钢板进行高温热退火处理以消除厚钢板内部压力, 通过喷砂等表面预处理及机械喷搪的方法将搪瓷釉喷涂在钢板表面, 经过烘干和烧成, 釉层与钢板密着强度高, 形成耐渗滤液腐蚀性能优良的搪瓷釉层。

激光除锈是解决船用钢表面腐蚀的有效手段，激光除锈参数的不同会导致除锈效果和耐腐蚀性能的差别，因此有必要系统研究激光除锈后钢表面耐腐蚀性能的变化规律。本文以EH36船用钢为研究对象，研究激光能量密度和扫描速度等参数对耐腐蚀性能的影响，研究表面形貌和元素成分的变化，阐明激光参数对腐蚀性能的影响规律，在此基础上确定耐腐蚀性能最优的激光除锈工艺。研究表明：EH36钢的耐腐蚀性能随激光能量密度和扫描速度的增大呈现先提高后降低的趋势，在最优参数下钢表面的氧含量符合耐腐蚀要求。当激光能量密度为3.820 J/cm²时，激光能量过量烧蚀基底，金属基底的晶粒尺寸变小、晶粒细化，晶界处活性位点密度变高，有利于金属的溶解，并降低了金属表面腐蚀产物的稳定性，从而降低耐腐蚀性能。在2.546 J/cm²激光能量密度、3000 mm/s扫描速度下，EH36 钢表面具有最优的耐腐蚀性，腐蚀电流密度比原始材料降低了57%。

针对传统方式检测钢板表面缺陷存在检测精度低、检测速度慢的问题，提出一种改进YOLOv5s算法。首先，使用基于交并比（IoU）度量距离的K-means算法对钢铁数据集进行重新聚类，获得多组锚框，通过遗传算法对其进行变异运算，得到与全体标注框更匹配的多组锚框；其次，在Mosaic数据增强上融合MixUp，抑制过拟合，提升模型的泛化能力；然后，对网络结构进行改进，融入注意力模块，进一步提高了网络的特征提取能力；最后，针对难识别样本，在损失函数中融入Focal loss，提高网络的收敛速度与检测精度。实验结果表明，改进后的YOLOv5s算法在测试集上的平均精度均值（mAP）可达78.4%，比原始的YOLOv5s算法提高了3.0个百分点，速度上与原始YOLOv5s基本持平。所提算法在保持高检测速度的基础上，检测性能也优于DDN、Faster R-CNN和YOLOv3。

为了在钢板生产过程中实现钢板内应力的在线非接触无损检测，研究了基于激光超声导波的钢板内应力检测方法。搭建了激光超声导波应力测试装置，开发了相应的信号采集、处理及分析软件，组建了激光超声应力检测实验研究平台。通过拉伸加载装置，给实验试样两端施加预先计算的拉伸载荷，实现了所需要的各种工况下的钢板内应力场。通过激光超声检测单元采集各种载荷下的激光超声导波信号，实验研究了激光超声导波对钢板内应力的表征能力与关联规律。实验结果表明，脉冲激光可以在硅钢板中激发出以A0模态为主的宽频激光超声导波；激光超声导波相速度随拉力的增大而增大，群速度随拉力的增大而减小；拉应力与激光超声导波信号的首波超前时间差和波包延迟时间差都存在明显的线性关系。激光超声导波检测方法可用于带钢内应力的非接触无损检测，有可能成为钢板带内应力在线检测的新方法。

研究了压电陶瓷激发的兰姆波在钢板上对油滴运动的影响, 通过分析油滴在钢板表面的运动方程得到影响驱动油滴运动位移的3个变量, 从激发电压、油滴体积、基板倾角3种不同的条件研究兰姆波对油滴的推动效果。实验表明, 当激发电压和油滴体积一定时, 兰姆波驱动油滴的运动位移随着基板倾角的增加而增大, 且这一特征在油滴为10 μL时最明显; 当基板倾角和油滴体积一定时, 油滴运动位移随激发电压的增加而增加, 在斜面上油滴位移大于平面油滴位移; 当基板倾角和激发电压一定时, 油滴体积越大, 其所受兰姆波的驱动力越大, 运动位移就越大,30 μL的油滴所受驱动影响更明显, 运动位移大于10 μL和20 μL油滴。

目前,汽车用镀锌钢板的搭接多采用电阻点焊技术,新型激光点焊技术——激光螺旋点焊以其高效率、高柔性的特点有望逐渐替代电阻点焊。研究了搭接间隙对激光螺旋点焊焊点成形与力学性能的影响,分析了不同间隙下高压锌蒸气的逃逸过程和缺陷的成因。研究结果表明:对于单层1.8 mm厚、6.7 mm焊点直径的ST12镀锌钢板搭接接头,激光螺旋点焊的间隙适应性较好,在0.2~0.4 mm的板间间隙内都可以获得成形良好、力学性能较好的焊点;当间隙大于0.1 mm时,可以有效避免锌蒸气逃逸造成的焊接缺陷;在间隙约为0.2 mm时,锌蒸气能够顺利逃逸,从而获得最佳的表面成形和力学性能。

针对光照不均等对钢板缺陷检测识别率的影响, 提出了一种基于图像处理的钢板缺陷检测方法。在图像增强的基础上进行图像滤波去噪, 保留图像细节特征。根据大津阈值法实现图像分割, 对钢板缺陷图像周长、面积及宽度等几何特征进行有效提取并根据神经网络分类识别。实验表明, 所提出的钢板缺陷检测方法在识别准确率方面有所提高。

针对钢板厚度及其表面缺陷的在线检测问题，设计了钢板外观质量检测系统。通过线阵CCD相机采集钢板表面的云纹图像，并对云纹图像进行小波变换，提取小波脊处对应的小波变换系数的相位信息，从而实现对钢板的三维重构。实验结果证明：钢板的厚度测量精度为0.08 mm；表面缺陷的测量精度为0.2 mm；在线检测速度为6 m/s。能够同时实现钢板的厚度与表面缺陷的在线检测。