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基于频率预测温湿环境下FRP复合材料的剩余弯曲疲劳寿命

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基于频率预测温湿环境下FRP复合材料的剩余弯曲疲劳寿命

作者：吕林泽广州大学

学位级别：硕士

纤维增强复合材料(FRP)具有比强度和比模量高、耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于航空航天、轨道列车、土木建筑、绿色能源及汽车工程等领域。在温湿环境下FRP结构的疲劳性能会加速退化,缩短结构服役寿命,影响其使用安全。例如,海上风机叶... 详细信息

纤维增强复合材料(FRP)具有比强度和比模量高、耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于航空航天、轨道列车、土木建筑、绿色能源及汽车工程等领域。在温湿环境下FRP结构的疲劳性能会加速退化,缩短结构服役寿命,影响其使用安全。例如,海上风机叶片处于典型极端温湿环境下,昼夜温差大引发叶片热胀冷缩导致表面产生微裂纹,海洋高湿度环境下水汽又极易从微裂纹渗透入内,导致FRP叶片基体膨胀,内部应力增大。因此,在温湿环境负面效应的叠加下,FRP风机叶片的服役寿命往往比设计寿命显著缩短。因此,考虑环境温湿度对FRP复合材料的疲劳性能的影响,预测处于温湿环境下FRP结构的剩余寿命具有重要研究意义和应用价值。本文结合了试验研究、仿真模拟、算法反演等手段,对不同环境工况下FRP层合板的单点弯曲疲劳寿命与其结构频率之间的关联性进行了定性和定量分析,并基于弯曲疲劳过程中FRP结构的频率变化对其剩余疲劳寿命进行了预测。本文主要研究内容和结论如下:(1)对两种典型FRP材料,包括玻璃纤维增强复合材料(GFRP)与碳纤维增强复合材料(CFRP),制作的层合板试件进行了常温湿态(RTW)与高温湿态(ETW)下的吸湿试验,测得相关吸湿曲线并观察吸湿后试件的微观形貌。结果表明,在吸湿初期,FRP试件的吸湿率随着吸湿时间的延长而增加,且GFRP层合板吸湿率要大于CFRP,但在400h后,CFRP层合板的吸湿率逐渐大于GFRP层合板。微观分析表明吸湿过程中存在树脂-纤维界面脱粘和树脂开裂、溶解等现象。(2)将常温干态(RTD)试件以及达到吸湿平衡后的FRP试件(包括常温湿态(RTW)与高温湿态(ETW)两种)进行单点弯曲疲劳试验与模态测试,研究了FRP层合板在单点弯曲疲劳过程中的损伤模式和结构频率的变化规律。结果表明,FRP层合板的疲劳破坏主要为纤维断裂,同时伴随基体开裂、基体-纤维界面破坏和分层等损伤模式;破坏主要发生在试件夹持端,且断口处呈45°锯齿状的脆性破坏;单点弯曲疲劳过程中,随着循环次数的增加,FRP试件的振动频率先突降后渐降,且频率下降幅度依次为高温水浴(ETW)>常温水浴(RTW)>常温干态(RTD)。(3)基于Abaqus有限元软件与UMAT子程序建立了单点弯曲疲劳-模态分析联合仿真模型,得到了三种工况下FRP层合板的仿真单点弯曲疲劳寿命以及疲劳过程中的仿真频率变化规律,并基于仿真模型分析了FRP层合板的疲劳破坏形态。结果表明,仿真模拟结果与试验结果基本一致,FRP层合板的破坏位置主要发生在试件夹持端;三种工况下FRP层合板的仿真疲劳寿命与实测疲劳寿命的相对误差在5%以内;随着循环次数增加,FRP层合板模型的振动频率先突降后渐降,仿真模型的频率下降规律和幅度与试验结果一致。(4)基于支持向量机(SVM)与人工神经网络(BPNN)算法进行了反演分析,研究了基于FRP结构的振动频率预测三种温湿工况下FRP层合板的剩余单点弯曲疲劳寿命,并分别采用数值案例与试验案例进行了双重验证。结果表明,SVM算法在小样本数据的情况下比BPNN人工神经网络对剩余疲劳寿命的预测精度更高;对三种工况下FRP层合板的剩余疲劳寿命进行预测的相对误差大小为:ETW>RTW>RTD。

关键词：纤维增强复合材料湿热老化结构频率单点弯曲疲劳剩余寿命预测

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基于区间二型模糊逻辑的制动防抱死控制

交通运输工程学报 2024年第3期24卷 238-250页

作者：王骏骋吕林峰王法慧浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018

针对传统模糊逻辑制动防抱死控制抗干扰能力较弱,在面对不同路面附着系数及理想滑移率时滑移率控制效果较差的问题,提出了一种区间二型模糊逻辑制动防抱死控制系统和方法;控制系统以滑移率误差为输入,利用区间二型模糊集合描述了滑移率... 详细信息

针对传统模糊逻辑制动防抱死控制抗干扰能力较弱,在面对不同路面附着系数及理想滑移率时滑移率控制效果较差的问题,提出了一种区间二型模糊逻辑制动防抱死控制系统和方法;控制系统以滑移率误差为输入,利用区间二型模糊集合描述了滑移率误差及其变化率,并经模糊化、模糊推理、模糊降型、解模糊化4个步骤得到理想制动力矩输出;根据上、下隶属度函数确定的模糊变量隶属度计算模糊规则激活度区间,以增强系统的抗干扰能力,并保证滑移率精准跟踪;基于MATLAB/SIMULINK软件,针对搭载了提出的控制器与传统控制器的车辆,模拟了在不同路面附着条件下的防抱死控制性能,并搭建了防抱死硬件在环平台,进行了验证分析。研究结果表明:在区间二型模糊逻辑制动防抱死控制下,车辆在低附着系数路面下前、后轮滑移率误差均方分别下降了52.96%和57.36%,制动距离缩短了0.24 m,制动时间降低了0.04 s;在中附路面下前、后轮滑移率误差均方分别下降了65.15%和73.32%,制动距离缩短了0.36 m,制动时间降低了0.05 s;在高附着系数路面下前、后轮滑移率误差均方分别下降了47.20%和39.57%,制动距离缩短了0.19 m,制动时间降低了0.02 s。由此可见,相比于传统模糊逻辑制动防抱死控制,提出的区间二型模糊逻辑制动防抱死控制在不同制动条件下均能取得更好的滑移率控制效果。

关键词：汽车工程制动防抱死抗干扰能力滑移率区间二型模糊逻辑模糊降型隶属度函数硬件在环

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对流层散射通信信道衰落特性研究

对流层散射通信信道衰落特性研究

作者：吕林陈电子科技大学

学位级别：硕士

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火凤电器股份有限公司发展战略研究

火凤电器股份有限公司发展战略研究

作者：吕林键吉林大学

学位级别：硕士

靶向猪源产肠毒素大肠杆菌菌毛黏附素多价表位疫苗的研究

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靶向猪源产肠毒素大肠杆菌菌毛黏附素多价表位疫苗的研究

作者：吕林芬扬州大学

学位级别：硕士

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陕西省金融支持实体经济发展效率研究

陕西省金融支持实体经济发展效率研究

作者：吕林海兰州财经大学

学位级别：硕士

2021年7月,国务院常务会议提出适时运用降准等工具加大金融对实体经济的支持力度。党的二十大报告和十四五规划纲要强调,要建设好现代化经济体系,把助力实体经济健康发展作为现阶段国家经济建设领域工作的主要任务,同时提升金融服务实... 详细信息

2021年7月,国务院常务会议提出适时运用降准等工具加大金融对实体经济的支持力度。党的二十大报告和十四五规划纲要强调,要建设好现代化经济体系,把助力实体经济健康发展作为现阶段国家经济建设领域工作的主要任务,同时提升金融服务实体经济的能力,完善实体经济中长期资金供给制度。因此金融行业要以服务实体经济为宗旨,加强金融供给与实体经济契合度,在社会经济发展重点领域做好金融资源的引导工作。一直以来,我国金融市场以银行为主导,属于间接金融市场。我国在直接金融市场存在机制不健全、基础设施匮乏、市场规模较低、缺少多层次资本市场等问题,均对金融服务实体经济的效率造成影响。本文以陕西省为案例,聚焦金融服务实体经济效率进行研究,主要从以下几个方面开展:首先,分别对陕西省金融业发展状况,实体经济发展状况与金融支持实体经济发展状况三个方面进行解读,以期了解金融支持实体经济发展情况。其次,通过使用DEA-Malmquist指数法,测算陕西省与各地级市的金融支持实体经济发展效率。再次,通过使用多元线性回归模型,实证研究陕西省金融支持实体经济发展效率与各影响因素之间的关系。最后,基于陕西省金融支持实体经济发展效率研究结论,提出提升陕西省金融支持实体经济发展效率的建议:完善地方法人、金融中介、融资担保机构的协同服务体系;培育具有陕西特色的衍生品交易市场,打造发展新格局;推进覆盖产业集群、全产业链的区域性金融服务中心建设。

关键词：实体经济金融机构金融服务体系

目标检测与本体集成的数字孪生车间不安全状态检测与推理

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目标检测与本体集成的数字孪生车间不安全状态检测与推理

作者：吕林东郑州轻工业大学

学位级别：硕士

随着智能制造系统的迅猛发展和欧盟“工业5.0”概念的提出,人类在新一代制造业中扮演着核心角色,强调以人为本的制造理念及知识驱动的人机环境安全。在这一背景下,车间的生产安全管控成为确保以人为中心、“人-机-环境”共融、知识驱动... 详细信息

随着智能制造系统的迅猛发展和欧盟“工业5.0”概念的提出,人类在新一代制造业中扮演着核心角色,强调以人为本的制造理念及知识驱动的人机环境安全。在这一背景下,车间的生产安全管控成为确保以人为中心、“人-机-环境”共融、知识驱动的智慧工业体系建立的关键基石。但是,传统的车间生产安全管控过度依赖人为经验,忽视了“人-机-环境”之间的交互影响,导致在实际管理中出现误判和漏判的情况。虽然已有学者将目标检测与本体建模技术应用在车间安全管控中,但是仍然存在以下难题:低照度环境下检测精度低、不安全状态目标检测所需的数据集少、系统对不安全状态的理解和自动推理困难。针对这些难题,本文的具体研究如下:(1)针对低照度环境下目标检测检测精度低且缺乏理解目标间关系的问题,研究了低照度车间环境下目标检测与关系检测技术,提出了基于直方图均衡化和特征融合的改进YOLOv5算法。该方法通过直方图均衡化技术增强图像对比度,然后将其与原图像进行特征融合,提升图像对比度并融合原始图像信息,提高了低照度条件下目标检测的准确率,在交并比0.7的指标下平均精度由66.16%提升至75.64%。同时,构建了基于目标检测的语义关系检测模型,以全面理解图像中目标间的复杂关系,为车间安全管控提供有力支持。(2)针对车间安全管理目标检测数据集获取困难的问题,提出了基于数字孪生的虚实混合数据集生成的方法。首先,利用数字孪生体虚拟对象具有高逼真度、采集方便、可任意配置等特点,在虚拟空间建立高保真虚拟场景;然后,通过物理引擎生成虚拟数据集,并利用实例分割技术生成半虚拟数据集;最后,将虚拟-半虚拟-真实数据集进行混合,虚拟-真实数据比例在3:1时效果最好,平均精度值逐渐上升并稳定,最终保持在80%以上。(3)针对不安全状态的理解和自动推理困难,构建“人-机-环境”共融的数字孪生车间生产不安全状态语义本体模型。通过本体可以实现对图像内容的语义理解和推理,有效弥补目标检测和语义关系检测技术在语义推理方面的不足,弥补了传统车间生产安全管理出现的误判和漏判的缺点。综上,本文针对制造企业的车间生产现场不安全状态复杂多变的情况,在数字孪生技术的理念下,构建了虚实混合数据集与本体集成的数字孪生车间不安全状态语义推理框架,提出了基于直方图均衡化和特征融合的改进YOLOv5算法、基于数字孪生的虚实混合数据集生成的方法,建立了数字孪生车间生产不安全状态语义本体模型,解决了低照度环境下检测精度低且缺乏理解目标间关系、不安全状态目标检测所需的数据集少、系统对不安全状态的理解和自动推理困难的难题,为“工业5.0”的人本制造的落地提供了方法和技术支持。

关键词：数字孪生人本制造工业5.0 生产安全语义推理虚实混合数据集

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声学多普勒测流波形分析

水下无人系统学报 2016年第5期24卷 329-333+383页

作者：张宇航杨云川吕林夏王海陆岳玲李金明中国船舶重工集团公司第705研究所水下信息与控制重点实验室

为了提高多普勒测流技术的测速精度和距离分辨力,文中基于多普勒测流实际应用背景,选取具有大时宽带宽乘积的Costas频率编码信号和几种相位编码信号进行综合波形分析和比较,研究发现二进制相移键控(BPSK)信号更有利于获得高的测速精度... 详细信息

为了提高多普勒测流技术的测速精度和距离分辨力,文中基于多普勒测流实际应用背景,选取具有大时宽带宽乘积的Costas频率编码信号和几种相位编码信号进行综合波形分析和比较,研究发现二进制相移键控(BPSK)信号更有利于获得高的测速精度和距离分辨力,且在低速条件下具有较好的抗混响能力。计算机仿真中采用复自相关算法估计多普勒频率的精度。结果表明,在相同条件下发射BPSK信号测量得到的速度表征方差最小,更适用于高分辨多普勒流速测量。

关键词：多普勒测流波形分析二进制相移键控信号(BPSK) Costas频率编码

基于改进YOLOv5s的智能车间工人不安全行为实时检测方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1610-1619页

作者：罗国富王源李浩杨文超吕林东郑州轻工业大学机电工程学院河南郑州450000

生产安全是以人为本的智能制造基本要求,为满足智能车间工人不安全行为的实时性检测和边缘端部署需求,提出一种基于轻量化的YOLOv5s的工人不安全行为检测方法。首先,对YOLOv5s特征融合网络以及输出层进行删除;其次,对改进后网络训练得... 详细信息

生产安全是以人为本的智能制造基本要求,为满足智能车间工人不安全行为的实时性检测和边缘端部署需求,提出一种基于轻量化的YOLOv5s的工人不安全行为检测方法。首先,对YOLOv5s特征融合网络以及输出层进行删除;其次,对改进后网络训练得到的模型文件进行结构化剪枝;最后,使用知识蒸馏对剪枝后的网络模型进行微调。实验结果表明,改进后YOLOv5s算法的mAP@0.5高达97.8%,刷新率提升108%,所需算力下降了69.0%。所提出的YOLOv5s-2Detect网络及轻量化设计方案对智能车间工人不安全行为检测具有较高的精度,实时性与鲁棒性能够满足智能车间实际环境中工人不安全行为的检测需求。

关键词：智能车间不安全行为 YOLOv5s 结构化剪枝实时检测