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444铁磁性不锈钢焊管缺陷的识别与分类

无损检测 2024年第4期46卷 42-47页

作者：张恒熙张勇侯怀书夏帅军李金好上海应用技术大学机械工程学院上海201418 海南省锅炉压力容器与特种设备检验所海口570203

基于涡流检测技术,提出一种针对444铁磁性不锈钢焊管的缺陷识别与分类方法。首先采集经过磁饱和处理后的钢管涡流信号,通过经验模态分解(EMD)进一步对涡流信号进行降噪,提取到最能代表原始信号特征的内涵模态分量(IMF),对所选取的IMF提... 详细信息

基于涡流检测技术,提出一种针对444铁磁性不锈钢焊管的缺陷识别与分类方法。首先采集经过磁饱和处理后的钢管涡流信号,通过经验模态分解(EMD)进一步对涡流信号进行降噪,提取到最能代表原始信号特征的内涵模态分量(IMF),对所选取的IMF提取时频域特征参数;为了提高模型识别效率,通过主成分分析(PCA)对特征向量集降维;最后使用支持向量机(SVM)对焊缝缺陷进行识别与分类。试验结果表明,该方法对444不锈钢焊管各缺陷的识别准确率较高,生产中可将含有特定缺陷的产品自动筛选出来,提高了生产效率。

关键词： 444不锈钢焊管涡流检测缺陷识别经验模态分解支持向量机

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建筑机械租赁供应链定价与协调研究

建筑机械租赁供应链定价与协调研究

作者：张恒熙北京建筑大学

学位级别：硕士

建筑机械普遍具有价格昂贵、种类多、高能耗、设计寿命长等特征,租赁模式往往成为施工单位在工程建设中的首选,但由于管理不规范、市场主体众多、数据不完备、维护保养不到位等问题,无法有效保证设备的性能,导致施工现场存在安全隐患。... 详细信息

建筑机械普遍具有价格昂贵、种类多、高能耗、设计寿命长等特征,租赁模式往往成为施工单位在工程建设中的首选,但由于管理不规范、市场主体众多、数据不完备、维护保养不到位等问题,无法有效保证设备的性能,导致施工现场存在安全隐患。近年来,随着国家“双碳”目标的确立,如何发展低碳经济成为社会关注的热点问题。租赁作为一种绿色低碳经营模式,推动租赁市场良性规范化发展是当前迫切需要解决的现实问题。因此,本文从供应链视角出发,深入分析建筑机械租赁市场特征、问题、需求与现状,研究建筑机械正向租赁供应链和逆向租赁供应链中的维护、定价、回收、协调及合作减排问题。通过有效的市场竞争机制来合理分配供应链利润,达到提高设备的维护保养水平,保障设备健康及施工安全,提升机械设备循环利用效率,降低行业碳排放量的目的,为建筑机械行业低碳可持续发展提供决策支持。本文围绕建筑机械租赁行业特点及存在的问题,从四个方面展开研究:首先,考虑租赁市场存在竞争的情况下,针对制造商不经营租赁业务、制造商经营租赁业务但不成立租赁子公司及制造商经营租赁业务且成立租赁子公司三种情形,分别建立三种建筑机械供应链模型,对三种模型下销售价格、租赁价格及利润进行计算仿真及对比,研究结果为不同市场环境下各方决策提供理论支持。进而研究租赁商机械设备维护保养水平对供应链利润及需求的影响。建立了制造商主导者的Stackelberg博弈模型,讨论在集中式决策、分散式决策、成本共担契约以及联合契约模型下,供应链各企业的最优反馈策略,并设计算例对模型行敏感性分析及验证。其次,进一步考虑工业互联网平台的应用,构建建筑机械租赁闭环供应链模型,分析平台建设成本系数、更新成本及维护敏感系数与租赁价格、需求量及利润之间的关系,并使用Shapley值法与两部定价合同实现供应链协调。最后,结合政府碳税政策,建立碳税约束下的建筑机械租赁闭环供应链模型。研究制造和再制造最优化决策问题,得出碳税率与消费者偏好系数对产品定价、需求量及利润的影响,并设计联合契约使闭环供应链实现帕累托改进。研究表明,第一,当建筑机械租赁市场存在良性竞争机制的情况下,供应链中制造商与租赁商的利润均得到提升。第二,租赁商需要不断提高自己的维护保养技术,而制造商则需努力提升制造水平,以此来满足施工单位有高度的安全性需求。第三,运用云平台有助于回收再制造过程的推进,提高再造品性能,有效保障了建筑机械的使用安全,提高了设备利用率。第四,碳税政策有助于社会效益的提高,促进企业绿色转型。而消费者对于再造品认可度的提升,将会进一步提升碳税政策的效用。

关键词：建筑机械 Stackelberg博弈租赁供应链契约碳税

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含裂纹钢悬链立管缺陷评估研究

含裂纹钢悬链立管缺陷评估研究

作者：张恒熙哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着我国对能源的需求日益增加,陆上油气资源逐渐枯竭,海洋中所蕴含的丰富油气资源以及相关开采技术研究引起了学者们的广泛关注。钢悬链线立管作为海底开采系统与海上平台相连接的管道运输结构,被大量投入在海洋油气资源的开采中。然... 详细信息

随着我国对能源的需求日益增加,陆上油气资源逐渐枯竭,海洋中所蕴含的丰富油气资源以及相关开采技术研究引起了学者们的广泛关注。钢悬链线立管作为海底开采系统与海上平台相连接的管道运输结构,被大量投入在海洋油气资源的开采中。然而由制造、安装以及服役环境的因素引起的管道初始裂纹缺陷对立管的安全运行带来了严峻挑战,因此需要开展对含裂纹立管的缺陷评估研究。目前管道缺陷评估研究主要针对陆地上埋深管道以及海底管道等单一受内压的管道,对于受力情况复杂且裂纹形式多样的钢悬链线立管的缺陷评估缺乏针对性与实用性;在研究立管环焊缝区域残余应力对裂纹的影响时往往只采用表面残余应力作为裂纹面上的二次应力,跟实际管道环焊缝残余应力沿厚度分布不符,使得评估结果具有相当的保守性。本文基于英国BS7910标准对钢悬链线立管的裂纹缺陷进行评估,通过ORCAFLEX软件建立钢悬链线立管与平台的耦合模型,计算该模型在不同风暴工况下的动力响应确定极端应力情况,研究轴向应力与环向应力随立管长度变化规律并作为有限元计算的外部荷载,应用ABAQUS软件建立立管局部模型并引入轴向裂纹与环向裂纹,分析当结构载荷、裂纹形状发生变化时裂纹应力强度因子的变化并对其进行了缺陷评估;为研究残余应力对缺陷评估的影响,应用ABAQUS软件对管道进行焊接模拟,提取了距焊缝中心不同位置沿管道壁厚分布的残余应力情况,作为二次应力施加在裂纹面上,分析了距焊缝中心不同位置裂纹应力强度因子的变化情况并考虑了塑性因子后对裂纹进行了缺陷评估;为研究立管不同区域出现的裂纹并发生疲劳扩展时的临界尺寸与剩余使用寿命,采用雨流计数法基于ORCAFLEX中的损伤结算结果在风暴工况与长期海况的风,浪,流环境下计算立管的交变应力,基于Pairs双线性公式与BS7910标准中金属材料在海洋环境中的扩展速率参数对裂纹进行疲劳扩展分析并对不同初始深度裂纹沿路径扩展情况进行了缺陷评估。结果表明,基于相互作用积分法可有效地求解钢悬链线立管的裂纹应力强度因子,裂纹的应力强度因子随着裂纹的形状变化而变化,立管悬挂段裂纹相比于触地段更加危险,其中环向裂纹的评估结果相比于轴向裂纹更加危险;对于立管环焊缝,残余应力是缺陷评估的主要影响因素,轴向裂纹比环向裂纹更危险,塑性因子的考虑使得整体评估结果更接近失效评估线,并使得结构趋于脆性断裂;此外,当裂纹发生疲劳扩展时,触地段为疲劳关键区,随着裂纹深度增加,轴向裂纹在残余应力的影响下使得结构趋于脆性断裂;而环向裂纹达到一定深度后残余应力起到抑制作用,使得结构最终的失效模式为疲劳断裂。

关键词：缺陷评估钢悬链线立管应力强度因子残余应力裂纹疲劳扩展

河南省市域森林生态安全时空演变与综合评价研究

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河南省市域森林生态安全时空演变与综合评价研究

作者：张恒熙河南农业大学

学位级别：硕士

随着河南省各地市经济和社会的不断发展,现有森林生态系统承载的压力日益增大,在全社会都愈加重视生态环境的当下,为客观评价河南省森林生态安全现状,探究河南省森林生态安全存在的问题和经济社会持续健康发展之间的关系,本文选取河南... 详细信息

随着河南省各地市经济和社会的不断发展,现有森林生态系统承载的压力日益增大,在全社会都愈加重视生态环境的当下,为客观评价河南省森林生态安全现状,探究河南省森林生态安全存在的问题和经济社会持续健康发展之间的关系,本文选取河南省18个省辖市为研究对象,依靠PSR框架模型构建出河南省各地市森林生态安全评价体系,选定专家调查法和熵权法确定各指标的综合权重,结合2008年、2013年、2018年三个数据年份,运用综合加权评分法,得出河南省18个省辖市的森林生态安全现状,分析各地市森林生态安全现状的优势和劣势,并在此基础上得出河南省森林生态安全状况在时间和空间上的演变。主要结论如下:(1)河南省森林生态安全等级在2008年、2013年和2018年分别为0.381、0.390和0.404,属于一般森林安全状况。河南省整体森林生态系统较为稳定,可以发挥基本的森林生态功能。在评价河南省森林生态安全等级的状态、压力和响应三个层级中,状态层级占比37.67%,压力层级占比34%,响应层级占比28.33%。(2)在时间分布上,2018年河南省18个地市森林生态安全状况对比2008年和2013年有所改善,安全状况较差地市由2个降为1个,安全状况一般地市由12个增加到13个,安全状况良好地市保持为4个。其中洛阳、三门峡、南阳和信阳4个地市森林生态安全状况为良好,郑州市森林生态安全状况为较差,其余13个地市森林生态安全状况为一般。河南省整体森林生态安全等级自2008、2013和2018三个年份稳步上升,其中2013年比2008年提升2.36%,2018年比2013年和2008年分别提升3.59%和6.04%,森林生态安全等级提升速度明显加快。但全省森林安全状况整体仍处于一般标准,存在着森林生态系统承载压力不断增大,生态安全稳定性和自我调节能力较差等问题。(3)在空间分布上,受地形分布和各地市经济发展影响,位于河南省西部和南部的伏牛山生态屏障区和桐柏-大别山生态屏障区的森林生态状况保持良好;中部平原生态涵养区的森林生态安全状况整体仍处于一般;而北部太行山生态屏障区和省会郑州大都市生态区因焦作市和郑州市森林生态安全状况相对较差,造成两个区域森林安全状况整体落后于全省平均水平。说明河南省森林资源现状在空间上差异较大,分布不均衡,不利于全省森林生态安全的整体发展。(4)通过讨论河南省森林生态安全状况存在的问题,从增加森林资源数量、提高森林资源质量、加强森林生态保护、加快城市森林生态建设和优化森林产业发展五个方面提出改善河南省整体森林生态安全状况的建议和措施。

关键词：河南省森林生态安全 PSR模型综合加权评分法时空演变森林生态建设

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并联式船舶混合动力系统能量管理策略研究

并联式船舶混合动力系统能量管理策略研究

作者：张恒熙哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着国际船舶组织和世界各国在船舶排放领域的法规陆续出台,船舶航运业面临着巨大的节能减排压力。船舶混合动力系统不仅可以将天然气、太阳能、电能等清洁能源作为船舶推进的动力源,减少船舶排放,还可以通过制定合理的能量管理策略,实... 详细信息

随着国际船舶组织和世界各国在船舶排放领域的法规陆续出台,船舶航运业面临着巨大的节能减排压力。船舶混合动力系统不仅可以将天然气、太阳能、电能等清洁能源作为船舶推进的动力源,减少船舶排放,还可以通过制定合理的能量管理策略,实现对动力系统能效的提升。因此本文采用气体机和动力电池为动力源,以并联式船舶混合动力系统为研究对象,对系统的参数匹配、建模仿真、能量管理策略等关键技术进行研究,为并联式船舶混合动力系统设计和开发提供理论支撑。针对并联式船舶混合动力系统的构型特点,提出了并联式船舶混合动力系统的参数匹配方法,确定了气体机、可逆电机、动力电池、齿轮箱、螺旋桨、船体等系统主要部件的参数。在MATLAB/Simulink仿真平台上,采用模块化建模的方法建立了并联式船舶混合动力系统模型。通过分析所定义的气体机充电功率天然气消耗率和电机推进天然气节省率,设计了一种基于逻辑门限值的能量管理策略,有效解决了传统基于逻辑门限值的管理策略中逻辑门限值依赖于工程经验的缺点。研究结果表明:基于逻辑门限值的能量管理策略有着较低的系统天然气消耗量,但无法实现对动力电池SOC的调控,且在受到SOC上边界限制时,系统天然气消耗量显著增大。针对并联式船舶混合动力系统的运行模式,设计了一种基于模糊控制的能量管理策略。首先设计了双输入双输出的模糊控制结构,然后对模糊控制变量进行了论域变换,并制定了变量的模糊子集、隶属度函数以及模糊规则,最后确定了输出量的解模糊方法。研究结果表明:基于模糊控制的能量管理策略可以有效地实现对动力电池SOC的调控,但系统天然气消耗量整体上显著高于基于逻辑门限值的能量管理策略。为了实现对系统天然气消耗量的优化,设计了一种基于ECMS的能量管理策略。首先通过引入充放电等效因子和动力电池SOC惩罚函数表达了动力电池瞬时等效天然气消耗量,然后结合气体机瞬时天然气消耗量得到了系统瞬时等效天然气消耗量,最后考虑了系统天然气消耗量以及动力电池SOC终末值偏移量的影响,选取了不同初始动力电池SOC下的最佳充放电等效因子。研究结果表明:基于ECMS的能量管理策略能在实现对动力电池SOC调控的同时保持较低的系统天然气消耗量,但充放电等效因子的选取依赖于特定的船舶工况。

关键词：并联式船舶混合动力参数匹配能量管理策略

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装配式混凝土结构生产运输协同调度

科学技术与工程 2021年第21期21卷 9029-9034页

作者：尹静孙浩张恒熙李嘉浩北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044

增量成本是制约装配式建造模式推广发展的重要瓶颈,其形成原因主要是预制构件生产、运输与吊装各环节缺乏联动机制。从供应链集成的视点出发,聚焦于生产与运输阶段,分析预制构件的工艺流程和组批特征,构建了以准时交付和流程时间为目标... 详细信息

增量成本是制约装配式建造模式推广发展的重要瓶颈,其形成原因主要是预制构件生产、运输与吊装各环节缺乏联动机制。从供应链集成的视点出发,聚焦于生产与运输阶段,分析预制构件的工艺流程和组批特征,构建了以准时交付和流程时间为目标的预制构件生产运输协同调度模型,并设计了改进的遗传算法进行求解。数据实验结果表明,模型的可行性强,能够有效改善预制构件的生产调度和运输管理,提高两者协同效率。

关键词：增量成本预制构件生产运输协同遗传算法

考虑产品先进度和企业社会责任的竞争供应链研发策略研究

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现代工业经济和信息化 2021年第12期11卷 1-6页

作者：张恒熙尹静北京建筑大学机电与车辆工程学院北京102616

围绕竞争环境下制造商的研发策略展开研究。首先构建了竞争环境下不同研发模式的两级供应链决策模型;然后确定不同研发模式下供应链各成员的最优均衡决策及其利润,并进一步探讨制造商对其专有零售商的合作激励机制,同时研究了制造商企... 详细信息

围绕竞争环境下制造商的研发策略展开研究。首先构建了竞争环境下不同研发模式的两级供应链决策模型;然后确定不同研发模式下供应链各成员的最优均衡决策及其利润,并进一步探讨制造商对其专有零售商的合作激励机制,同时研究了制造商企业社会责任行为对激励机制的影响。研究结果表明:单一合作研发模式下产品先进度最高,且消费者创新感知系数较高时,制造商与零售商利润随其增加的增长幅度加快;制造商的研发效率较低时需要提供合作激励费用以激励零售商参与研发,激励费用与消费者创新感知系数、创新研发效率系数呈反比关系;制造商实施企业社会行为能够有助于降低激励费用,甚至实现合作研发后零售商收益的同步增长。

关键词：竞争供应链创新投入研发模式企业社会责任市场扩充

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船舶并联式气电混合动力系统能量效率分析

船舶工程 2019年第1期41卷 63-68,103页

作者：范立云卢耀文肖朝辉姚崇张恒熙哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150009

为提高船舶系统能效,提出一种船舶并联式气电混合动力系统方案,在Simulink平台上建立系统的仿真模型。结合实例对蓄电池的储能效率进行分析,得到该系统在E3循环、不同功率比下天然气发动机的燃气消耗和电动机的效率,从部件效率、总能量... 详细信息

为提高船舶系统能效,提出一种船舶并联式气电混合动力系统方案,在Simulink平台上建立系统的仿真模型。结合实例对蓄电池的储能效率进行分析,得到该系统在E3循环、不同功率比下天然气发动机的燃气消耗和电动机的效率,从部件效率、总能量效率和总能量效率提升率3个方面对系统能量效率进行研究。结果表明,该系统在转速100%、功率100%和转速91%、功率75%工况下机械推进模式能量效率高,在转速80%、功率50%工况下电力推进模式能量效率高,在转速63%、功率25%工况下大功率比并联推进模式和电力推进模式能量效率高。

关键词：并联式气电混合动力系统功率比能量效率

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并联式船舶混合动力系统参数匹配与能量管理

船舶工程 2021年第4期43卷 60-65,93页

作者：范立云张恒熙徐超徐舒航姜泽军哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

以某并联式船舶混合动力系统作为研究对象,对系统中的船体、螺旋桨、天然气发动机、可逆电机和动力电池等主要部件进行参数匹配,研究基于逻辑门限值的能量管理策略。针对周期性作业船舶运行工况,研究不同动力电池初始荷电状态(SOC)条件... 详细信息

以某并联式船舶混合动力系统作为研究对象,对系统中的船体、螺旋桨、天然气发动机、可逆电机和动力电池等主要部件进行参数匹配,研究基于逻辑门限值的能量管理策略。针对周期性作业船舶运行工况,研究不同动力电池初始荷电状态(SOC)条件下动力电池等效天然气消耗量、天然气发动机天然气消耗量以及系统等效天然气消耗量。结果表明,在动力电池初始SOC为0.5和0.9的仿真条件下,系统运行模式受到动力电池SOC边界条件限制,系统等效天然气消耗量显著增加;相较于采用天然气发动机推进的船舶动力系统,所提出的并联式船舶混合动力系统可实现节省4.66%~7.00%的天然气消耗。

关键词：船舶混合动力系统并联式参数匹配能量管理等效天然气消耗