检索结果-南通市图书馆

随机载荷下船海结构疲劳裂纹扩展寿命数值计算方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶力学 2020年第7期24卷 942-950页

作者：张永矿黄小平余宏淦上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

采用有限元方法计算裂纹应力强度因子来预报船海结构的疲劳裂纹扩展是一种普遍认可的方法。由于需要根据裂纹尺寸不断更新有限元模型进行大量的计算,相当耗时,在某种程度上阻碍了该方法的广泛应用。本文针对变幅随机载荷,结合单一曲线... 详细信息

采用有限元方法计算裂纹应力强度因子来预报船海结构的疲劳裂纹扩展是一种普遍认可的方法。由于需要根据裂纹尺寸不断更新有限元模型进行大量的计算,相当耗时,在某种程度上阻碍了该方法的广泛应用。本文针对变幅随机载荷,结合单一曲线模型提出了Cycle-by-Cycle(CBC)和数值计算方法(欧拉法、改进欧拉法、3阶龙格库塔法)相结合的计算格式。并分别应用在表面裂纹的疲劳裂纹扩展计算中,通过和常规CBC计算结果对比发现:随着步数增加,三种数值计算方法都可以达到较高精度;相比欧拉法,高阶计算方法的步长可以取得更大,而计算精度还可以更高。将该方法应用在一些需要有限元程序计算应力强度因子的复杂结构疲劳裂纹扩展中,可以有效减少裂纹更新次数,进而减少计算时间,提高计算效率。

关键词：裂纹扩展高阶数值积分快速计算随机载荷风暴模型

超大型集装箱船舱口角隅疲劳寿命的断裂力学评估

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超大型集装箱船舱口角隅疲劳寿命的断裂力学评估

作者：余宏淦上海交通大学

学位级别：硕士

超大型集装箱船的大开口特征使得剪应力和翘曲应力在整个船舶受力中占有较大比重,这对船舶的抗弯强度、横向强度及扭转强度非常不利。因此,越来越多的高强度厚钢板应用于超大型集装箱船上,在提高直接强度的同时也引入更加严重的疲劳问... 详细信息

超大型集装箱船的大开口特征使得剪应力和翘曲应力在整个船舶受力中占有较大比重,这对船舶的抗弯强度、横向强度及扭转强度非常不利。因此,越来越多的高强度厚钢板应用于超大型集装箱船上,在提高直接强度的同时也引入更加严重的疲劳问题。目前,对于钢结构的疲劳评估主要采用S-N曲线法和断裂力学方法,前者在工程中广泛应用,后者由于能考虑载荷比、载荷次序等对疲劳寿命的影响而方兴未艾。但是,S-N曲线能否外推（规范要求材料屈服强度小于400MPa）到高强度钢还有待进一步研究,且S-N曲线法不能评估已经产生裂纹的构件的剩余寿命。因此,本文考虑用断裂力学方法评估集装箱船典型节点疲劳寿命。针对集装箱船上受载简单且有现成应力强度因子（SIF）计算经验公式的构件,采用CCS疲劳指南推荐的简化算法计算疲劳载荷谱,针对受力复杂而无现成SIF计算经验公式的舱口角隅,通过直接有限元分析回归出SIF计算经验公式并采用谱分析法计算疲劳载荷谱。主要研究内容如下:（1）介绍课题研究背景及意义,概述集装箱船疲劳评估研究现状,讨论疲劳载荷谱构建方式。（2）介绍CCS《船体结构疲劳强度指南》（2015）推荐的简化算法和ABS疲劳指南推荐的谱分析方法计算疲劳载荷谱,研究了复杂载荷下应力强度因子计算方法及流程,介绍单一曲线裂纹扩展模型和失效评估图技术。（3）研究基于简化算法构造多工况下疲劳载荷谱序列,并将其应用于SIF计算经验公式已知的典型纵向构件疲劳校核中,为了计算和工程应用的方便,针对集装箱船纵向构件编写了功能强大、界面友好的程序。（4）用直接有限元分析方法研究不同浪向和频率下某超大型集装箱船多个舱口角隅的裂纹扩展,在大量计算的基础上分析裂纹扩展规律并回归出统一的SIF计算经验公式,用另一艘集装箱船直接有限元计算的结果验证回归公式的可靠性。（5）分析影响疲劳裂纹扩展寿命的诸多因素,如海浪谱、航速及浪向、初始裂纹尺寸及载荷次序等。

关键词：超大型集装箱船高强度厚钢板载荷谱裂纹扩展舱口角隅

基于已有数据和粒子滤波的Paris参数估计和剩余寿命预测

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中国造船 2021年第2期62卷 33-45页

作者：祝志远黄小平余宏淦孙力上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

论文对Paris模型及其材料参数C和m以及粒子滤波的基本原理进行了介绍,基于粒子滤波算法,对30Cr2Ni4MoV钢和2024-T42铝合金这两种材料的疲劳裂纹扩展试验数据进行了计算分析。计算过程中,C和m由初始分布逐渐向真实值靠拢,降低了材料参数... 详细信息

论文对Paris模型及其材料参数C和m以及粒子滤波的基本原理进行了介绍,基于粒子滤波算法,对30Cr2Ni4MoV钢和2024-T42铝合金这两种材料的疲劳裂纹扩展试验数据进行了计算分析。计算过程中,C和m由初始分布逐渐向真实值靠拢,降低了材料参数的不确定性,同时还得到了C和m的线性相关方程。预测得到了剩余寿命的中值和置信区间,预测结果和试验结果非常接近,验证了粒子滤波应用于疲劳裂纹扩展率参数估计和寿命预报的可行性和有效性。该方法可以用于疲劳裂缝扩展数据的处理和在役结构的剩余寿命预测。

关键词：粒子滤波疲劳裂纹扩展材料参数剩余寿命置信区间

采用Kriging模型的开关磁阻电机开通角与关断角寻优方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

西安交通大学学报 2020年第10期54卷 94-99,107页

作者：毛帅陶建峰余宏淦刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对传统密集采样方法获得采用角度位置控制的开关磁阻电机最优开通角与关断角所需实验次数多、耗时长,效率低的问题,提出一种采用Kriging模型的最优开通角和关断角实验求取方法来减少实验采样次数,提高寻优效率。首先,通过少量的初始... 详细信息

针对传统密集采样方法获得采用角度位置控制的开关磁阻电机最优开通角与关断角所需实验次数多、耗时长,效率低的问题,提出一种采用Kriging模型的最优开通角和关断角实验求取方法来减少实验采样次数,提高寻优效率。首先,通过少量的初始样本点建立开通角和关断角与电机振动加速度之间的预测模型;之后,根据得到的预测模型有针对性地在最优开通角和关断角可能出现的区域进行采样计算;最后,当区域缩小到满足精度要求的大小后,对该区域进行密集采样,从而快速准确发现最优开通角和关断角。实验结果表明,基于Kriging预测模型获取相同开关磁阻电机最优开通角和关断角(误差小于1%以内)所需样本数仅为传统的密集采样方法的12.4%,计算时间缩短了62.8%。因此,所提方法能显著提高开关磁阻电机的开通角和关断角寻优实验效率。

关键词：开关磁阻电机 Kriging模型开通角关断角角度位置控制

基于PSO-SVR的土压平衡盾构施工进度优化

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

浙江大学学报（工学版） 2022年第8期56卷 1523-1532页

作者：秦元余宏淦陶建峰孙浩刘成良上海隧道工程有限公司上海200232 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对隧道掘进机(TBM)利用率预测研究匮乏的问题,建立数据驱动的利用率预测模型并进一步对施工进度展开优化.结合新加坡某地铁隧道项目数据,研究地质类型、司机操作与载荷对TBM利用率的影响,提出基于支持向量回归(SVR)的利用率预测方法,... 详细信息

针对隧道掘进机(TBM)利用率预测研究匮乏的问题,建立数据驱动的利用率预测模型并进一步对施工进度展开优化.结合新加坡某地铁隧道项目数据,研究地质类型、司机操作与载荷对TBM利用率的影响,提出基于支持向量回归(SVR)的利用率预测方法,并以施工进度最大为目标展开操作参数优化.利用SVR建立掘进环利用率与地质类型、载荷、操作参数的映射模型;建立以施工进度最大为目标,以地质类型、载荷、操作参数为约束边界的优化方程;利用粒子群优化(PSO)寻找特定地质类型下最优的操作参数.结果表明:SVR模型在验证集和测试集上的R2分别为0.729和0.625,均优于多元线性回归、决策树、k最近邻、随机森林、AdaBoost和XGBoost模型;PSO能准确地找出最优的操作参数.

关键词：土压平衡盾构施工进度优化利用率预测 PSO-SVR 操作参数

基于随机森林与粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质类型自适应决策

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中南大学学报（自然科学版） 2023年第4期54卷 1311-1324页

作者：刘明阳陶建峰覃程锦余宏淦刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

考虑到隧道掘进机的性能对地质条件比较敏感且其操作依赖于司机经验,提出基于随机森林和粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质条件自适应决策方法。利用随机森林(RF)分别建立地质类型、操作参数与推进速度、刀盘转矩的映射关系模型;结合... 详细信息

考虑到隧道掘进机的性能对地质条件比较敏感且其操作依赖于司机经验,提出基于随机森林和粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质条件自适应决策方法。利用随机森林(RF)分别建立地质类型、操作参数与推进速度、刀盘转矩的映射关系模型;结合映射关系模型,构建以盾构机推进速度最大为目标,以刀盘转速、螺旋输送机转速、总推力、土仓压力4个操作参数为控制变量的优化方程;利用粒子群算法(PSO)求解各地质类型地层中的最优操作参数决策结果。通过新加坡某地铁工程施工数据验证所提方法的有效性和优越性。研究结果表明:建立的随机森林模型中推进速度和刀盘转矩预测的决定系数R^(2)分别达到0.936和0.961,均大于adaboost、多元线性回归、岭回归、支持向量回归和深度神经网络模型中相应的R2;基于粒子群算法的操作参数决策方法能够准确求解操作参数最优解,寻优用时均比遗传算法、蚁群算法和穷举法的短。本文所提决策方法使隧道掘进机在该施工段的福康宁卵石地层、句容地层IV、句容地层V、海洋黏土地层中的推进速度分别提升了67.2%、41.8%、53.6%和15.0%。

关键词：隧道掘进机操作参数决策随机森林粒子群优化

基于盾构机运行参数的局部切空间排列与Xgboost融合的地质类型识别

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中南大学学报（自然科学版） 2022年第6期53卷 2080-2091页

作者：刘明阳余宏淦陶建峰覃程锦高浩寒刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对土压平衡盾构机掘进过程难以实时感知掌子面地质类型的问题,提出了局部切空间排列(LTSA)与极限梯度提升(Xgboost)相结合的盾构机掌子面地质类型实时识别方法。首先,通过分析众多盾构机运行参数与掌子面地质性质的相关性,选取177个... 详细信息

针对土压平衡盾构机掘进过程难以实时感知掌子面地质类型的问题,提出了局部切空间排列(LTSA)与极限梯度提升(Xgboost)相结合的盾构机掌子面地质类型实时识别方法。首先,通过分析众多盾构机运行参数与掌子面地质性质的相关性,选取177个盾构机运行参数作为模型输入;其次,利用LTSA算法从高维盾构机运行参数中提取内蕴低维特征作为分类模型输入参数,基于Xgboost的识别模型实现掌子面地质类型识别;最后,采用新加坡某地铁施工数据验证算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提算法对该工程沿线5种地质类型的识别准确率达到98.48%;采用本文方法所得的识别准确率相比于将运行参数直接作为模型输入的识别准确率提升20.96%,相比于采用总推进力、推进速度、刀盘总扭矩和刀盘转速4维特征作为输入,本文所提出方法的识别准确率提升50.16%。LTSA算法能够减少所选盾构运行参数中的冗余信息并保留其中的地质特征,解决了输入参数维度过高造成的识别模型准确率下降和训练效率降低的问题。

关键词：土压平衡盾构掘进参数地质类型识别 LTSA Xgboost

基于长短时记忆网络的盾构机刀盘扭矩实时预测

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地下空间与工程学报 2020年第6期16卷 1801-1808页

作者：杨泰春陶建峰余宏淦刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

盾构机是土质隧道开挖的优质工程机械,被广泛应用在地铁建设。刀盘扭矩是保证盾构正常推进的关键参数,能被精确实时预测对预防灾难事故、确保施工正常推进具有极高的指导意义。针对现有扭矩预测多为计算平均值的问题,提出一种基于长短... 详细信息

盾构机是土质隧道开挖的优质工程机械,被广泛应用在地铁建设。刀盘扭矩是保证盾构正常推进的关键参数,能被精确实时预测对预防灾难事故、确保施工正常推进具有极高的指导意义。针对现有扭矩预测多为计算平均值的问题,提出一种基于长短时记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)网络的扭矩实时预测模型。首先通过分析盾构机状态参数与扭矩的相关性,选择一组关键状态参数,降低输入维度;然后建立LSTM扭矩预测模型;最后利用该模型在归一化后的实际数据集上进行验证并与BP网络模型对比。试验结果表明,该模型在测试集上均方差为0.002 81,平均绝对误差为0.036 7,均优于BP网络;该模型具有良好的预测能力与泛化性能,能够很好地拟合关键状态参数与刀盘扭矩之间的非线性关系。

关键词：盾构机刀盘扭矩实时预测长短时记忆网络

基于高斯过程的阀控非对称液压缸模型预测控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

液压与气动 2021年第8期45卷 26-33页

作者：孙浩陶建峰余宏淦刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对阀控非对称液压缸系统在采用PID控制器进行位置闭环控制时,存在液压缸活塞位置超调和由伺服阀阀芯切换导致控制效果差的问题,设计了基于高斯过程的非线性模型预测控制器。采用高斯过程回归训练得到阀控非对称缸系统的离散数学模型,... 详细信息

针对阀控非对称液压缸系统在采用PID控制器进行位置闭环控制时,存在液压缸活塞位置超调和由伺服阀阀芯切换导致控制效果差的问题,设计了基于高斯过程的非线性模型预测控制器。采用高斯过程回归训练得到阀控非对称缸系统的离散数学模型,通过求解二次规划问题,控制器输出最优序列。仿真结果表明,该机器学习方法有效估计了位置增量中噪声的标准差,预测输出更接近真实值;在多约束条件下能有效提高系统响应时间,保证活塞位置无超调,位置控制精度满足0.1 mm。

关键词：阀控非对称液压缸位置控制模型预测控制高斯过程回归