基于数字信号处理的钢铁电磁无损检测方法研究

针对钢铁电磁无损检测中使用传统信号处理方法检测分选率偏低的问题，依据初始幅值磁导率法和数字信号处理的基本原理，采用现场可编程门阵列器件和电子设计自动化技术，提出并实现了数字化的钢铁电磁无损检测试验装置设计方案，通过对FPGA器件编程实现了对检测信号的数字信号处理。试验表明，采用数字信号处理技术可以准确地提取检测信号，对螺栓裂纹工件检测准确率为97．9％。     

微机式钢铁材质自动分选仪的研制与应用

简述了运用初始幅值磁导率法检测钢铁成分和硬度，以及进行纲种鉴别的原理，并通过大量实例，说明了其应用的结果．研究结果表明，用ＷＧＦ－Ⅰ型微机式钢铁材质自动分选议，可直接显示结构钢的合碳量，而用ＷＧＦ－Ⅱ型仪，则获得了某些结构钢的硬度与仪器数显值之间的单值、线性关系，并可用数字直接显示其实际硬度值．从而解决了国内外磁导率仪的指示值与结构钢硬度之间成“Ｎ”型关系的一大难题．     

微机式钢铁材质自动分选仪的研制与应用

简述了运用初始幅值磁导率法检测钢铁成分和硬度，以及进行纲种鉴别的原理，并通过大量实例，说明了其应用的结果．研究结果表明，用ＷＧＦ－Ⅰ型微机式钢铁材质自动分选议，可直接显示结构钢的合碳量，而用ＷＧＦ－Ⅱ型仪，则获得了某些结构钢的硬度与仪器数显值之间的单值、线性关系，并可用数字直接显示其实际硬度值．从而解决了国内外磁导率仪的指示值与结构钢硬度之间成“Ｎ”型关系的一大难题．     

钢铁件缺陷的电磁无损检测

简述了基于初始磁导率法的ＷＧＦ─１型微机式钢铁材质自动分选仪的原理和现场实际应用的结果．应用表明，用螺线管式探头可检测距表面深达２５ｍｍ处的内部裂纹等缺陷，用笔式探头可检测距表面深达１００ｍｍ处的裂纹等缺陷，从而为钢铁件的表面和深层内部探伤提供了一种分选速度可达１５００件／ｈ的新方法．     

便携式铁磁材料无损检测仪的研制

工业现场中出现大量钢铁成分超差、钢种混杂、硬度不合格和裂纹等质量问题。针对现有检测手段存在劳动强度大、人为因素影响大、速度慢以及对工件有损等诸多缺陷,设计一种基于初始幅值磁导率法的便携式钢铁材料无损检测仪,论述系统的检测原理,给出硬件设计框图和系统配置图,以及裂纹检测的软件流程图,最后给出检测结果,证明系统的有效性。     

基于自注意力机制的桥梁螺栓检测算法

基于构建的真实桥梁螺栓场景数据集,提出基于自注意力机制与中心点回归（SACPR）的螺栓检测算法. 构建基于真实场景的高质量桥梁螺栓场景数据集,并针对数据不均衡、多样性不够的问题,使用数据增强方法进行数据扩充,从而获得更高的分类精度. 采用基于深度学习框架的SACPR算法检测不同场景下的螺栓,并进行标示. 对螺栓检测准确率进行验证实验,验证SACP算法的有效性. 将试验结果与YOLOv3、Faster-RCNN、RetinaNet这3种算法结果进行对比,发现3种检测方法的识别精度分别为80.56 %、87.71%、93.89%,而所提出的SACPR 算法的识别精度为93.91%,明显优于YOLOv3算法和Faster-RCNN算法;虽然SACPR算法与RetinaNet算法的识别精度较接近,但前者的检测速度是后者的5.6倍.     

基于改进YOLOv5s的桥梁螺栓缺陷识别方法

针对现有算法在检测桥梁螺栓缺陷时因螺栓背景复杂和尺寸较小而导致的特征提取不充分、目标定位不精确问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的桥梁螺栓缺陷识别方法。该方法在骨干网络中引入注意力机制以提升模型对螺栓特征的提取能力并加深对螺栓全局特征的关注度;优化空间金字塔池化结构以减少螺栓特征信息流失;采用MPDIoU作为边界框回归损失函数,提高螺栓边界框的回归精度;将YOLO检测头解耦以消除目标检测中分类任务和回归任务共享检测头对边界框位置回归的负面影响。在螺栓锈蚀、螺栓松动、螺栓脱落和螺母脱落4类典型缺陷螺栓以及正常螺栓的3810张自制螺栓图像数据集上进行训练和测试,实验结果表明：本文算法对螺栓缺陷的检测精度达到90.8%,相较于YOLOv5s提升了3%,均值平均精度达到92.6%,相较于YOLOv5s提升了4.3%,可以应用于桥梁螺栓的缺陷智能识别。     

钢铁材质无损检测智能仪的探头研制

概念了钢铁材质无损检测知识仪的工作原理，介绍了该仪器探头的设计方法和制作技术。     

基于多核学习算法的钢铁生产轧钢过程故障检测

针对轧钢生产过程中在线故障检测和故障诊断的问题,提出一种基于多核学习算法的钢铁生产轧钢过程在线故障检测模型.首先针对学习样本建立核主成分分析与支持向量数据域描述模型,然后基于T2、Q统计量,以及数据域描述包络情况对轧钢过程进行初步识别,最后构建基于多分类多核最小二乘支持向量机预测模型,对初识结果进行细分类,识别故障级别.利用上述模型对轧钢加热炉故障和机组故障进行了试验.结果表明,该方法能有效检测钢铁生产轧钢过程的故障.     

面向无人机巡检的农村输电线螺栓锈蚀检测

针对农村地区输电线路螺栓锈蚀情况严重且不易检测的问题,提出一种利用深度学习目标检测网络的螺栓锈蚀检测方法,首先自制无人机图像数据集,然后利用二阶微分锐化和暗通道去雾对螺栓图像进行锐化和去雾处理,最后使用YOLOv5网络模型进行数据集的训练与测试,相比其他网络模型检测精度更高,其平均精度均值达93.6％.结果 表明,所提方法能够有效实现无人机巡检图像中螺栓部件的识别与锈蚀检测.     

裂隙岩体水力劈裂的颗粒离散元数值模拟

利用颗粒离散元软件PFC2D从细观角度初步模拟裂隙岩体水力劈裂的发展过程,并分析影响水力劈裂的部分因素。研究结果表明,以初始裂缝尖端处的接触黏结破坏作为水力劈裂发生的标志,可以较真实地模拟裂隙岩体水力劈裂时裂缝的产生和扩展过程。数值模拟结果表明,初始裂缝的相对长度、岩体的渗透性以及水压力的加载速率等因素均对水力劈裂的起裂压力有较大影响。起裂压力随着岩体初始裂缝长度的增加、水压加载速率的加快而降低,随着岩体渗透性的增加而有较明显提高。这些规律与现有的理论和研究结果是一致的,从而验证了采用颗粒离散元模拟裂隙岩体水力劈裂的可行性。     

薄壁结构C50抗渗防裂混凝土试验

根据薄壁结构混凝土的特点，利用中热硅酸盐水泥优化设计出了C50抗渗防裂混凝土配合比。试验结果表明：聚丙烯纤维、钢纤维通过单掺或混掺配制的混凝土28d抗压强度均达到56MPa，抗渗等级P12，满足混凝土的抗渗防裂要求；且单掺聚丙烯的纤维混凝土表现出更优异的抗渗透能力和抗裂性能。SEM微观结构显示，掺膨胀剂混凝土中的水泥石结构均匀密实，产生的钙矾石水化产物丰富，对水泥石收缩具有明显补偿作用，提高了薄壁结构混凝土的抗渗防裂能力。     

斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳试验研究

以板桁斜拉桥的Q500qE正交异性钢桥面板作为研究对象,采用足尺节段模型疲劳试验和数值模拟的方法,对具有宽U肋的正交异性钢桥面板关键细节的疲劳性能进行研究. 通过施加预应力的方法模拟桥面板的轴压力. 3个试验模型总计进行650万次变幅疲劳循环加载. 研究结果表明,嵌补段焊缝初始裂纹以宏观长裂纹的方式出现在腹板下缘,荷载幅越大,初始裂纹越长;宽U肋嵌补段腹板和底板的裂纹扩展可以分为4个阶段,各阶段间有明显的分界点;裂纹扩展速度与裂纹扩展长度正相关;轴压力增大了嵌补段裂纹扩展速度;对设置了焊接垫板的宽U肋嵌补段的焊缝余高进行铲除并磨平处理可以提高焊缝细节的疲劳强度. 推荐采用我国公路钢桥结构设计规范（JTG D64-2015）中110类细节疲劳强度设计宽U肋嵌补段对接接头焊缝.     

特低渗储层压裂水平井产能因素分析

基于井筒与油藏耦合的压裂水平井产能计算模型,优化了裂缝的流入动态,并综合考虑特低渗储层启动压力梯度和应力敏感的影响,建立了特低渗油藏压裂水平井的产能方程。通过室内实验确定某特低渗油田储层的启动压力梯度和应力敏感系数,计算裂缝间距、裂缝半长和水平段长等参数对水平井产能的影响。计算结果表明,裂缝间距与裂缝半长对产能影响显著,并且该方法预测产量准确,对特低渗油藏压裂水平井开发具有指导意义。     

分布式光纤传感器裂缝传感模型试验

基于光时域反射技术及瑞利散射，构建全自动控制的高精度力-光耦合试验系统，进行了分布式光纤传感器裂缝传感模型试验，研究了混凝土模型力-光本构关系，试验中组合传感光纤初始感知缝宽达0．1mm，光纤传感动态范围达5.3mm，定位精度达到0.2m，并根据试验数据拟合出半经验公式。     

呼准二线桥墩托盘顶帽裂缝成因分析及处置意见

以内蒙古地方铁路呼准运煤专用线1号桥墩为背景,根据桥墩顶帽托盘的裂缝分布情况,采用数显回弹仪测试裂缝分布严重区域的混凝土强度,用超声波检测仪对裂缝的宽度和深度做了检测,通过有限元软件ANSYS对出现裂缝的区域做了应力分析.根据现场观察到的裂缝分布情况和有限元分析的结果,提出了对1号墩的加固和处置意见.     

裂隙-黏土间水量交换率试验研究

裂隙为污染物(或降雨)入渗提供了重要的优势通道,裂隙与土体之间的水量交换是裂隙中优势流的重要形式,通过水量交换率进行数学描述.而目前的研究主要针对砂土中的圆柱形裂隙,对于黏土中的平板形裂隙与黏土间水量交换率的研究目前处于空白.本研究针对黏土中裂隙的特点设计一套试验装置,通过含水量传感器和张力计等测量系统,定量研究裂隙-黏土间的水量交换率,并得到裂隙-黏土间的界面渗透系数.研究发现水量交换率在渗透初期最大,随着土中基质吸力的降低而降低,裂隙-黏土间的界面渗透系数比土体的饱和渗透系数大一个数量级.当土体的初始含水量不同时,随着渗透的进行,不同初始含水量土体中的水量交换率趋于一致,约为7×10~(-6)s~(-1).     

混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.     

含裂缝砾石土防渗料的反滤试验

当砾石土防渗体出现裂缝时,土石坝防渗体的抗渗能力主要依赖于反滤料对防渗料的保护。利用自行研制的环状径向渗透仪,采用不同级配反滤料与含有不同裂缝长度的砾石土防渗料组合进行反滤试验研究。根据断面平均渗透系数的变化规律探讨砾石土防渗料裂缝自愈的条件和机理,提出了裂缝砾石土在反滤料保护下进行渗流量计算的初步方法。研究表明,含裂缝砾石土的渗透性随裂缝长度的增大而增大,但裂缝长度及裂缝的存在与否对砾石土的自愈和次生反滤层的形成无影响。含裂缝砾石土防渗料比含裂缝普通粘土防渗料的抗渗强度高。次生反滤层形成时的水力坡降随反滤料特征粒径D20的减小而增大。计算含裂缝砾石土的渗流量时应考虑裂缝面周围松动带范围及其渗透性。     

干湿循环对合肥地区膨胀土渗透特性的影响

合肥地区膨胀土在干湿循环下,土体裂隙不断发育,其渗透特性也随之变化,也常常会影响到膨胀土的蓄水能力。这种情况会加速雨水的汇流,对于城市排水管网的过流能力造成冲击。因此,通过模拟土体的干缩湿胀,测定其初期含水率,液限、塑限、变水头渗透系数等实验方法,并运用MATLAB处理裂隙图片,用裂隙度来表征在干湿循环下,膨胀土裂隙发育对膨胀土渗透性能的影响。