基于加权主成分分析的GMAW短路过渡工艺多目标优化 被引量：1

1

作者 叶宇杰 陈昌荣 +2 位作者 王乾廷 练国富 梁卫抗 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期193-204,共12页

目的探究熔化极气体保护焊(GMAW)工艺参数对焊接接头成形质量的影响规律,以提高Q235钢短路过渡焊接成形质量。方法采用正交试验与主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)相结合的方法,研究了短路过渡焊接工艺参数对成形件宽高比... 目的探究熔化极气体保护焊(GMAW)工艺参数对焊接接头成形质量的影响规律,以提高Q235钢短路过渡焊接成形质量。方法采用正交试验与主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)相结合的方法,研究了短路过渡焊接工艺参数对成形件宽高比、稀释率、驼峰数量以及硬度梯度的影响规律,并进行了工艺参数的优化。通过计算主成分的加权综合评价值,并以宽高比最大、稀释率最小、驼峰数量最少和硬度梯度最低为优化目标,对焊道进行多目标优化。结果第一主成分和第二主成分提取的响应值的信息为原始数据信息的89.428%,通过对加权主成分综合评价值的信噪比进行方差分析,确定了最优工艺参数组合,最优工艺参数如下:焊接电流为120 A、焊接电压为22 V、焊接速度为60 cm/min、行进角度为60°,通过试验对得到的最佳焊接条件进行了验证,发现预测结果与试验结果具有良好的一致性。结论采用加权主成分分析的方法可以在保留绝大部分原始数据的情况下,有效地对GMAW短路过渡工艺进行优化,研究结果为熔化极气体保护焊(GMAW)短路过渡工艺优化提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 熔化极气体保护焊(GMAW) 田口法 短路过渡 主成分分析 多目标优化

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晶界界面匹配表征方法及其在晶界工程中的应用 被引量：1

2

作者 王卫国 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期526-542,共17页

晶界界面匹配是指相邻两个晶粒终止于其晶界平面处的晶体学晶面之间的匹配。晶界界面匹配决定着晶界的位错结构、自由体积、原子键合状态和小面化行为等,是晶界结构的本征参量。本文重点介绍了基于电子背散射衍射和体视学的晶界界面匹... 晶界界面匹配是指相邻两个晶粒终止于其晶界平面处的晶体学晶面之间的匹配。晶界界面匹配决定着晶界的位错结构、自由体积、原子键合状态和小面化行为等,是晶界结构的本征参量。本文重点介绍了基于电子背散射衍射和体视学的晶界界面匹配表征方法,主要包括晶界重构和晶界提取、晶界过滤、五参数晶界面取向分布统计以及晶界界面匹配定性和定量表征等,总结了近年来晶界界面匹配表征方法在高层错能面心立方金属、体心立方金属以及六方WC/Co硬质合金和Si3N4先进陶瓷材料晶界工程研究中的应用,强调了晶界界面匹配表征方法的普遍适用性及其在材料的基于晶界结构与特性的创新性组织设计和性能优化研究领域的潜在价值。 展开更多

关键词 晶界 晶界界面匹配 电子背散射衍射 晶界特征分布 晶界工程

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玄武岩纤维/玄武岩颗粒增强高密度聚乙烯复合材料性能 被引量：2

3

作者 闫锦锦 司军辉 崔志香 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期65-71,共7页

玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造。首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制... 玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造。首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制备不同填料含量的PE-HD/BF/BP复合材料。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、同步热分析仪、万能试验机、动态力学性能分析仪、邵氏硬度计、流变仪等研究复合材料的形态、力学性能、结晶性能、热稳定性能及流变性能等。结果表明,与PE-HD相比,BF和BP填料的引入显著增强了PE-HD/BF/BP复合材料的力学性能和热稳定性能,当BF含量为20份,BP含量为10份时(BF20BP10),复合材料的力学性能最优,拉伸强度和拉伸弹性模量分别为47.51 MPa和3331.39 MPa,分别增加了41.7%和211%,硬度达到70.2HD,明显超出防白蚁电缆对硬度的要求,即大于65HD,因此具有更优异的防白蚁啃食性能。与其它配方相比,BF20BP10复合材料具有较高的结晶度、储能模量,较小的损耗因子。因此,PE-HD/BF/BP复合材料的最优配方为BF含量20份,BP含量10份,制备获得的样品具有优异的硬度、良好的热稳定性和流变性能,有望在电缆护套材料领域得到广泛的应用。 展开更多

关键词 高密度聚乙烯 玄武岩纤维 玄武岩颗粒 复合材料 力学性能

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界面电荷传递产生双活性位点的RuO_(2)-NiO/NF高效电催化析氢电极

4

作者 陈慧 刘雪华 +2 位作者 林燕 陈松 王卫国 《材料工程》 北大核心 2025年第4期203-212,共10页

为制备高性能、低成本的稀贵金属电催化析氢材料,采用化学沉淀法结合热分解法制备RuO_(2)-NiO/NF异质结构析氢电催化剂,该电极在碱性析氢反应(HER)中表现出优异的催化活性和稳定性。通过表征、测试以及理论(DFT)计算分析,证明RuO_(2)和... 为制备高性能、低成本的稀贵金属电催化析氢材料,采用化学沉淀法结合热分解法制备RuO_(2)-NiO/NF异质结构析氢电催化剂,该电极在碱性析氢反应(HER)中表现出优异的催化活性和稳定性。通过表征、测试以及理论(DFT)计算分析,证明RuO_(2)和NiO结合产生的异质结构界面是该催化剂性能提升的核心,该界面上发生电荷转移导致双活性位点的产生,使不同种类的吸附质在不同活性位点选择性吸附,协同促进了析氢反应的各基元反应步骤,使得该催化剂在碱性析氢反应中表现优异:10 mA·cm^(-2)电流密度下的析氢过电位仅为52 mV,Tafel斜率为47.5 mV·dec^(-1),100 mV下的TOF达到0.342 s^(-1),且在200 mA·cm^(-2)的电流密度下、经100 h稳定性测试后仍维持稳定电势。综上所述,本工作从界面工程角度成功构筑RuO_(2)-NiO/NF异质结构催化剂,并对其HER机理进行了探讨,为Ni基化合物异质结构催化剂的构建及在电催化领域的应用提供了新思路。 展开更多

关键词 电催化 析氢反应 异质结构 催化剂 密度泛函理论 界面工程 热分解法

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基于Moldex3D的插座外壳的注塑优化

5

作者 陈正男 陈斌艺 黄岸 《中国塑料》 北大核心 2025年第5期70-76,共7页

为探究插座上下盖的最佳注塑工艺条件,使用Moldex3D软件对3种不同的进胶方案进行仿真,最终确定潜伏式四点进胶为最佳方案。后续采用正交试验法探究该方案下的最佳注塑成型工艺,结果表明影响塑件翘曲大小的因素,从大到小依次为保压时间&... 为探究插座上下盖的最佳注塑工艺条件,使用Moldex3D软件对3种不同的进胶方案进行仿真,最终确定潜伏式四点进胶为最佳方案。后续采用正交试验法探究该方案下的最佳注塑成型工艺,结果表明影响塑件翘曲大小的因素,从大到小依次为保压时间>熔体温度>模具温度>保压压力,最佳工艺参数为熔体温度200℃、模具温度45℃、保压时间25 s、保压压力55%。经过模拟验证,优化后的翘曲最大值为0.863 mm,相较于初始工艺条件降低了0.574 mm,优化了近40%,有效提高了产品质量。 展开更多

关键词 插座外壳 正交试验 模流分析 工艺优化 翘曲变形

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稀土掺杂钛酸铋钠陶瓷的铁电和发光性能

6

作者 陈嘉棋 肖欢 +2 位作者 林勇德 杨春蓉 彭萍 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第2期301-307,共7页

采用了传统固相法制备了(Bi_(0.5)Na_(0.5))(Ti_(0.995)RE_(0.005))O_(3)(简写为BNT-0.005RE,RE=Er、Pr、Sm)陶瓷。结果表明,稀土离子的掺杂显著提高了陶瓷的剩余极化强度,BNT-0.005Pr样品的剩余极化强度(Pr)最高,为40.4μC·cm^(-... 采用了传统固相法制备了(Bi_(0.5)Na_(0.5))(Ti_(0.995)RE_(0.005))O_(3)(简写为BNT-0.005RE,RE=Er、Pr、Sm)陶瓷。结果表明,稀土离子的掺杂显著提高了陶瓷的剩余极化强度,BNT-0.005Pr样品的剩余极化强度(Pr)最高,为40.4μC·cm^(-2),比未掺杂样品提高了约80%;但稀土掺杂导致退极化温度降低。此外,由于稀土离子的发光活性,所有掺杂稀土的样品在近紫外的激发下均可发出可见光,分别呈现出强烈的绿色(Er)、红色(Pr)和红橙色光(Sm)。该研究有望拓展BNT基陶瓷的应用范围。 展开更多

关键词 BNT基陶瓷 稀土掺杂 铁电 介电性能 发光

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耐盐耐洗涤剂抑菌海藻纤维的制备及性能研究

7

作者 张伊龙 柯惠珍 +4 位作者 万志豪 耿立宏 颉海娟 裴珞汐 王雨璇 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期240-244,252,共6页

为了改善海藻(AL)纤维的耐盐、耐洗涤剂性和抑菌性,采用硼酸(BA)交联和七水合硫酸锌(ZnSO_(4)·7H_(2)O)后处理工艺对AL纤维进行改性,探究了不同含量BA和ZnSO_(4)·7H_(2)O对纤维形貌结构、耐盐、耐洗涤剂性能和抑菌性的影响。... 为了改善海藻(AL)纤维的耐盐、耐洗涤剂性和抑菌性,采用硼酸(BA)交联和七水合硫酸锌(ZnSO_(4)·7H_(2)O)后处理工艺对AL纤维进行改性,探究了不同含量BA和ZnSO_(4)·7H_(2)O对纤维形貌结构、耐盐、耐洗涤剂性能和抑菌性的影响。研究结果表明,经过BA和ZnSO_(4)·7H_(2)O改性后,AL纤维的表面沟槽结构明显减少,表面更加平滑,且耐盐、耐洗涤剂性能显著提升。随着BA含量的增加,AL纤维在NaCl溶液中的溶胀率从118.57%下降到60.34%,在无磷WOB标准洗涤剂溶液中的溶胀率从126.31%下降到63.89%。经过ZnSO_(4)·7H_(2)O后处理,Zn^(2+)被吸附于SA的M单元(β-D-甘露糖醛酸)内,破坏了细菌细胞膜,使AL纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率大幅度提高到99.99%。制备的改性AL纤维具有良好的耐盐、耐洗涤剂性和优异的抑菌性能,有望应用于抑菌功能纺织品领域。 展开更多

关键词 海藻纤维 交联改性 耐盐耐洗涤剂 抑菌性 湿法纺丝

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热场辅助单晶蓝宝石晶圆精研加工性能 被引量：2

8

作者 许永超 孙家宝 +3 位作者 詹浩 傅滨杰 詹友基 郑天清 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第5期649-656,共8页

针对传统蓝宝石晶圆精磨加工表面质量差、效率低下的难题,提出热场辅助蓝宝石晶圆加工技术,研究热场辅助对蓝宝石晶圆精研加工性能的影响。通过自行设计的热场辅助装置控制加工区温度,基于半固结柔性磨具,在不同加工区温度条件下对蓝宝... 针对传统蓝宝石晶圆精磨加工表面质量差、效率低下的难题,提出热场辅助蓝宝石晶圆加工技术,研究热场辅助对蓝宝石晶圆精研加工性能的影响。通过自行设计的热场辅助装置控制加工区温度,基于半固结柔性磨具,在不同加工区温度条件下对蓝宝石晶圆进行精研加工,对比分析加工区温度对其加工性能的影响,并深入探讨材料去除机理。仿真结果表明,自行设计的热场辅助装置可使精研加工区迅速达到设定温度,且整个过程中晶圆的温度差<1.3℃。与室温下的加工结果相比,当加工区温度控制在50.0℃时,蓝宝石晶圆的表面粗糙度下降了6%,材料去除率提高了近114.2%。磨屑检测结果表明,提高加工区温度后,晶圆表面材料在去除过程中发生晶态结构转变,提高了蓝宝石加工过程中的水合反应速率,从而提高了材料去除率。热场辅助蓝宝石晶圆精研加工可同时获得较高的表面质量和加工效率,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 蓝宝石晶圆 热场辅助 精密研磨 表面粗糙度 去除机理

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WC/Co硬质合金界面特征分布 被引量：1

9

作者 余顺仕 陈松 +6 位作者 李广慧 李辉 林燕 李泓枫 代思远 武体真 王卫国 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期204-213,共10页

利用电子背散射衍射、五参数分析、重叠极图迹线分析和近重位点阵分析等方法研究不同热处理状态WC/Co硬质合金中的WC/WC晶界与WC/Co相界等界面特征分布。结果表明:经高温烧结后油淬的样品,生成了比例为4.5%的WC/WCΣ2晶界,具有{10-10}/{... 利用电子背散射衍射、五参数分析、重叠极图迹线分析和近重位点阵分析等方法研究不同热处理状态WC/Co硬质合金中的WC/WC晶界与WC/Co相界等界面特征分布。结果表明:经高温烧结后油淬的样品,生成了比例为4.5%的WC/WCΣ2晶界,具有{10-10}/{10-10}界面匹配特征的Σ2晶界的比例约为2.6%;该样品中的Co主要为面心立方结构,具有{10-10}_(WC)/{001}_(Co),{10-10}_(WC)/{110}_(Co)和{11-20}_(WC)/{110}_(Co)等界面匹配特征的界面是WC/Co相界的主要部分。经800℃回火后气氛保护随炉缓冷的样品,其WC/WCΣ2晶界比例及特征与油淬样品十分接近;该样品中的Co主要为六方结构,具有{10-10}_(WC)/{10-10}_(Co)和{11-20}_(WC)/{11-20}_(Co)等界面匹配特征的界面是WC/Co相界的主要部分。 展开更多

关键词 WC/Co硬质合金 电子背散射衍射 界面特征分布 晶界界面匹配

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立上电弧增材制造板件的成形精度影响与优化 被引量：1

10

作者 陈昌荣 唐宝林 +2 位作者 叶宇杰 练国富 黄旭 《精密成形工程》 北大核心 2024年第1期66-76,共11页

目的针对悬臂结构立焊位置成形质量差的问题,本研究旨在探究电弧增材制造工艺参数对悬臂结构多道搭接质量及组织的影响规律,以实现悬臂结构工艺参数的预测与优化,从而提高多道搭接焊道表面质量与内部组织性能。方法采用响应面Box-Behnke... 目的针对悬臂结构立焊位置成形质量差的问题,本研究旨在探究电弧增材制造工艺参数对悬臂结构多道搭接质量及组织的影响规律,以实现悬臂结构工艺参数的预测与优化,从而提高多道搭接焊道表面质量与内部组织性能。方法采用响应面Box-Behnken方法,分析焊接电流、焊接电压和偏移量对焊接接头成形与性能的影响规律,建立了工艺参数与焊接接头响应指标的数学模型。结果试验结果表明,表面平整度与焊接电压成正比,与搭接率成反比;偏移量的增加先使总高减小,然后有所增加,而焊接电流与总高成正比;偏心率与焊接电流成正比,与搭接率成反比。以平整度大、总高大、偏心率接近于1为优化目标,最佳工艺参数为电流85.4A,电压22V,偏移量为3mm。与预测值相比较,实际值的平整度、总高和偏心率的误差率分别为0.48%、4.40%和1.89%。研究还探究了单道多层焊接接头组织性能与工艺参数的关系,发现了焊接热影响重合区组织细化的现象。结论研究结果验证了所构建数学模型的可靠性,对改善高难度悬臂结构制造的形貌以及提高成形质量具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 电弧增材制造 立上位置 响应面法 成形质量 平整度

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SnSe_(2)量子点复合凝胶玻璃非线性光学性能研究

11

作者 郑婵 王迪 +2 位作者 黄丽 肖雪清 黄杏芳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期244-256,共13页

由典型的二维层状材料衍生而来的量子点由于其独特的非线性光学(NLO)性能而引起了科学界的广泛关注,但绝大多数研究仍集中在液相基质中,不利于材料化和器件化。文中采用溶胶-凝胶法,将尺寸均一、分散均匀的SnSe_(2)量子点引入具有良好... 由典型的二维层状材料衍生而来的量子点由于其独特的非线性光学(NLO)性能而引起了科学界的广泛关注,但绝大多数研究仍集中在液相基质中,不利于材料化和器件化。文中采用溶胶-凝胶法,将尺寸均一、分散均匀的SnSe_(2)量子点引入具有良好理化性能和光学透明性的二氧化硅凝胶玻璃基质中。采用透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼(Raman)光谱和紫外可见吸收光谱(UV/Vis)对所得SnSe_(2)量子点复合凝胶玻璃的形貌、组成、结构和线性光学性能系统表征。并采用开孔Z-扫描法对SnSe_(2)量子点复合凝胶玻璃在纳秒和皮秒激光脉冲下的非线性光学性能进行了研究。结果表明,当激光脉宽皮秒转变为纳秒时,SnSe_(2)量子点复合凝胶玻璃出现了从饱和吸收(SA)和反饱和吸收(RSA)的转变。且与相对应的悬浮液相比,SnSe_(2)量子点引入凝胶玻璃基质中后,其在皮秒下的SA和纳秒下的RSA性能均有所提高。此外,采用泵浦-探测技术和瞬态吸收光谱研究了SnSe_(2)量子点复合凝胶玻璃的超快载流子动力学过程。计算得到的SnSe_(2)量子点复合凝胶玻璃的NLO参数和弛豫时间与已报道的低维材料相当,证明该材料在非线性光学领域具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 量子点 复合凝胶玻璃 Z-扫描法 饱和吸收 反饱和吸收 超快载流子动力学

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CuO掺杂(Ba,Ca)(Ti,Sn)O_(3)陶瓷的结构与压电性能

12

作者 彭萍 谭礼涛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1100-1106,共7页

(Ba,Ca)(Ti,Sn)O_(3)(BCTS)压电陶瓷具有优异的压电性能,在压电传感器、换能器领域表现出巨大的应用潜力。其烧结温度非常高(通常在1450℃以上),导致其在实际应用中受到限制。为了降低烧结温度,本研究以(Ba_(0.95)Ca_(0.05))(Ti_(0.90)S... (Ba,Ca)(Ti,Sn)O_(3)(BCTS)压电陶瓷具有优异的压电性能,在压电传感器、换能器领域表现出巨大的应用潜力。其烧结温度非常高(通常在1450℃以上),导致其在实际应用中受到限制。为了降低烧结温度,本研究以(Ba_(0.95)Ca_(0.05))(Ti_(0.90)Sn_(0.10))O_(3)为基体,选择CuO作为烧结助剂,通过传统固相烧结法制备BCTS-xCuO压电陶瓷,系统研究CuO含量对BCTS陶瓷的烧结温度、结构及介电、压电性能的影响规律。研究发现,加入CuO后,陶瓷主相为钙钛矿结构,存在少量杂相,可能是Ba_(2)TiO_(4)和Ba_(2)Cu_(3)O_(5.9)。CuO掺杂能有效将陶瓷的烧结温度从1480℃降低至1360℃,提高压电陶瓷的相对致密度,增大陶瓷的平均晶粒尺寸。当x=0.03时,陶瓷获得最高相对致密度(98.7%)和最大平均晶粒尺寸(22.5μm),同时获得最优异的电学性能:压电系数d_(33)=573 pC/N,机电耦合系数k_(p)=36%,相对介电常数ε_(r)=9467,介电损耗tanδ=0.021。与其他低温烧结的BaTiO_(3)基陶瓷相比,x=0.03陶瓷组分在低烧结温度下具有更高的d33,表现出优异的综合性能。本研究结果表明,CuO掺杂可有效降低BCTS陶瓷的烧结温度,提高压电性能,为其在压电器件领域的应用提供指导。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 压电性能 低温烧结

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基于机器视觉的智能破竹分片系统设计与验证

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作者 叶建华 刘贯飞 +3 位作者 刘柏林 罗奋翔 韦铁平 林记宗 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期159-168,共10页

【目的】破竹分片是影响竹材出材率的重要基础工序。针对竹段的直径大小跨度大、壁厚不等、圆度不一的个体化特性,提出基于机器视觉的智能分片方法,以提高竹材的出材率。【方法】基于竹段的天然特性和破竹工艺要求,以竹段的真实截面轮... 【目的】破竹分片是影响竹材出材率的重要基础工序。针对竹段的直径大小跨度大、壁厚不等、圆度不一的个体化特性,提出基于机器视觉的智能分片方法,以提高竹材的出材率。【方法】基于竹段的天然特性和破竹工艺要求,以竹段的真实截面轮廓为基础,以刀盘可分片的数量为约束,建立出材率计算模型。通过工业相机采集竹段的截面图像,在Canny算子的基础上引入多尺度细节增强算法来消除竹材图像内、外径间的干扰信息,并通过融合迭代阈值与梯度直方图分析法自适应获取双阈值,以提升竹段截面轮廓提取的鲁棒性。采用边界排序生长算法快速计算剖分竹片的最大内接矩形。在智能破竹机上开展生产试验验证。【结果】改进的轮廓提取算法,有效去除了竹材截面图像的伪边缘特征,能获得完整的边缘轮廓特征,计算获得的竹材内外径与真实尺寸的平均误差为0.9%。同一随机剖分角度下,本研究方法计算的出料率与最大出材率相比平均偏差为1.3%,小于圆模型的6.3%和椭圆模型的1.6%。通过生产试验,验证了基于机器视觉的破竹机智能分片系统的出材率平均可达73%,高于传统破竹机出材率。【结论】设计的基于机器视觉的智能分片系统,能快速获取竹段的真实截面轮廓,精准确定剖分份数,有效提高了竹材的利用率。 展开更多

关键词 机器视觉 竹材剖分 智能破竹 竹轮廓提取

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