基于EMD和多重分形谱参数的耐火材料损伤模式识别

考虑到耐火材料损伤声发射信号模式识别困难,提出一种结合经验模态分解(EMD)、多重分形谱参数和支持向量机的耐火材料损伤形式分类方法。首先对耐火材料损伤声发射信号进行EDM分解得到若干本征模态函数(IMF)分量,并取前4个分量作为研究对象,然后将整个信号的多重分形谱宽及各IMF分量的多重分形谱宽组成的特征向量输入支持向量机进行学习训练,最后实现耐火材料损伤模式识别。研究结果表明,采用由原信号及各IMF分量的多重分形谱宽值组成的特征向量能够有效进行损伤信号的特征提取。该方法对耐火材料界面相损伤的分类准确率为99%,对其基质相损伤的分类准确率为89%。     

耐火材料对钢中氧含量影响的实验研究

通过实验研究MgO-Cr2O3,MgO-Al2O3,Al2O3和MgO-C系耐火材料对钢中氧含量和夹杂物的影响,以及采用热力学原理分析耐火材料向钢中的传氧机理.结果表明:在1600℃下,上述4种耐火材料向钢中的传氧能力依次为MgO-Cr2O3MgO-Al2O3Al2O3MgO-C;耐火材料中闭口气孔内氧化物组分分解所产生的平衡氧分压大于钢中的平衡氧分压,是耐火材料向钢中传氧的根本原因;MgO-C系耐火材料内部生成的CO在钢水界面处发生分解反应并溶入到钢中.     

基于小波能谱系数的耐火材料损伤分析

为弄清镁碳质耐火材料在加载破坏过程中的损伤演化,利用小波变换对不同损伤阶段的典型声发射信号进行分析.采用小波特征能谱系数描述信号能量在各个频率范围的分布情况,得出耐火材料不同损伤阶段的破坏形式以及各损伤阶段所呈现出来的特性.结果表明,不同损伤阶段的信号能量分布特征存在明显的差异,利用小波特征能谱系数分析法能够有效地提取声发射源信号的特征并确定耐火材料的损伤类型.     

耐火材料对钢中氧含量影响的实验研究

通过实验研究MgO-Cr2O3,MgO-Al2O3,Al2O3和MgO-C系耐火材料对钢中氧含量和夹杂物的影响,以及采用热力学原理分析耐火材料向钢中的传氧机理.结果表明:在1600℃下,上述4种耐火材料向钢中的传氧能力依次为MgO-Cr2O3>MgO-Al2O3>Al2O3>MgO-C;耐火材料中闭口气孔内氧化物组分分解所产生的平衡氧分压大于钢中的平衡氧分压,是耐火材料向钢中传氧的根本原因;MgO-C系耐火材料内部生成的CO在钢水界面处发生分解反应并溶入到钢中.     

提钒转炉用MgO--Fe--C砖性能研究

为延长MgO-C砖在提钒转炉上的使用寿命,本研究开发了一种新型MgO-Fe-C砖,通过与传统的MgO-C砖进行对比研究,考察这种新型耐火材料的使用性能。研究结果表明：在1400℃的使用温度下,导致提钒转炉用MgO- C砖使用寿命短的原因是脱碳层的烧结性差,抗冲刷性不理想;而对于本研究所开发的MgO-Fe-C砖,铁粉在氧化层氧化及使用条件下原位形成MgO-FeOss,有效地改善脱碳层的烧结性能,并形成致密且高结合强度的脱碳层,显著地提高了耐火材料的抗熔渣侵蚀性和抗氧化性,有利于耐火材料寿命的提高,因此MgO-Fe-C砖是具有良好应用前景的提钒转炉用MgO-C砖的替代品。     

高强混凝土的连续损伤本构模型研究

基于高强混凝土的拉伸应力与应变全曲线及其特征点相对应参数，建立了拉伸损伤本构模型；通过理论分析提出了高强混凝土在二向与三向应力状态下拉、压两类损伤时的损伤耦合模型；根据混凝土结构总是拉裂破坏的事实，提出了用拉应变与损伤度双参量描述的损伤断裂准则，具有重要实用价值     

基于多尺度广义自洽模型对耐火材料损伤过程的模拟

基于材料在受拉和受压状态下损伤机理不同的假设,在恒温条件下,以细观力学以及多尺度广义自洽模型为手段,分别对耐火材料在两种受载状态下的损伤过程进行了研究,提出了一种模拟耐火材料在承受拉压载荷下非线性损伤行为的方法.以镁碳质耐火材料为例,分别对材料在受到拉力和受到压力过程的损伤进行了模拟.结果表明,运用此方法对耐火材料的非线性力学行为进行模拟与试验结果能够较好的吻合.     

各向异性损伤的多方位层析识别

建立各向异性孔洞损伤的多方位层析识别数学模型。通过引进孔洞分布密度及形状参数作为损伤特征量，给出损伤参数与多方位层析信号的均值和方差的关系，表明可由多方位层析信号的均值来识别孔洞损伤程度，可由多方位层析信号的方差来识别孔洞损伤的各向异性特征。     

预应力混凝土梁损伤类型判别的试验研究

混凝土梁破坏过程中细部机理复杂,破坏源释放的声发射信号掺杂了多种破坏模式下的声发射信号。为方便声发射探伤的工程应用,需要对混合的声发射信号进行筛分,并最终将筛分归类的声发射信号与破坏模式相对应。利用SAEU2S声发射信号采集仪,采集混凝土试验梁在集中荷载作用下的全过程声发射信号,并通过设定开裂弯矩,提取正常使用阶段的声发射信号进行分析。通过两个基本假设,采用循环试算的方法,对声发射信号进行归类。结果表明:持续时间、能量、振铃计数等参数之间具有显著的相关性,能够相互替代。用持续时间对相关性显著的信号进行筛分,以持续时间为主要滤值,振铃计数、能量为次要滤值滤除不相关的信号,最终按照分布特征的不同将正常使用阶段的声发射信号分为14种类型,并给出了相关的频谱分析。滤除的信号在总量中约占5.3%的比例。研究结论有助于进一步进行分析研究声发射信号与损伤机理的对应关系,为实际工程中的损伤预警提供参考。     

纳米ZTM／Al2O3复相陶瓷材料抗热震损伤性能

简要分析了表述复相陶瓷材料的抗热震损伤的一些机理。并且利用典型的湿化学法制备了两种ZTM／Al2O3复相陶瓷材料;晶间型和纳米／纳米型;分别对高温和低温深冷条件下,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究。结果表明:对ZTM／Al2O3复相陶瓷材料,高温热冲击下,纳米／纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米／纳米型材料。低温深冷条件下,晶间型材料由于ZrO2马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势,而纳米／纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势。     

关于ω-凸函数的若干性质

本文讨论一类广义凸性的实值函数,所谓ω-凸函数类的若干性质问题。它分为实参数ω大于零的情况,即ω~+-凸函数类,这是一类比凸函数更为广泛的凸函数,但是当ω=0或越接近于零时,这类函数就是正常的或越接近于正常的凸函数类;当ω越大时,它又越接近于拟凸函数类,因此它包含在拟凸函数类中;实参数ω小于零的情况,即ω~--凸函数类,不论ω接近于零或接近于-∞,它还是包含在凸函数类中,因此这类函数有许多和凸函数类所具有的相似的性质。     

基于PFC~(2D)的镁碳质耐火材料断裂行为模拟研究

将镁碳质耐火材料视为骨料和细粉基质组成的两相复合材料,采用基于离散元的颗粒流模拟软件PFC2D,将材料离散成刚性颗粒组成的模型,把颗粒细观参数的变化与宏观力学特性联系起来,构建镁碳质耐火材料在1000℃下的试验模型,模拟试样三点弯曲的载荷-位移曲线,对材料裂纹的扩展进行分析,并通过改变摩擦系数、平行粘结刚度比、孔隙率以及平行粘结弹性模量,对比分析细观参数对载荷力峰值大小的影响情况。结果表明,采用PFC2D可准确模拟镁碳质耐火材料在三点弯曲时的断裂行为;材料的摩擦系数和平行粘结弹性模量与试样所受最大载荷力呈正比关系,而孔隙率和平行粘结刚度比与试样所受最大载荷力呈反比关系。     

HHT在提取Lamb波特征参数中的应用

超声Lamb波被广泛用于薄板状结构的损伤检测,其频散特性为损伤信号特征参数的提取增加了难度,因此提出HHT方法对时域的Lamb波进行频域转换,以提取信号的能量和时间特征。首先,介绍了Lamb信号的特性及生成方式;其次,详细说明希尔伯特-黄变换(HHT)的实现方法及步骤,用Matlab进行了算法实现,获得Lamb波信号的Hilbert谱、瞬时能量密度谱和边际谱;最后,通过复合材料结构的损伤实验,分别对损伤前后的结构检测信号进行HHT变换,提取信号的能量参数和时间参数,对比分析证明HHT能有效提取损伤前后信号的能量衰减和时间延迟信息,为下一步进行损伤程度和位置的识别提供了数据依据。     

铝合金弯曲损伤实验与BP神经网络识别

为准确识别铝合金的弯曲损伤,通过铝合金7N01三点弯曲实验,根据所提取声发射信号特征,采用三层BP神经网络对铝合金进行损伤识别。结果表明,铝合金弯曲损伤检测正确率达87.5%。BP神经网络技术与声发射方法能够准确识别7N01的弯曲损伤,为多参数、大数据量智能检测技术提供了参考依据。     

纳米ZTM/Al_2O_3复相陶瓷材料抗热震损伤性能

简要分析了表述复相陶瓷材料的抗热震损伤的一些机理。并且利用典型的湿化学法制备了两种 ZTM/Al2 O3复相陶瓷材料 ;晶间型和纳米 /纳米型 ;分别对高温和低温深冷条件下 ,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究。结果表明 :对 ZTM/Al2 O3复相陶瓷材料 ,高温热冲击下 ,纳米 /纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料 ;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米 /纳米型材料。低温深冷条件下 ,晶间型材料由于 Zr O2 马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化 ,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势 ,而纳米 /纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势     

复合材料加筋单元初始分层损伤参数影响分析

复合材料加筋结构在制造过程中往往会存在不同形式的初始分层损伤,这些初始分层损伤都会在不同程度上影响结构的承载能力。本文采用两种本构关系的粘接元模拟粘接良好界面和分层界面胶膜。并对含不同损伤面积、不同损伤形状、不同损伤位置的加筋单元进行了面外拉伸分析,得到了剩余强度与损伤参数之间的关系。对于复合材料的损伤与失效,本文采用了Cuntze失效准则及Puck刚度退化模型,较好的模拟了复合材料失效及刚度退化过程。模拟结果和试验结果吻合较好,证明了本文中算法的有效性。     

待测信号线性驱动Duffing振子弱信号检测系统

针对周期驱动的Duffing振子微弱信号检测系统存在临界阈值影响信号检测精度和对待检测信号频率分辨率不高的问题,提出一种以待检测信号为驱动力的Duffing振子线性驱动弱信号检测系统。该系统以待测信号作为系统线性驱动信号,利用系统线性驱动参数的微小变化会导致系统输出状态发生改变的特性,对淹没在背景噪声中的弱信号进行检测。同时,通过计算系统的梅尔尼科夫函数和最大李氏指数,并结合系统相轨迹状态的变化,对该系统检测信号的可行性进行分析。研究结果表明:该检测系统大大提高了对微弱信号频率的分辨能力;检测精度可达10~(-4),即谐波信号频率与驱动力频率之间的相对偏差|ω-ω_1|/ω达10~(-4)时依然可以检测;增强系统对噪声有免疫能力,同时可消除临界阈值对系统检测精度的影响,提高系统检测效率。     

耐火材料热震结构损伤的测定

探讨了利用超声波探伤仪测定或比较耐火材料热震结构损伤的可行性.结果表明,对于在实验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料,如镁尖晶石砖 ,用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性;而对那些在实验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料,如含钛酸铝制品,是不可行的.对于含碳的制品,应选择适宜的超声波频率,才能获得较好的实验效果.     

耐火材料热震结构损伤的测定

探讨了利用超声波探伤仪测定或比较耐火材料热震结构损伤的可行性 .结果表明 ,对于在实验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料 ,如镁尖晶石砖 ,用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性 ;而对那些在实验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料 ,如含钛酸铝制品 ,是不可行的 .对于含碳的制品 ,应选择适宜的超声波频率 ,才能获得较好的实验效果     

海水中多种类兽药残留测定准确度的评价和改善方法

海水中兽药多残留分析时,基质效应会对测定准确度产生较大影响.以反渗透水为空白对照,液相色谱-串联质谱联用(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)检测,在500倍浓缩条件下,评价了3种常用亲水-亲油平衡(hydrophile-lyophile balance,HLB)固相萃取柱(Waters、Supelco和安谱)对海水中35种兽药的基质效应和保留效果.研究发现:反渗透水实验中3种HLB柱表现出柱填料的外源性基质效应,喹诺酮类和四环素类兽药呈现基质正效应,雌激素类等呈现基质负效应,磺胺类和氯霉素类兽药基质效应不显著.海水基质实验中由于外源性杂质与内源性杂质共同作用,大部分喹诺酮类和四环素类兽药呈现基质正效应,氯霉素类和雌激素类呈现基质负效应,磺胺类兽药基质效应不显著.与外标法相比较,基质匹配标准校正法可有效消除基质效应.在50和200ng/L两个加标质量浓度下,3种HLB柱对海水中35种目标兽药校正后的回收率分别为26.8%~147.8%(Waters)、60.4%~159.3%(Supelco)和52.0%~112.1%(安谱);两个加标浓度的相对标准偏差(RSD)(n=4)在0.1%~11.1%.结果表明,相同实验条件下,3种HLB柱的基质效应不容忽视,采用基质匹配标准校正法可以有效克服基质效应,为海水样品中兽药多残留分析方法准确度的改善提供了参考数据.