基于深度学习的铜封帽内螺纹缺陷检测研究

针对铜封帽内螺纹裂纹缺陷检测目前存在检测速度慢、检测精度低、稳定性及泛化能力差等问题,提出了一种改进的YOLOv3模型算法来检测铜封帽内螺纹裂纹缺陷。首先,通过坐标极化对样本图片进行特征增强;然后采用K-means++聚类算法对数据集进行尺度分析;再利用SqueezeExcitation模块对YOLOv3模型检测部分进行改造,在3个特征尺度特征的输出部位均添加此模块,提升模型对有效特征的响应;最后,模型分别与Faster-R-CNN、SSD的检测结果进行比较。实验结果表明,基于深度学习改进的YOLOv3算法优于其他检测算法,其缺陷的检测精度为96.3%、检测速率为44FPS,能够实现铜封帽内螺纹裂纹缺陷的精确检测和识别,满足生产部门对铜封帽检修的需求。     

含有焊缝初始裂纹的钢框架梁柱节点性能试验研究

为研究焊缝初始裂纹对钢框架梁柱节点抗震性能的影响,通过切割节点的梁下翼缘焊缝以形成初始裂纹,完成了7个节点拟静力试验,并分析了能量输入历程与节点连接形式对其性能的影响.试验结果表明,含有初始裂纹的节点试件SHH-1从启裂至破坏共经历了6个循环,相比于无损节点试件SHH-0持续时间减少25%,极限荷载降低8.5%,极限位移与延性系数均降低26%.节点中梁下翼缘焊缝部位若存在初始裂纹,会改变节点的裂纹扩展机理,其抗震性能也会明显降低.当加载跨幅相同且循环次数相差不大时,不同的加载制度对初始裂纹扩展机理及节点抗震性能影响较小,但突增式位移荷载会加速裂纹的扩展.H形柱-H形梁节点初始裂纹扩展速度相对最慢、抗震性能最好,其次为箱形柱-H形梁节点,箱形柱-箱形梁节点性能最差.     

基于拟单边Lipschitz条件的非线性系统自适应观测器设计

用拟单边Lipschitz条件代替通常的Lipschitz条件研究了一类非线性系统自适应观测器的设计方法.所得到的判据较已有文献的结果减少了保守性,并给出了仿真算例验证了所给方法的有效性.     

一种基于MATLAB的钢材裂纹扩展速率试验数据处理方法

提出一种基于MATLAB软件设计的钢材裂纹扩展速率试验数据处理程序,并利用该程序对18MnMoNb钢和16MnR钢裂纹扩展速率试验数据进行处理.在分析程序运行结果的基础上,评价七点递增法、五点递增法、三点递增法针对不同试验数据处理精度的优劣性,并分析Paris公式中常数C、m的相关性,得出了C、m的相关性经验公式.     

H型钢成分控制

研究了河北某大型钢厂采用半敞开方式浇注H型钢的成分控制.结果表明:在刚投产时,H型钢的裂纹几率在60％以上,在通过以下两个方面的控制可把其裂纹几率控制在1％以内.一,把钢中S、P含量控制在[S]＜0.015％、[P]＜0.017％;二,控制铸坯中T[O] ＜70× 10-6以及显微夹杂物总体几率＜0.1％.此时,若想进一步降低其裂纹发生几率就应对其采用的半敞开浇注方式进行优化,但考虑成本问题还需进一步研究探讨.     

结构钢开孔管断裂试验及数值分析

为研究金属的断裂机理及抗断设防,对10个结构钢开孔管进行了断裂试验和数值模拟．试验显示：裂纹起始于孔边,沿与荷载垂直方向迅速扩展,断面垂直于荷载方向,并有明显的剪切破坏痕迹,显示出断裂的定性规律：孔径越大,起始裂纹出现越早,开裂后的残余延性越大,双孔管断裂延性低于单孔管,结构钢开孔管断裂试验的数值分析表明：金属椭球面断裂准则对预测结构钢开孔管宏观初始开裂具有较高的精度,与试验结果吻合较好,但对双孔管断裂预测略偏于保守,该试验具有一定的工程意义．     

基于距离函数的3种夹具定位分析方法的比较

建立了点—面、面—面有向距离函数的一阶、二阶微分表达式的统一理论模型.在此理论模型的基础上提出了线性方法(基于点面距离函数一阶微分性质)、单边二次方法(基于点—面距离函数一、二阶微分性质)和双边二次方法(面—面距离函数一、二阶微分性质)的3种夹具定位分析方法,进而分析了定位元和工件的局部曲率对夹具定位精度的影响.仿真试验表明:当定位元的曲率半径相对于工件的曲率半径较小时,3种分析方法的精度相当;但当定位元的曲率半径相对于工件的曲率半径较大时,线性方法、单边二次方法不能跟踪理论值的变化,而双边二次方法却能很好地跟踪理论值的变化,表明了双边二次模型的高精度特性.     

基于裂纹扩展的涡轮叶片热障涂层寿命预测模型

热障涂层在高温热循环的服役环境中会出现性能退化,最终剥离失效.本文以等离子喷涂的YSZ涂层为研究对象,基于亚临界裂纹扩展模型,引入临界能量释放率指数模型,结合改进的热生长氧化层增厚模型,推导了涂层循环失效预测模型.通过和公开的实验数据对比,验证了本文方法的准确性.之后将该模型应用于国内某型燃气轮机涡轮导叶热障涂层的寿命预测.结果表明,随着热生长氧化层的增厚,当达到临界厚度时在陶瓷层和黏结层界面会出现应力反转.陶瓷层和黏结层界面出现的拉伸应力会诱导附近微小裂纹扩展.此时热生长氧化层进一步增厚,将会加速裂纹的扩展速度,直至裂纹贯通,界面出现剥离失效.涂层寿命与服役温度呈指数递减规律,在一定范围内提高陶瓷层和黏结层界面粗糙度可以延长涂层服役寿命.本文模型对预测等离子喷涂的YSZ涂层寿命具有很好的应用价值.     

二氧化碳注入条件下井筒水泥环完整性若干研究进展

井筒水泥环完整性是实现二氧化碳(Carbon dioxide,CO₂)地质封存长期安全有效的重要保障。在CO₂的捕集、利用及封存过程中,低温CO₂流体注入过程将引起井筒结构温度和压力的分布变化,易造成井筒水泥环完整性失效。为评价CO₂注入条件下井筒水泥完整性和优化注入参数提供理论指导和分析方法,文章在简要综述前人相关研究的基础上,重点介绍了笔者的相关创新研究成果：1)简述了CO₂注入井井筒完整性失效的研究现状,重点介绍了CO₂注入过程中井筒流动模型以及不同注入参数对井筒温度分布的影响;2)简述了含缺陷水泥环完整性的研究现状,重点介绍了井筒裂纹断裂参数计算方法,定量分析了CO₂注入井含缺陷水泥环的完整性,揭示了水泥力热性能对径向裂纹和界面裂纹扩展行为的影响规律。文章可为CO₂注入过程施工参数优化、井筒水泥环完整性评价等方面的相关研究与应用工作提供有益参考。     

恒幅循环荷载作用下FRP加固桥梁疲劳寿命预测

在线性渐进叠加假定的基础上,理论推导了三点弯曲荷载下FRP加固桥梁应力强度因子的计算公式,并结合FRP加固桥梁疲劳裂纹扩展试验,分析了FRP加固梁裂纹的扩展行为,验证了裂缝口张开位移CMOD的经验公式可用于计算标准三点弯曲梁的裂缝口张开位移,进而计算断裂模型中梁的临界有效裂缝长度.利用线弹性断裂力学中应力强度因子对疲劳裂纹扩展进行定量描述,进而对FRP加固桥梁的疲劳寿命进行预估算研究.