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柔性科赫差测量分形涡流传感器裂纹检测性能研究

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柔性科赫差测量分形涡流传感器裂纹检测性能研究

作者：张帅帅兰州理工大学

学位级别：硕士

涡流传感器作为涡流检测系统的开端,其性能的优劣与检测结果的可靠性密切相关。当检测平行于涡流流向的短裂纹时,传统线圈结构的涡流传感器检测效果下降,因此基于分形自相似理论的科赫分形涡流传感器被提出,科赫分形涡流传感器对涡流在... 详细信息

涡流传感器作为涡流检测系统的开端,其性能的优劣与检测结果的可靠性密切相关。当检测平行于涡流流向的短裂纹时,传统线圈结构的涡流传感器检测效果下降,因此基于分形自相似理论的科赫分形涡流传感器被提出,科赫分形涡流传感器对涡流在被测构件空间上的调理效果,使得其对各方向短裂纹检测性能的一致性较高。为了研究科赫分形涡流传感器的裂纹检测性能,并改善传感器的裂纹检测性能,本文提出一种科赫差测量分形涡流传感器,建立了传感器的等效电路模型,分析了传感器的工作原理;并对传感器在不同提离距离下的裂纹检测性能和对内部裂纹的检测性能进行研究;最后提出一种覆盖磁性薄膜的方法,以提升传感器的裂纹检测性能。本文主要研究内容包括:(1)设计了一种多匝差动拾取的柔性科赫分形涡流传感器,从等效电路和二端网络两个角度,建立了传感器的等效电路模型,分别推导了传感器输出信号的表达式。结果表明,等效电路模型中推导得到的等效跨阻抗reqZ以及从二端网络模型中推导得到的R参数方程系数21R均可表示传感器的裂纹信号,其大小与ω、M、M、M、R 和L有关。(2)通过有限元分析和试验方法,研究了在不同激励频率下传感器裂纹检测性能随提离距离增加时的演化规律,以及传感器可检测到裂纹时的最大提离距离。结果表明,提离距离的增加造成涡流分布形状与激励线圈形状相似性降低,且分布区域向四周发散,以及输出信号强度的减弱;在10 k Hz、20 k Hz、50 k Hz、100k Hz、200 k Hz、500 k Hz、1000 k Hz的激励频率下,传感器输出信号的实部可检测到裂纹时的最大提离距离分别为5.0 mm、7.0 mm、8.0 mm、8.0 mm、8.0 mm、6.5mm、4.0mm,虚部分别为6.5 mm、6.5 mm、7.5 mm、5.5 mm、8.0 mm、6.5 mm、6.5mm。(3)通过有限元分析和试验方法,研究了试块表面及表面以下不同深度剖面处涡流演化规律,以及传感器对覆盖不同厚度铝板的预制裂纹试块的检测效果。有限元分析结果表明,随着剖面深度的增加,剖面层涡流密度减小,涡流分布的集中性降低;涡流分布的形态与试块表面涡流形态之间的差异性越来越大,形态由雪花状向圆形演化,称其为“激励源信息趋肤效应”。试验结果表明,传感器检测覆盖不同厚度铝板的预制裂纹试块时,随着覆盖层厚度的增加,传感器的输出信号强度减弱;当激励频率为10 k Hz时,传感器可检测到裂纹时所覆盖铝板的最大厚度为2.0 mm。(4)提出在传感器激励线圈上方覆盖磁性薄膜的方法,以提高传感器的裂纹检测性能,并从有限元分析和试验两方面对该方法进行验证。有限元结果表明,覆盖磁性薄膜可提高传感器的信号强度。对于3 mm短裂纹,薄膜传感器相对无薄膜传感器检测到的裂纹信号实部和虚部峰峰值分别增长96.11%和243.11%;对于15 mm长裂纹,实部和虚部峰峰值分别增长57.87%和150.65%。试验结果表明,在20 k Hz、50 k Hz、100 k Hz、1000 k Hz的激励频率下,覆盖磁性薄膜均可提高传感器的裂纹检测性能,薄膜传感器对不同裂纹的输出信号的增长率分别为10.44%、9.63%、22.88%、35.71%。

关键词：柔性涡流传感器分形几何提离效应内部裂纹磁性薄膜

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基于图卷积神经网络的跨模态哈希方法研究

基于图卷积神经网络的跨模态哈希方法研究

作者：李帅帅南京邮电大学

学位级别：硕士

随着信息技术的高速发展,互联网上的多媒体数据(图像、文本和视频等)呈现爆炸式增长。数据量的增加以及多媒体数据的多种存在形式使得跨模态检索任务面临越来越多的难题。由于哈希学习技术具有低存储消耗和高效检索的特点,因此受到了越... 详细信息

随着信息技术的高速发展,互联网上的多媒体数据(图像、文本和视频等)呈现爆炸式增长。数据量的增加以及多媒体数据的多种存在形式使得跨模态检索任务面临越来越多的难题。由于哈希学习技术具有低存储消耗和高效检索的特点,因此受到了越来越多研究人员和学者的关注,并将其引入到跨模态检索任务中。大部分已有的跨模态哈希方法是将不同维度的特征投送到公共的汉明空间中,然后通过哈希码之间的异或操作来计算哈希码之间的汉明距离,以此来比较异构数据之间的相似性。针对现有的基于深度学习的跨模态哈希方法的某些不足之处,如(1)没有很好地消除模态间的异质性;(2)无法对多模态的结构和语义信息进行有效建模;(3)模态特定(互补)和模态共享(相关)信息未被充分挖掘和利用,本文提出了两种有监督跨模态哈希方法和一种半监督跨模态哈希方法,总结如下:(1)为了减少模态间的异质性同时保持原始数据的邻里关系,本文提出了一种基于图引导与模态间特征融合的跨模态哈希方法(Graph-guided and Inter-modal Feature Fusion for Cross-modal Hashing,GIFH)。该方法利用模态间特征融合模块交叉融合图像模态和文本模态的特征,减少了模态间的异质性,此外孪生图卷积神经网络模块利用图卷积神经网络(GCN)强大的图表示能力引导哈希码更好地保持邻居信息,从而生成更具鉴别性的哈希码。(2)为了对多模态结构和语义关联进行有效建模,同时充分利用模态内信息,减少模态差异,本文提出了一种基于模态融合图网络的跨模态检索方法(Modality-fused Graph Network for Cross-modal Retrieval,MFGN)。该方法在模态融合通道中利用图卷积神经网络来学习模态共享表示,用以引导图像和文本通道学习鉴别哈希码。此外,在图像和文本通道中引入特征集成模块,以减少学习过程中的细节丢失。(3)为了充分挖掘和联合利用模态特定(互补)和模态共享(相关)信息进行检索,本文提出了一种基于模态特定与跨模态图卷积的半监督跨模态哈希方法(Semi-supervised Cross-modal Hashing Via Modality-specific and Cross-modal Graph Convolutional Networks,MCGCN)。该方法包含两个模态特定通道和一个跨模态通道,分别用于学习每个模态的模态特定和共享表示。图卷积神经网络在这三个通道中被用以探索模态内和模态间的相似性,并执行从标记数据到未标记数据的语义信息传播。每个模态的模态特定和共享表示通过注意力方案进行融合。为了进一步减少模态差异,设计了一个辨别模型,学习对模态的表示进行分类,并通过对抗学习指导网络训练。对以上的方法在跨模态检索任务中常见的Wikipedia、MIRFlickr-25K和NUS-WIDE数据集上进行了实验评估和分析,并且将上述方法与其它优秀的跨模态哈希方法进行比较。在这些实验结果中表明了本文所提出方法都是有效的。

关键词：跨模态检索哈希学习图卷积神经网络对抗学习模态共享表示

两类具有一般衰减率的随机微分方程的实用稳定性分析

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两类具有一般衰减率的随机微分方程的实用稳定性分析

作者：卢帅帅吉林大学

学位级别：硕士

本文研究了两类具有一般衰减率的随机微分方程几乎确定的实用渐近稳定性.众所周知,稳定性作为随机微分方程的一个重要课题,一直是一个经典的研究方向.在本文中,基于适当的Lyapunov函数,并且利用随机分析理论,指数鞅不等式和Borel-Cante... 详细信息

本文研究了两类具有一般衰减率的随机微分方程几乎确定的实用渐近稳定性.众所周知,稳定性作为随机微分方程的一个重要课题,一直是一个经典的研究方向.在本文中,基于适当的Lyapunov函数,并且利用随机分析理论,指数鞅不等式和Borel-Cantelli定理等,我们得到了保证随机微分系统实用稳定的充分条件.最后,我们给出了一些具体例子来证明所得结果的有效性.全文总计五章.第一章主要介绍了带Markov切换和L(?)vy噪声驱动的随机微分方程的基础内容,以及关于这两类随机微分方程有关稳定性问题的研究现状,同时也给出了实用稳定性的相关定义.第二、三章是本文的主要创新点.第二章主要研究了带Markov切换的随机微分方程几乎确定的实用渐近稳定的充分条件,同时还得到了保证系统几乎确定的渐近稳定的两个推论,并且这两个推论的条件也具有一般性.第三章给出了保证L(?)vy噪声驱动的随机微分方程几乎确定的实用渐近稳定的充分条件.第四章给出三个具体例子来验证本文定理的可适用性.第五章对本文作了简要的总结以及未来的展望.文末主要包括参考文献、作者简介、硕士在读期间发表的学术论文以及致谢.

关键词： Markov切换 L(?)vy噪声随机微分方程几乎确定的实用稳定性 Lyapunov函数指数鞅不等式

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既有建筑桩基托换及地下开挖模型试验研究

既有建筑桩基托换及地下开挖模型试验研究

作者：杨帅帅昆明理工大学

学位级别：硕士

既有建筑地下开挖增层将改变托换桩基的承载性状。如何充分发挥托换桩基承载潜能,分析开挖对托换桩基承载特性的影响,是目前亟待解决的关键问题。针对该难题,本文采用理论分析、模型试验和数值模拟等手段展开研究,结合既有建筑地下室扩... 详细信息

既有建筑地下开挖增层将改变托换桩基的承载性状。如何充分发挥托换桩基承载潜能,分析开挖对托换桩基承载特性的影响,是目前亟待解决的关键问题。针对该难题,本文采用理论分析、模型试验和数值模拟等手段展开研究,结合既有建筑地下室扩建工程,分别进行托换桩基竖向载荷试验(以下简称:载荷试验)和地下开挖增层试验(以下简称:开挖试验),通过载荷试验分析不同等级荷载对托换桩基承载特性及沉降性状的影响,建立了托换桩基中桩侧和桩端的荷载传递模型,揭示了桩侧极限侧阻沿桩埋置深度的变化规律;通过开挖试验分析地下开挖增层对托换桩基承载特性及沉降性状的影响,揭示了托换桩基承载能力随开挖深度的变化规律,提出了地下开挖条件下托换桩基承载特性分析方法。本文主要工作和成果如下:(1)开展了托换桩基竖向载荷试验和地下开挖增层试验,通过载荷试验得到托换桩桩身轴力、桩侧桩端承载力及沉降特性,分析发现不同等级荷载作用下桩端阻力发挥呈现硬化趋势,并采用双折线硬化模型对桩端刚度承载劣化趋势进行表征,将桩侧阻力和桩土相对位移间的关系通过双曲线模型进行描述,建立了桩极限侧阻随桩埋置深度变化的函数关系。通过开挖试验得到不同开挖深度下托换桩桩身轴力、桩侧桩端承载力及沉降特性,分析了开挖深度对托换桩基自身承载特性的影响,考虑了土体开挖卸荷效应引起的托换桩应力重分布,提出了不同开挖深度下桩侧阻力随桩埋置深度变化的函数关系。(2)采用法向应力和界面摩擦系数理论来作为桩侧摩阻力的求解理论模型,考虑土体开挖卸荷条件下,坑底土体处于超固结状态,且土体的剪切模量随深度不断增加,引入超固结比以及剪切模量增加系数计算开挖后桩侧阻力大小,发现超固结比和剪切模量增加系数对桩侧阻力计算有较大的影响。在荷载传递模型桩土相对位移的计算关系中,考虑了开挖引起的土体回弹,并采用土体回弹修正桩土相对位移。结合荷载传递法提出地下开挖条件下单桩桩顶荷载-沉降的迭代计算方法,并根据模型试验结果,将此分析方法扩展至托换桩基中。(3)利用有限元软件ABAQUS对托换桩的竖向载荷特性进行数值模拟分析,并与模型试验结果对比分析,结果表明,数值模拟结果与模型试验结果荷载-沉降趋势基本保持一致,但通过有限元计算的托换桩在不同等级荷载下沉降值明显大于实测值,通过有限元模拟计算出的托换桩极限承载力比模型试验实测值小12%,同时,桩基沉降会随桩身弹性模量的增大而减小。

关键词：地下增层开挖托换桩基模型试验荷载传递法有限元

中国技能型社会建设的问题背景、结构设计与路径规划

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华东师范大学学报（教育科学版） 2024年第4期42卷 1-11页

作者：徐国庆孙帅帅华东师范大学职业教育与成人教育研究所暨国家教材建设重点研究基地–职业教育教材建设和管理政策研究上海200062

“技能型社会建设”课题的提出是我国职业教育发展具有历史转折意义的重要事件,它使职业教育发展从系统建设内部要素,转向了系统建设外部社会条件,核心任务是通过建设技能型社会为职业教育发展创造条件,解决职业教育发展中的深层社会问... 详细信息

“技能型社会建设”课题的提出是我国职业教育发展具有历史转折意义的重要事件,它使职业教育发展从系统建设内部要素,转向了系统建设外部社会条件,核心任务是通过建设技能型社会为职业教育发展创造条件,解决职业教育发展中的深层社会问题,满足产业发展对技能人才的需求。技能形成过程包括四个关键环节,即理性的教育选择、丰富的技能训练机会供给、有效的技能配置与合理的技能劳动成果认定,它们构成了技能型社会的基本结构。合理的教育选择观念是技能型社会建设的逻辑起点,对教育选择观念产生关键性影响的因素存在于技能训练机会供给、技能配置、技能劳动成果认定这三个环节。技能型社会建设,要根据各因素相互作用关系聚焦问题解决关键点,根据各因素问题解决的难易程度规划建设进程,根据各因素的职能归属规划技能型社会建设任务落实主体,根据各因素作用的性质设计有针对性的解决策略。

关键词：技能型社会问题结构路径

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焊接方法对X90管道环焊接头断裂韧性的影响

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焊接学报 2024年第3期45卷 32-42,I0004,I0005页

作者：任伟帅健中国石油大学北京102249

为准确获取X90环焊接头的断裂韧性,采用改进的规则化法对X90环焊接头的低约束单边缺口拉伸试件进行断裂韧性测试,分别从手工焊、自保护药芯半自动焊和气保护药芯半自动焊焊接的X90管道环焊接头中提取测试试件,进行断裂韧性试验.结果表明... 详细信息

为准确获取X90环焊接头的断裂韧性,采用改进的规则化法对X90环焊接头的低约束单边缺口拉伸试件进行断裂韧性测试,分别从手工焊、自保护药芯半自动焊和气保护药芯半自动焊焊接的X90管道环焊接头中提取测试试件,进行断裂韧性试验.结果表明,相同焊接方法下,浅裂纹试件所得阻力曲线比深裂纹试件所得阻力曲线低;热影响区的深裂纹试件具有最高的裂纹扩展阻力曲线,而热影响区的浅裂纹试件具有最低的裂纹扩展阻力曲线;焊缝区试件在试验中极易发生脆断,具有相对较差的断裂性能,并且受焊接方法影响较大,其中气保护药芯焊丝半自动焊的焊缝区试件全部发生脆断.因此,气保护药芯焊丝半自动焊在实际X90管道工程应用中作为参考方法需要优化,这对保持X90管道结构的完整性至关重要.

关键词：焊接方法环焊接头低约束试件阻力曲线断裂韧性

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进口积冰对压气机性能影响的数值仿真研究

进口积冰对压气机性能影响的数值仿真研究

作者：尚帅帅哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

燃气轮机在运行过程之中,由于各种复杂多变的外界条件影响,在其压气机的进口段之中,容易产生不同程度的积冰现象,这将会对压气机的气动性能等产生影响。本文以NASA Stage35作为基础的研究对象,并为其设计合适的包含喇叭口与整流帽罩的... 详细信息

燃气轮机在运行过程之中,由于各种复杂多变的外界条件影响,在其压气机的进口段之中,容易产生不同程度的积冰现象,这将会对压气机的气动性能等产生影响。本文以NASA Stage35作为基础的研究对象,并为其设计合适的包含喇叭口与整流帽罩的进口段,以便来进行三维单通道的数值模拟计算,并且,进行了不同结冰条件下的压气机喇叭口与整流帽罩结冰计算来得到冰型数据,后计算出在压气机进口段结冰条件下压气机的性能。通过对压气机的性能以及流场等方面的分析,最终整理出进口积冰对于压气机性能影响的规律。本文的主要的研究内容如下:(1)为NASA Stage35设计合适的包括整流帽罩以及喇叭口的进口段模型,在设计转速下,对原压气机模型以及带有进口段的压气机模型对模型进行三维单通道数值模拟计算并与实验数据相比较,证明文中所用的数值模拟方法是正确的。(2)利用NACA 0012翼型验证了用数值模拟方法来计算液滴撞击特性以及结冰冰型的有效性。用带有进口段的压气机在268.15K以及258.15K温度下进行仿真计算,得到压气机进口段的流场条件,后在其基础之上利用结冰计算方法来计算在温度为268.15K以及温度为258.15K时,压气机进口段的结冰情况,得到在结冰条件下,压气机进口段结冰后的冰型型线。(3)利用计算得到的冰型型线数据,重新建立压气机进口段的模型,进行相应温度进口段结冰条件下压气机的性能,并对所得到的结果进行多方面的分析,探究进口积冰对于压气机的影响。研究表明:压气机进口段结冰条件下,压气机的峰值效率会略微下降,正常工作的质量流量区间会缩小,其随着结冰程度的增大而愈发严重。压气机进口段的结冰主要影响进口段之中的流场,对压气机内部的流场影响则相对较小。综上所述,本文所研究的压气机进口段结冰对于压气机的整体性能影响较小,对于进口段的流动影响相对较大,本文所使用的方法是一种可以有效预测压气机结冰时性能的方法。

关键词：压气机结冰进口段数值模拟

基于深度子空间学习和数据增强的滚动轴承故障诊断方法

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光电子·激光 2024年

作者：张帅帅张超王肖锋彼合彼方机器人(天津)有限公司天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津理工大学

主成分分析网络(PCANet)作为一种基于深度子空间学习框架的网络模型，在多个应用领域展现出卓越的性能。然而，在滚动轴承故障诊断方面，PCANet算法存在无法准确反映数据完整结构信息、鲁棒性差以及泛化能力较弱等问题。本文针对这些问... 详细信息

主成分分析网络(PCANet)作为一种基于深度子空间学习框架的网络模型，在多个应用领域展现出卓越的性能。然而，在滚动轴承故障诊断方面，PCANet算法存在无法准确反映数据完整结构信息、鲁棒性差以及泛化能力较弱等问题。本文针对这些问题，提出了一种基于PCANet算法和数据增强的滚动轴承故障诊断方法。该方法利用L2，1范数学习滚动轴承振动信号的频域稀疏结构，从而抑制噪声数据，提高模型鲁棒性。此外，通过数据增强处理，不同类别的训练样本之间的差异性也得到显著增加，从而提高了模型的泛化能力。最后，实验结果表明，该方法明显提高了PCANet模型的鲁棒性和泛化能力，能够准确识别不同类型的滚动轴承故障。

关键词：滚动轴承主成分分析网络数据增强 L 范数故障诊断

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含氯废塑料催化热解制备碳纳米管的实验研究

含氯废塑料催化热解制备碳纳米管的实验研究

作者：雷帅帅华中科技大学

学位级别：硕士

自新冠疫情伊始,中国的塑料污染问题日益严重。利用废塑料合成高价值碳材料无疑是一种极具前景的转化利用方法。在在废弃塑料制备碳材料的工艺过程中,聚氯乙烯(PVC)对催化剂及环境的毒害作用不容忽视。然而目前在废塑料制备碳材料的有... 详细信息

自新冠疫情伊始,中国的塑料污染问题日益严重。利用废塑料合成高价值碳材料无疑是一种极具前景的转化利用方法。在在废弃塑料制备碳材料的工艺过程中,聚氯乙烯(PVC)对催化剂及环境的毒害作用不容忽视。然而目前在废塑料制备碳材料的有关研究中对PVC的关注较少,催化重整过程中PVC对碳纳米管生成的影响机制尚不清晰。本文旨在探究混合塑料中PVC对碳纳米管生成的影响规律,并据其指导碳纳米管制备流程中的抗氯研究。首先,为了模拟真实塑料的组成,本文将PVC与低密度聚乙烯(LDPE)混合作为原料,开展混合塑料热解特性研究,研究发现随着混合塑料中PVC含量降低,气体各组分都呈现升高的趋势,而液体组分中链状烃的含量上升,芳香烃含量降低。在混合塑料催化重整制备碳纳米管的实验中发现,随着混合塑料中PVC含量的减少,碳产率和氢气产率逐渐增加,当PVC含量降至5%时,才观察到明显的碳纳米管生成。其次,针对废塑料中氯元素危害碳纳米管制备的问题,研究了不同脱氯剂对碳纳米管生成的影响。研究发现,Ca O添加会导致链状烃含量下降,芳香烃含量增加;RM和NaCO作为脱氯剂时有着更高的链状烃含量;ZSM-5加入会生成大量的气态烃类。综合而言,RM添加能得到最高的碳产率。最后,为了进一步探究氯对碳纳米管生长的影响机制,分别对催化段添加Cl以及HCl进行实验。研究发现在催化段引入Cl元素,对碳纳米管的生长并无显著影响。而HCl气体会导致催化剂失活,从而明显抑制了碳纳米管的生长,是抑制碳纳米管生长的主要因素。将催化剂提前还原,活性中心Fe是以Fe颗粒以及FeAl O尖晶石结构为主,含HCl气体在800℃条件下对其造成的影响较小,在使用混合塑料的情况下,碳纳米管的产率也能获得明显提升。

关键词：聚氯乙烯脱氯催化热解碳纳米管