薄壁异型焊接构件疲劳损伤检测方法研究

针对传统的焊缝疲劳损伤检测方法灵敏度较低的问题,提出薄壁异型焊接构件焊缝疲劳损伤检测方法。根据不同状态下的焊缝对振动的动态响应,识别构件焊缝是否存在疲劳损伤;使用超声波完成对构件焊缝疲劳损伤的检测,提取探头接收信号的基波和谐波,对信号进行傅里叶变换和Hilbert-Huang变换,提取基波和谐波中焊缝疲劳损伤信号特征;在支持向量机中,使用特征样本集完成对焊缝疲劳损伤检测。方法有效性验证的试验表明,该方法灵敏度更高,性能更优越。     

FBG应变传感器的疲劳性能研究

将光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器埋入树脂基复合材料内部,采用试验的方法研究了传感器的疲劳性能.FBG应变监测曲线变化规律符合复合材料层合板疲劳理论,经历106次循环载荷作用过程后,最大应变测量相对误差为1.11％,保持了良好的应变测试能力和较高的测量精度.实验证明:FBG能够实现对交变应变、应力的监测,具有良好的抗疲劳能力,为重要结构服役过程中的在线损伤监测、剩余寿命预报以及材料破坏失效的预警奠定了重要基础.     

新型疲劳传感器设计与性能研究

基于经过特殊退火处理的康铜材料具有不可逆电阻疲劳载荷响应,用其作为疲劳敏感元件材料,但因制成的疲劳寿命计工作响应应变门槛值太高,设计了结构独特的弹性放大元件,两者组合构成的疲劳传感器灵敏度得到很大提高,满足了大型工程结构循环应力低、工作寿命长的寿命检测要求,从而达到对大型结构长期健康监测目的。通过试验,研究了该新型疲劳传感器的热输出特性和不同受力情况的放大系数变化,得到了传感器热输出和放大系数修正公式。所设计的疲劳传感器性能满足各种大型工程结构疲劳损伤监测要求,与其他疲劳检测方法相比,其测试精度、经济性和效率均具有明显优势。     

基于数字疲劳传感器的疲劳监测系统及寿命评估

疲劳寿命计是电阻-疲劳响应记忆元件,其电阻值随疲劳而增加,栽荷卸除后电阻变化值保留.通过设计适用于桥梁疲劳栽荷检测的数字式传感器和监测系统,对大桥实施长期实时监测和定期技术状态评估,考察大桥在服役期内完成设计预定功能的能力,提高桥梁的安全性.为解决疲劳损伤及寿命评估问题,通过编制的疲劳评估系统,对东海大桥48个危险截面测点进行疲劳分析,得到实际损伤及损伤度,并进行寿命评估.成功地建立了东海大桥疲劳损伤及寿命评估系统,并可推广应用于其他桥梁.     

非线性Lamb波疲劳损伤监测机理研究

传统的线性Lamb波损伤监测方法对微小损伤的敏感性很低,限制了Lamb波结构健康监测技术的应用和发展.分析了非线性Lamb波传播机理以及非线性Lamb波特征参数提取方法,在此基础上对非线性Lamb波结构疲劳损伤监测机理进行了实验研究.在T6061铝板上的实验验证表明:非线性Lamb波特征参数对结构疲劳等早期微损伤具有较好的敏感性,且非线性参数与损伤程度之间存在相同的变化趋势.为金属材料结构疲劳等早期损伤的预警和评估提供了可行的思路.     

新书推介——《材料疲劳损伤行为的先进光源表征技术》

本书是西南交通大学吴圣川、胡雅楠和康国政在总结课题组近8年来基于同步辐射成像技术研究铝合金接头和增材钛合金等缺陷行为成果的基础上完成的，由科学出版社于2018年出版发行。该书系统阐述了同步辐射成像技术特点、原位加载装置研发、疲劳损伤模型建立、材料损伤成像表征，以及基于成像大数据的损伤评价等研究内容，为力学工作者和材料科学家提供能够建立基于材料表面/亚表面和内部微观结构特征的、更加准确的服役寿命模型和更为完善的强度评价方法的新思路。     

复合材料层板疲劳过程中疲劳寿命计的电阻变化规律研究

采用疲劳寿命计对复合材料层板的疲劳过程进行了监测,研究了复合材料层板在单级和多级载荷下的疲劳累积损伤与疲劳寿命计电阻变化之间的关系。结果表明疲劳寿命计的输出电阻的累积变化能较好地反映层板的疲劳状态。     

飞机典型材料疲劳/断裂性能数据库设计 ——基于Java Applet

对我国百余种飞机典型材料疲劳/断裂性能试验数据进行了研究,在此基础上,探讨了该类材料疲劳/断裂性能SQL Server数据库的设计方法。采用ASP、JavaScript、Java等技术,建立了基于网络环境下的飞机典型材料疲劳/断裂性能数据库系统,实现数据表、图形图像的动态检索输出;为飞机结构的疲劳/断裂可靠性设计与结构寿命评定中材料性能数据的获得和分析带来极大方便。     

驾驶员疲劳驾驶监测方法研究的进展

近年来,疲劳驾驶已经成为汽车安全的重要隐患,严重地威胁着人们的生命和财产安全.文章介绍了疲劳驾驶的特征表现和产生原因,及该技术的研究现状,并对当前几种具有代表性的疲劳状态监测方法进行了评述;利用信息融合技术,将多种监测方法进行有机的结合的方法是驾驶员疲劳状态监测的发展趋势;文章还提出了驾驶员疲劳状态监测及预警装置的非接触性、车载性、实时性的研究思路.     

构件疲劳寿命的估算方法

本文介绍了构件产生疲劳裂纹的过程、原因和危害;通过科学的方法对构件的疲劳寿命进行推导计寄,从而使我们了解在具体应力作用下构件的大概寿命。     

基于DSP的驾驶员疲劳检测系统

为了能够有效地、实时地对驾驶员进行疲劳检测,构建了以ICETEK-DM6437-B模块为核心、以近红外发光二极管为光源和以电荷耦合器摄像头为图像采集设备的驾驶员疲劳检测系统.提出了以人脸区域定位为检测主体的、在PER-CLOS方法原理基础上改进的PER-NOFACE方法结合多种简单高效的图像处理算法的疲劳检测方案,可有效地检测出驾驶员的疲劳状态.为了保证系统检测的实时性,在DM6437达芬奇处理器上对疲劳检测算法进行了代码优化.实验结果表明,该系统能够较为准确地、实时地对驾驶员进行疲劳状态检测.     

驾驶员疲劳检测系统的研究

为了减少由于驾驶员疲劳驾驶引起的交通事故,提出驾驶员疲劳状态检测系统的方案。使用3×3中值滤波去除噪声和光照对图像的影响,通过对AdaBoost算法的强分类器训练算法改进、级联分类器优化实现人脸的快速检测,在检测到的人脸区域,通过积分灰度投影和从粗到细改进的模板匹配方法对人眼进行准确定位;通过PERCLOS、眼睛闭合时间、眼睛眨眼频率、嘴巴张开程度、头部运动的计算,进行驾驶员疲劳程度的综合判定。实验结果表明,该方法准确率高,兼具了良好的实时性和鲁棒性。     

基于FPGA的多特征融合司机疲劳状态检测系统设计

驾驶员的疲劳驾驶是造成交通事故的重要因素,为了实时有效地检测驾驶员的驾驶状态,设计了一种融合多种疲劳特征进行疲劳状态判定的检测算法,并构建了车载的基于现场可编程门阵列(FPGA)的嵌入式检测平台。该多检测算法融合了眼睛和嘴巴的疲劳特征,当某一特征的检测受到影响时可以使用另外的特征进行疲劳状态的判定,较传统的单一特征疲劳检测算法拥有更高的检测效率。实验结果表明:系统的算法简单、可靠、实时性强。     

基于面部表情识别的学习疲劳识别和干预方法

针对网络学习者经常出现的身体或心理上的疲劳或疲惫情绪状态即"学习疲劳"状态,提出了一种基于面部表情识别的学习疲劳识别和干预方法.考虑到网络学习的特点,定义了专注、疲劳和中性3种与学习相关的表情,利用一种基于肤色分割和模版匹配相结合的人脸检测算法检测出网络学习者的人脸区域,然后根据建立的人脸表情面部模型对学习者的面部特征进行提取,主要包括眼睛特征和嘴巴特征,最后采用基于规则的表情分类方法,识别出学习者是否处于学习疲劳状态,并采取相应的情感干预措施.实验结果表明,该方法能够快速识别网络学习者是否处于学习疲劳状态,实现实时学习疲劳干预.     

Study of TBM cutterhead fatigue crack propagation life based on multi-degree of freedom coupling system dynamics

Cutterhead is the core component of TBM tunneling equipment, which endures strong, multi-point distributed impact loads when the TBM tunnels, owing to the extreme surrounding rock environment of high hardness, high temperature and high quartz content. For this reason, the cutterhead works in an extremely severe vibration environment, which leads to engineering fault by a large area crack damage before the service life. Hence, the study on life prediction of TBM cutterhead under the impact loads is a core part of cutterhead design. This paper combines with the technology of system dynamics, linear elastic fracture mechanics and cumulative theory of fatigue damage, for the first time, proposes a method of fatigue crack propagation life prediction for the large and complex structures. In this paper, the TBM cutterhead of an actual project is taken as an example, to predict the fatigue crack propagation life of cutterhead piece and analyze the influences of plate thicknesses on fatigue life, then a new improved scheme of cutterhead structure is presented. The results show that the fatigue crack propagation life of actual cutterhead is 26.6 km, which is able to meet the requirement of 20 km service life. Moreover, the upper cover plate thickness has the greatest influence on cutterhead fatigue crack propagation life, with the thickness increasing 10%, the life increases nearly by 1.24 times. Then, the other influencing factors are as follows: thickness of the main support plate, thickness of the annular support plate and thickness of the support plate, whereas the influence of the lower cover plate thickness on fatigue life is minimal. Furthermore, the plate thickness limit sizes meeting the life requirement are obtained, and a new structure modified scheme of cutterhead is proposed. Compared with the original scheme, the new cutterhead scheme meets the requirements of structural strength and service life with 8.08% weight decrease, which achieves life determination design and lightweight design. The proposed method of fatigue crack propagation life prediction is feasible in the design and application stage of TBM cutterhead, besides, it is flexible enough and can also be applied in damage strength assessment, dynamic parameters optimization and establishment of nondestructive inspection cycle for the other large and complex structure, and takes on stronger project value and generality.     

嵌入式列车司机驾驶疲劳检测系统设计

为了有效地进行列车司机驾驶疲劳实时检测,利用ADI公司的双核DSP芯片ADSP-BF561,设计了车载的嵌入式列车司机驾驶疲劳在线检测系统。阐明了该嵌入式系统的硬件组成原理和PERCLOS非接触式疲劳检测方法,最后详细阐述了系统软件结构和设计实现方法。实验结果表明此方案能实时检测疲劳发生,该系统体积小、成本低、实时性好。     

飞机多疲劳结构动态成组维修决策优化方法

以多个疲劳结构组成的飞机为对象,针对此类系统存在的维护困难、停机成本大等特点,研究多疲劳结构动态成组维修优化问题.在充分考虑结构停机维修用时以及多个疲劳结构之间维修相关性对于飞机使用率和维修费用的影响下,以维修费用和使用率为优化目标,以可靠度为约束,建立多疲劳结构动态成组维修决策优化模型.考虑飞机工作环境的严酷性和动态性,基于滚动时间轴模型,提出多疲劳结构动态成组维修决策优化方法.为了充分利用传感器获得的实时状态信息降低结构服役过程中损伤不确定性对维修计划制定的影响,并使维修计划能够适应复杂多变的动态环境,当每执行完一次停机维修活动或出现新的结构状态信息时,通过将维修决策时间窗口进行不断的滚动,使维修计划能够自适应地动态调整,达到无限规划周期的效果.     

基于隧道磁电阻传感器的脉冲涡流无损检测

目前航空工业多采用铝合金部件,由于航空工业的量轻化等需求导致对铝合金件强度保持有较高的要求,因此对结构材料缺陷的检测尤为重要。为此文章设计了一种基于隧道磁电阻(Tunnel magnetoresistance, TMR)传感器的脉冲涡流无损检测系统方案,对铝合金缺陷参数与被测信号波形的关系进行了研究。首先使用有限元仿真软件COMSOL建模并获取仿真实验数据,证明了脉冲涡流无损检测应用于铝合金材料的可行性;其次,应用仿真结果指导探头设计,进而设计出检测系统,采取实物实验结果与仿真建模分析结果进行对比的方法,实验验证了检测系统的准确性、可靠性和在工程应用中的可行性;最后分析和讨论了缺陷宽度和缺陷深度的无损检测结果。为TMR传感器工程应用确立了实验基础。