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基于声发射Ib值分析的渗铝321钢损伤特性研究

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 211-220页

作者：廖力达向旭宏舒王咏黄斌罗晓长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 UniSA STEM University of South AustraliaAdelaideSA 5095Australia

太阳能热发电换热管主要材料渗铝321钢的损伤会导致换热管的寿命缩短甚至断裂,因此必须进行损伤检测。采用声发射方法对渗铝321钢的损伤特性进行分析,实现对换热管性能的在线动态监测。通过采用声发射Ib值特征来表征渗铝321钢的损伤程度... 详细信息

太阳能热发电换热管主要材料渗铝321钢的损伤会导致换热管的寿命缩短甚至断裂,因此必须进行损伤检测。采用声发射方法对渗铝321钢的损伤特性进行分析,实现对换热管性能的在线动态监测。通过采用声发射Ib值特征来表征渗铝321钢的损伤程度,并运用自组织映射(SOM)神经网络算法进行声发射特征参数聚类,以分析材料的损伤模式。结果表明,力学塑性阶段的声发射事件数量剧增,能量和振铃计数的峰值标志着试件的断裂。此外,在试件失效前,Ib值显著降低且密度变密集,表明Ib值的变化特征可以作为材料临界失效的预警信号。通过SOM算法对特征参数进行聚类分析得到4个簇及其对应的特征频率,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察试件的断口形貌,得出4个簇分别对应于孔洞生长与汇合、微裂纹成核、宏观裂纹扩展和纤维状断裂4类损伤模式。这项研究旨在探索金属管材的损伤演化行为,并为管材的损伤分析和健康监测提供依据。

关键词：渗铝321钢声发射 Ib值 SOM神经网络损伤演化

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复杂背景下的多晶硅太阳电池缺陷检测

太阳能学报 2024年第9期45卷 295-303页

作者：廖力达罗晓黄斌刘亮冯飞陈为强长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 南澳大学工学院阿德莱德5000 通道子舞风能开发有限公司怀化418500

提出并设计名为OD-YOLO缺陷检测模型来改善多晶硅太阳电池电致发光成像中复杂背景干扰缺陷检测效果的问题。使用二次卷积模块(TwiceConv-OD)过滤掉复杂晶粒背景干扰,增强模型对缺陷本身的关注力;提出anchor-plus1分配策略来增加模型在... 详细信息

提出并设计名为OD-YOLO缺陷检测模型来改善多晶硅太阳电池电致发光成像中复杂背景干扰缺陷检测效果的问题。使用二次卷积模块(TwiceConv-OD)过滤掉复杂晶粒背景干扰,增强模型对缺陷本身的关注力;提出anchor-plus1分配策略来增加模型在面对复杂背景时获取更多的缺陷正样本数量,提升模型的准确率与召回率,减少漏检误检;使用K-means++算法初始化锚框尺寸,聚类后的锚框更能代表检测样本中所有缺陷的几何形貌,能更好适应多晶硅太阳电池的缺陷尺度差异。经公开缺陷检测数据集PVEL-AD-2021的实验验证:OD-YOLO模型的均值平均精度(mAP)达到89.4%,相比YOLOV5s缺陷检测模型提升3%,准确率提升4.8%,召回率提升1.9%,参数减少4.5%,检测速度为104帧/s。

关键词：太阳电池计算机视觉表面缺陷卷积神经网络

基于哨兵函数和S变换的风力机叶片材料损伤特性研究

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太阳能学报 2024年第7期45卷 656-663页

作者：廖力达舒王咏张芝铭刘亮冯飞陈为强长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 通道子舞风能开发有限公司怀化418500

利用声发射检测技术研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的损伤特性,在此过程中,采用哨兵函数来表征该材料的损伤程度,并通过S变换和模糊C均值(FCM)聚类来分析声发射信号,从而获得材料的损伤特征。三点弯曲实验结束后对试件断口进行扫描... 详细信息

利用声发射检测技术研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的损伤特性,在此过程中,采用哨兵函数来表征该材料的损伤程度,并通过S变换和模糊C均值(FCM)聚类来分析声发射信号,从而获得材料的损伤特征。三点弯曲实验结束后对试件断口进行扫描电子显微镜(SEM)拍照来验证,可得:通过对SEM照片的分析得到基体开裂、纤维脱粘、分层破坏、纤维断裂4种损伤模式;对整个声发射事件进行哨兵函数分析,观察到试件在弯曲过程中哨兵函数曲线呈明显下降趋势;对依据哨兵函数划分的不同阶段的信号进行VMD降噪处理,然后采用S变换进行时频分析得到不同损伤的特征频率,最后采用FCM聚类进行验证。结果表明:哨兵函数值的突变可作为材料断裂的预警信号,材料损伤类型的识别可依据S变换的频率分布结果进行确定。

关键词：风力机叶片复合材料声发射损伤特性哨兵函数 S变换

基于声发射b值分析的风力机叶片材料损伤特性研究

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太阳能学报 2024年第2期45卷 172-180页

作者：廖力达陆正鹏叶捍黄斌舒王咏张芝铭长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 南澳大学工学院阿德莱德5001

风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通... 详细信息

风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通过主成分分析和k-均值++算法进行声发射参数聚类来分析GFRP损坏模式。结果表明:1)对整个声发射事件进行b值分析,观察到GFRP试样在断裂前b值呈明显下降趋势,表明b值的变化率可作为材料断裂的预警信号。2)根据主成分分析9种声发射参数所占主成分比重,选择声发射信号的幅度、峰值频率两个特征参数。通过k-均值++算法对特征参数进行聚类分析,发现拉伸过程的声发射信号分为了4个簇,并找到每个簇的特征频率。3)通过使用扫描电子显微镜(SEM)对GFRP试样拉伸断口进行观察,得到4个簇分别对应于基体开裂、纤维/基体脱粘、分层和纤维断裂4种损伤模式。基于声发射b值分析方法适用于GFRP损伤特性研究,可在风力发电机叶片损伤检测领域推广。

关键词：风力机叶片声发射复合材料 b值分析

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政策视角下光伏全产业链的地区差异性分析

南方能源建设 2024年第2期11卷 179-188页

作者：黄斌赵伟廖力达肖孟黄佳亮谢佩伶长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410004 南澳大学工学院澳大利亚阿德莱德市5095

[目的]“双碳”战略为中国能源发展提出了一条新路径,限制对传统化石能源的使用,就促使中国政府加大对新能源产业发展的支持。光伏作为一种覆盖面最广、最易获取的新能源,成为解决当前能源和环境问题的首选。但如果想要增大其市场规模... 详细信息

[目的]“双碳”战略为中国能源发展提出了一条新路径,限制对传统化石能源的使用,就促使中国政府加大对新能源产业发展的支持。光伏作为一种覆盖面最广、最易获取的新能源,成为解决当前能源和环境问题的首选。但如果想要增大其市场规模、实现光伏产业的蓬勃发展,就必须要找出并解决当前阶段光伏的痛点与难点。[方法]文章对中国的光伏全产业链政策进行梳理分析,探究光伏产业激励政策存在的不足之处;并利用2000-2021年A股市场上33家样本企业的数据,建立DEA模型探究政策引导下的中国光伏产业综合创新效益和规模效益;再利用面板回归分析法探究不同地区政策对光伏产业上、中、下游企业创新能力的不同影响。[结果]研究表明:政策补贴对光伏上游企业的创新效益影响更为显著,与东部地区的企业发展成正相关关系,西部地区则相反,存在一定的地区差异性。[结论]应该提高在光伏技术创新层面的政策优惠力度,并结合地区优势进行合理的产业链规划布局。

关键词：光伏回归模型全产业链分析政策效益双碳战略

城市区域能耗和碳排放评估关键技术及其模型研究

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湖南城市学院学报（自然科学版） 2024年第1期33卷 40-47页

作者：黄斌肖孟廖力达赵伟长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410004 南澳大学工学院澳大利亚阿德莱德5095

在全球城市化步伐加快的大背景下,城市建筑运行和发展方式亟需优化,这就需要得到相对精确的建筑能源使用效率及碳排放数据的支持,但受限于诸多原因,这一需求并没有得到较好解决。基于此,本文对当前在建筑层面上的全生命周期能源消耗量... 详细信息

在全球城市化步伐加快的大背景下,城市建筑运行和发展方式亟需优化,这就需要得到相对精确的建筑能源使用效率及碳排放数据的支持,但受限于诸多原因,这一需求并没有得到较好解决。基于此,本文对当前在建筑层面上的全生命周期能源消耗量计算方法以及相关的碳排放评估模型进行了分析与总结,并运用系统论的思维探讨了各要素间的相互作用及其对区域整体的影响机理,同时提出了当前能源消耗整合和碳排放性能评估所面临的一些实际挑战。最后,提出了一个包含建筑在内的城市区域层面的系统边界定义和遵循系统思维的城市区域能耗和碳排放评估模型,并通过在澳大利亚南部城市阿德莱德市区和郊区的2组案例分析,验证了所提出模型的有效性。

关键词：区域环境建筑能耗碳排放系统论全生命周期评估城市规划

A New Diagnostic Method Applied to Gearbox Missing Gear Faults——LOD-ICA

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Energy Engineering 2022年第3期119卷 1219-1238页

作者： lida liao Bo Xiao Kan Huang Bin Huang Kang Zhang Changsha University of Science&Technology Changsha410114China China Construction Eighth Engineering Bureau Limited Tianjin200122China University of South Australia AdelaideSA 369977Australia

With the increasingly stringent requirements for carbon emissions,countries have increased the scale of clean energy use in recent *** an important new clean energy source,the ratio of wind power in energy utilization has been *** horizontal axis wind turbine is the main form of wind power generation,which is subject to random wind loads during operation and is prone to various failures after a long period of operation,resulting in reduced power generation efficiency or even *** order to ensure stable external power transmission,it is necessary to perform fault diagnosis for wind ***,the traditional time-frequency analysis method is *** paper proposes a new LOD-ICA method to realize the resolution of the vibration signals mode mixing problem incorporated the merits of both *** LOD-ICA method and the LOD method based on noise-assisted analysis decompose the same signal to produce different signal *** feasibility of the LOD-ICA method was verified by comparing the correlation coefficients between each of the signal components generated by the two methods and the original *** the field of wind turbine fault diagnosis,the LOD-ICA method is employed to the fault characteristics of gearboxes to extract the fault signs of vibration signals,further demonstrated the superiority of the LOD-ICA method in processing vibration signals of rotating machinery.

关键词： LOD method based on noise-assisted analysis fast ICA method gearbox feature extraction

建筑间遮挡对光伏发电系统输出功率影响的研究

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太阳能 2024年第2期 45-53页

作者：黄斌谢佩伶黄佳亮廖力达肖孟赵伟长沙理工大学长沙410004 南澳大学阿德莱德5095

城市建筑屋顶的光伏发电利用潜力与其遮挡条件密切相关。因此,仅根据太阳辐照度评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力,未考虑城市建筑之间的相互遮挡因素,会导致一些情景下的评估结果偏大。为了准确评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力,采用... 详细信息

城市建筑屋顶的光伏发电利用潜力与其遮挡条件密切相关。因此,仅根据太阳辐照度评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力,未考虑城市建筑之间的相互遮挡因素,会导致一些情景下的评估结果偏大。为了准确评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力,采用建筑相对朝向、容积面积比及建筑群垂直和水平分布这3个城市形态参数作为预测变量,采用3D建筑模型进行实验,模拟不同形态建筑遮挡,获得多组有效实验数据,对城市不同形态建筑间的遮挡系数进行了量化分析;借助数据统计分析软件SPSS对多组实验数据完成统计分析后,建立了建筑群预测遮挡统计模型,并以长沙市某小区为例对该统计模型的适用性进行了验证,预测了该小区不同情景下的建筑屋顶光伏发电利用潜力。结果显示:利用该统计模型可得到被遮挡建筑的阴影遮挡水平,从而能更好地利用建筑屋顶光伏发电。研究结果提供了一种量化城市屋顶光伏组件遮挡系数的方法,对实现光伏建筑一体化和可持续城市发展有推进作用,可在城市区域建筑规划阶段模拟和预测屋顶遮挡情况。

关键词：光伏发电城市建筑屋顶建筑间遮挡利用潜力阴影遮挡预测

多通道多分量分解方法在变转速工况齿轮故障特征提取中的应用

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中国机械工程 2022年第20期33卷 2483-2491页

作者：张亢田泽宇陈向民廖力达吴家腾长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

齿轮故障振动信号在非稳态工况下,其分量可能存在跨时间尺度或不同分量重叠的复杂时频特征,传统的以局部时间尺度特征为依据的分解方法无法分解,为此,引入一种新的多通道多分量分解(MMD)方法。MMD方法创新性地将单分量信号看成具有不同... 详细信息

齿轮故障振动信号在非稳态工况下,其分量可能存在跨时间尺度或不同分量重叠的复杂时频特征,传统的以局部时间尺度特征为依据的分解方法无法分解,为此,引入一种新的多通道多分量分解(MMD)方法。MMD方法创新性地将单分量信号看成具有不同权重系数的特征向量线性组合,通过迭代优化出权重系数,便可获得相应的分量信号。解决了MMD分析高采样率的实际振动信号时大数据量会导致其分解效率降低的问题,并将MMD方法应用于变转速工况下齿轮故障振动信号的分析,结果表明,该方法可以有效分解出在时频域发生重叠的故障分量信号,较传统的以时间尺度特征为依据的分解方法具有明显优势,结合阶次分析可以清晰准确地提取出齿轮故障特征信息。

关键词：多通道多分量分解时频聚集性度量变转速工况齿轮故障特征提取