基于多次分割的疲劳驾驶的检测方法研究

针对目前常用的人眼检测方法误判率高,计算量大的特点,提出了一种基于多次分割的机器视觉人眼检测方法,进行疲劳驾驶检测研究。首先,将图像由RGB颜色空间转换至HSL空间,设定HSL空间分割阈值得到人脸初分割图像(第一次分割),经过滤波,膨胀、腐蚀等操作后与源图像进行掩膜。然后,按照初分割方法再进行第二次和第三次人眼分割;最后利用统计双眼面积和的方法实现疲劳检测。动态实验中,人眼识别准确率为93%,疲劳检测准确率为90%,表明该方法能较好地解决复杂背景中人眼定位问题,准确率较高、速度快,算法移植性强。     

某型飞机前起后接头连接区疲劳寿命分析

某型飞机前起落架后接头连接区为疲劳危险部位,必须准确地估计疲劳寿命。在对该连接件的有限元细节应力分析的基础上,计算应力集中系数Kt,用应力严重系数(SSF)法筛选该部件上的危险部位并且计算SSF。然后分别应用Miner损伤累积法则、修正Miner损伤累积法则计算出该部件的寿命。采用SSF和修正Miner损伤累积法则组合进行估算寿命精度较高。估算结果与试验结果吻合较好,为该型飞机的定寿提供了依据。     

单桩基础弱化对海上风机动力响应的影响

为研究海上风机在基础弱化条件下的动力响应特性以及基础刚度对其动力响应的影响,以某单桩基础的海上风机为例,建立考虑基础刚度弱化的海上风机动力分析模型,进行不同基础刚度条件下风机的整体动力响应分析。研究结果表明：基础刚度降低,对上部结构的约束作用减弱,结构的自振频率随基础刚度降低而减小,逐渐接近风机1P频率,增大结构共振风险;泥面和塔底处的水平位移受基础刚度影响较大,而塔顶水平位移对基础刚度变化不敏感;基础刚度降低会轻微增大极限弯矩荷载,但会较明显地增大塔底疲劳荷载,导致对结构疲劳的不利影响;风机紧急停机会产生更剧烈的结构响应,并且基础刚度降低会加剧这一现象。     

基于应力分析的钻具设计方法优化

钻具钻进过程中不断振动,其产生的交变应力促使钻具发生疲劳失效。钻具组合设计时多是考虑轴向应力对钻具的影响,很少考虑到振动的影响,考虑因素单一。为提高钻具钻进过程的安全性,基于钻柱所受轴向应力,考虑钻柱振动时所受动态应力,结合疲劳失效原理,建立了一种应力安全分析模型,并通过室内试验验证模型的合理性,进而分析钻柱整体在不同钻进条件下的安全系数和存在的危险位置,总结提出钻具组合优化方法。结果表明：转速对钻具的安全系数影响较大,钻压的影响程度较小;除了钻具井口位置,加重钻杆底部、钻铤底部均存在疲劳失效的可能;钻具优化方法可以提高钻具整体安全性。本文从应力方向角度分析了钻具的安全情况,提出了优化方法,为以后的钻具设计提供了参考。     

无砟轨道W1型弹条疲劳性能的试验研究

高速铁路弹条在实际工作中会承受反复多变的载荷作用,随着时间累积,弹条会发生疲劳断裂。为研究高速铁路弹条(W1型弹条)在载荷作用下的疲劳性能和疲劳寿命,将W1型弹条放置于MTS810伺服液压试验机上进行载荷分别为(25±7.5) kN、(25±10) kN、(25±12.5) kN 3种试验方案的疲劳试验,首先通过疲劳试验数据计算弹条的疲劳可靠度寿命和疲劳寿命,绘制W1型弹条在不同可靠度下的载荷与疲劳寿命(lgF_a-lgN)直线并对其进行线性拟合,根据不同可靠度的要求,可以计算和预测W1型弹条在3种试验方案下的疲劳寿命,然后对弹条断口进行电镜扫描分析,得出弹条断裂类型为韧性断裂。     

紫外老化对复合改性沥青混合料路用性能影响

沥青混合料在高海拔地区由于恶劣的环境因素影响导致其性能衰减,其中较大辐照度的紫外线使路面在短期内出现“泛白”的现象,影响沥青面层的使用寿命。选取几种抗紫外老化复合改性沥青方案进行室内沥青混合料抗紫外老化研究。借助自主开发的耐气候环境老化箱对沥青混合料进行紫外老化模拟试验,研究复合改性沥青对混合料抗紫外老化的效果。结果表明与SBS改性沥青相比,L64和L4分别比SBS改性沥青未老化之前的断裂能分别提升了8.16%和5.86%,L64和L4紫外老化后的复合改性沥青具有更好的抗裂性能和抗疲劳性能以及高温稳定性,其结果对于预防沥青路面紫外老化具有较大的工程价值。     

机组疲劳评估系统模型对中国航司国际航班飞行员疲劳预测的适用性

研究旨在对经典生物数学模型在中国航空公司运营环境下的适用性进行研究。首先在我国航空公司的运营环境下,使用持续绩效测试(CPT)、卡罗林斯卡嗜睡量表(KSS)和机组人员状态检查表(SP)观测飞行员飞行过程中的警觉度绩效和主观疲劳自评。其次使用机组疲劳评估系统(SAFE)模拟并量化了相应的飞行员疲劳。最后比较了SAFE模型预测的机组警觉度值与其疲劳主观自评、客观绩效之间的差异,使用方差分析来探究疲劳影响因子对模型预测和主客观疲劳的影响差异。结果表明：SAFE模型预测机组人员疲劳与其主观疲劳有较强的相关性,整体上模型对机组人员疲劳预测体现了与执勤时长及昼夜节律相关因素的变化趋势,但是连续执勤18h后预测值会偏高。可见随着对该模型验证数据量的增加及调整模型相关参数以适应我国飞行运行环境,该模型将能够作为我国航空公司疲劳风险管理体系(FRMS)预测式危险源识别的客观工具,同时也可为我国本土化生物数学模型的理论研究与工程应用提供借鉴。     

圆管带式输送机传动滚筒疲劳分析及 结构优化

针对传动滚筒长期运行下发生疲劳失效的问题,本文以某型圆管带式输送机传动滚筒为例,建立了输送带与传动滚筒的有限元接触模型,分析传动滚筒的应力应变,得到传动滚筒最大应力主要分布在输送带紧边与筒体接触的位置;基于滚筒的应力载荷谱,结合疲劳分析理论,研究得到传动滚筒的最小疲劳寿命为3.92×10~7次;针对传动滚筒筒体中间区域损伤最为严重的问题,分别提出增加筒体厚度、滚筒中间位置设计支撑装置2组优化设计方案,得到传动滚筒的疲劳寿命随筒体厚度增加呈几何指数增长,而设计支撑装置只能在一定范围内提高传动滚筒使用寿命,该研究对滚筒结构设计具有一定指导意义.     

激光标刻对GH4169合金疲劳性能的影响

激光标刻是航空制造领域中常用的标刻手段,为进一步加强航空工业中标刻工艺使用的规范性,提高飞机整体和关键零部件的可靠性,本文采用激光技术对GH4169合金进行标刻处理,研究了激光标刻后GH4169合金的高周疲劳性能和断裂机理。结果表明,激光标刻中值疲劳寿命为37×103 cyc,与未标刻试样相比,激光标刻处理后疲劳寿命下降了83%。激光标刻处理后,标刻处存在激光重熔层改变应力状态,缺口底端呈尖锐状,应力集中程度较高。与未标刻试样单一裂纹源相比,疲劳萌生区由多个裂纹源共同组成,扩展区初期阶段的疲劳条纹间距变大,多源裂纹在疲劳扩展区汇合后出现台阶状和脊状形态,共同作用下导致激光标刻处理后GH4169合金疲劳寿命大幅降低。     

基于变尺度杜芬阵列的超声非线性输出信号检测

针对超声非线性输出信号中二次谐波信号比较弱、且是经过复杂传播的非线性时间序列,利用变尺度杜芬阵列对超声非线性输出信号进行检测评估材料的疲劳损伤。首先对杜芬振子进行频率变换、分析初始相位对检测结果的影响,构建检测实际工程信号的杜芬阵列模型,并对超声非线性输出信号进行变尺度变换,使杜芬阵列与超声非线性输出信号相匹配。当处理信号输入杜芬阵列模型时,第二个杜芬振子相轨迹由混沌状态过渡至大尺度周期状态,微弱二次谐波信号可以被有效的检测出来。根据杜芬振子总驱动力幅值和响应信号幅值之间的对应关系对二次谐波信号幅值进行有效估算。最后,探究随机噪声对检测模型的影响,当待测信号含有噪声时,杜芬振子相图仍变为大尺度周期状态,随着信噪比降低,相轨迹越来越粗糙,且稳定性变差。以上分析表明,利用构建的杜芬阵列模型能够有效检测超声非线性输出信号的二次谐波,对材料的疲劳损伤状态进行有效评估。