基于振动测试的载人潜水器结构损伤识别技术

针对大深度载人潜水器复杂结构系统在甲板上带载情况下进行快速损伤识别的技术难点,将振动测试的方法引入到载人潜水器的结构损伤识别中,提出了一种用于载人潜水器结构损伤识别的快速评估方法。利用离散二进小波变换对振动响应信号中叠加的模态信息进行分离,然后通过小波包变换得到能量值,结合两者定义了损伤联合评估方法的损伤指标。结果表明,使用该联合评估方法能够有效地识别载人潜水器结构中损伤部位与无损部位的差异,能够将该损伤评估方法应用于深海运载装备中。     

La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.8)Co_(0.5-x)Fe_x系列合金的制备及其储氢性能

在制备La-Ni-Co-Fe中间合金的基础上,采用机械合金化方法制备La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列储氢合金,研究在不同球磨时间下储氢合金的物相、微观形貌和电化学性能及元素置换对其储氢性能的影响。结果表明:La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的主相为LaNi5相,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex系列储氢合金球磨40 h和80 h后,主相为LaNi5相和少量LaMg2Ni9相;且随着球磨时间的增加,合金晶粒变细小,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的最大放电容量呈变大的趋势,从142.4 mA.h/g增加到157.5 mA.h/g,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.2Fe0.3合金的最大放电容量从150.7mA.h/g增加到162.1mA.h/g,合金具有较好的循环稳定性能。     

载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

针对深海环境下通过视觉方法难以实现地貌的大范围、高精度三维重建的问题,提出一种基于蛟龙号载人潜水器的线结构光法深海地貌三维重建视觉传感器的设计方案。根据线结构光三维重建的原理,首先改进了Steger算法,实现了快速、精准的激光条纹中心线提取;然后利用直接标定法求解出地形特征的二维空间坐标,并克服了图像畸变对重建的影响;再将获得的二维点云与多传感器数据融合,跟随潜水器坐标实时计算偏移量,并根据传感器位姿变化对图像矫正,最终获得地貌的三维点云数据。根据重建原理设计了视觉传感器的软硬件系统,并搭建了实验模拟平台来验证方案的可行性。通过水下实验可以实现对模拟地貌的完整重建,精度达到96.9%,符合重建要求。     

煤自然发火指标气体与临界氧气浓度的确定

利用煤自然发火气体产物分析模拟试验装置测定煤样在不同温度条件下释放出的烃类指标气体，对测定结果进行分析得到煤自燃程度指标气体体系：在不同氧气浓度下测得CO、C2H4、C3H6发生的浓度和产生速率，确定煤自然发火临界氧气浓度为10％。     

压电式弹性梁生理信号传感器的建模、仿真与试验

研究了一种用于检测人体生理振动信号的压电式弹性梁传感器结构及信号传递特性。生理振动信号传递至传感器的表面,通过内部结构,作用于压电膜上,对这个传递过程分别通过二自由度振动系统与欧拉-伯努利梁进行建模,并结合材料力学、振动力学与压电理论,得到了传感器对载荷响应的数学模型。通过COMSOL有限元仿真分析,以及激振器的激励试验,验证了理论建模及仿真分析的正确性。通过实际采集信号与多导仪的对比,验证了信号的有效性。本研究对传感器性能的改进提供了理论依据,有助于算法对信号补偿,获取更准确的心跳、呼吸等生命体征信息。     

Lao.7Mgo.3Ni2.8Coo.5-xFex系列合金的制备及其储氢性能

在制备La-Ni-Co-Fe中间合金的基础上,采用机械合金化方法制备La0.7Mg03Ni2.8C005-xFex(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列储氢合金,研究在不同球磨时间下储氢合金的物相、微观形貌和电化学性能及元素置换对其储氢性能的影响.结果表明La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金的主相为LaNi5相,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5-xFex系列储氢合金球磨40h和80h后,主相为LaNi5相和少量LaMg2Ni9相;且随着球磨时间的增加,合金晶粒变细小,La0.7Mg03Ni2.8Co0.5合金的最大放电容量呈变大的趋势,从142.4mA.h/g增加到157.5mA.h/g,La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.2Fe0.3合金的最大放电容量从150.7mA·h/g增加到162.1mA·h/g,合金具有较好的循环稳定性能.     

大洋富钴结壳的超声测厚

针对载人潜水器水下作业时需对富钴结壳厚度进行实时原位检测的问题,设计了富钴结壳的超声测厚系统,分析了富钴结壳的物理特性及测厚原理,设计了基于ARM处理器芯片测厚系统硬件的方案,该方案根据富钴结壳采样信号的处理,提出了针对富钴结壳的峰值检测算法;最后,在实验室搭建了模拟测试装置,对样品进行了检测。结果表明,利用峰值检测算法可有效识别富钴结壳样品的顶部回波与底部回波时间,并计算出被测结壳的厚度,且准确性高。     

基于空洞卷积神经网络的金刚石图像语义分割

为准确分割金刚石颗粒图像,基于空洞卷积网络构建图像语义分割模型。以自建的小型金刚石颗粒图像数据集为基础,对所建模型的批处理规模、卷积层过滤器数量和膨胀系数等超参数进行调优。对比调优后的空洞卷积网络与传统的全局阈值法、自适应阈值法对金刚石颗粒图像的分割能力。研究结果表明:批处理规模、卷积层过滤器数量和膨胀系数等参数对网络的分割能力有重要影响;空洞卷积网络在0.965的精确度下可达到0.966的召回率,性能明显高于传统方法的,尤其是较好地解决了金刚石颗粒上亮斑的归类问题。      

岸桥金属材料与焊接结构寿命预测

基于不同损伤理论,利用人工智能技术来预测岸桥金属结构疲劳寿命的智能算法已经成为岸桥领域新的热点。为提高寿命预测精度,分别利用神经网络算法和支持向量机算法进行仿真实验,估算在两级载荷下的疲劳寿命。根据前人给出的实验数据,分别运用基于遗传算法优化的神经网络和基于粒子群优化的支持向量机算法对正火35#钢和调质45#钢进行疲劳仿真,描述应力与累积损伤之间的非线性关系,以及应力加载顺序对疲劳寿命的影响;并对海洋平台中最为常见的焊接管接头结构进行疲劳参数的预测,以验证经过优化的智能算法的实用性。同时与优化过的BP神经网络和支持向量机预测结果进行比较,表明优化方法对于提高智能算法的预测精度有较大作用。     

全岩快速掘进工作面粉尘防治技术

该文分析了全岩快速掘进条件下工作面粉尘的产生因素和危害,结合国内外现有的综掘工作面粉尘防治技术,提出了由高效吸尘装置和通风控尘相结合的综合除尘方法。通过在掘进工作面现场应用,取得了很好的除尘效果。