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计算结构力学及其应用 1991年第2期8卷 162-169页

作者：钟万勰孙苏明大连理工大学工程力学研究所

本文考察了力和(或)位移受给定条件控制的结构单元。这种控制条件可由线性化折线型本构关系表征,其本构关系是广义的,包括弹性、塑性、接触及其组合单元。借助于参变量变分原理和分级方法,具有广义本构关系单元的结构可以得解。所提出... 详细信息

本文考察了力和(或)位移受给定条件控制的结构单元。这种控制条件可由线性化折线型本构关系表征,其本构关系是广义的,包括弹性、塑性、接触及其组合单元。借助于参变量变分原理和分级方法,具有广义本构关系单元的结构可以得解。所提出的方法还可直接用于解断裂问题。

关键词：参变量变分原理广义本构模型

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船板的损伤识别及点蚀对力学性能影响的研究

船板的损伤识别及点蚀对力学性能影响的研究

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作者：姚远大连理工大学

学位级别：硕士

船舶等海洋结构物长期服役在恶劣的海洋环境中,不可避免地会承受的交变载荷、应力集中、腐蚀、疲劳等作用,结构物表面极易出现不同程度的损伤。损伤会导致力学性能发生退化,影响结构物的使用寿命,甚至可能发生灾难性事故。因此,对船舶... 详细信息

船舶等海洋结构物长期服役在恶劣的海洋环境中,不可避免地会承受的交变载荷、应力集中、腐蚀、疲劳等作用,结构物表面极易出现不同程度的损伤。损伤会导致力学性能发生退化,影响结构物的使用寿命,甚至可能发生灾难性事故。因此,对船舶等结构物表面进行检测识别极为重要。本文基于计算机视觉技术的发展,首次尝试使用卷积神经网络对船板结构表面损伤进行检测与识别;并且通过实验,研究了多参数点蚀损伤对船板力学性能的影响。本文主要研究内容如下:综述了钢板表面损伤检测的研究现状,对比分析了传统无损检测技术与机器视觉检测技术的优缺点;阐述了基于视觉技术的卷积神经网络的研究现状以及点蚀对船板力学性能影响的研究现状。详细阐述了卷积神经网络的基本组成结构,网络训练过程,训练过程中采用的优化算法以及防止网络过拟合方法,为下文使用卷积神经网络进行船板表面损伤检测提供理论基础和实践指导。损伤检测部分使用AlexNet for SCDI网络训练腐蚀分类模型,结合Overlap-Scanning滑动窗口算法对船板表面损伤进行检测与识别。对网络模型进行了改进,加入了Inception结构,实现了船板结构多态损伤检测与识别。讨论了网络模型的泛化能力,得到增加暗光线条件、较大模糊程度及带阴影的图像可以提高模型的泛化能力的结论;改变滑窗的大小及形状也能提升此损伤检测分类器性能。最后总结损伤检测与识别流程,提出了损伤检测模式和众包模式。本文的损伤检测研究方法可以为船舶领域的检测识别工作提供一种新的思路与指导,促进船舶领域的损伤检测向人工智能方向发展。针对受腐蚀损伤的船板结构,通过机械钻孔模拟点蚀,通过单向拉伸试验,研究了多参数点蚀对船板力学性能的影响。分别研究了在不同点蚀损伤程度下的弹性模量、屈服强度、极限强度和峰值应变的损伤退化规律,建立了受点蚀影响下的双线性广义应力-应变曲线本构模型、线性-指数广义应力-应变曲线本构模型。双线性广义本构模型较为简单,且用线性段曲线模型直接替换非线性段,具有一定的安全裕度。线性-指数广义本构模型克服了双线性广义本构模型对非弹性段拟合不精确的缺点,可以为基于多参数影响下的不同点蚀损伤程度的结构安全性研究提供准确简便的本构模型。本文研究的多参数点蚀对船板力学性能的影响提供了一种不同于传统考虑单一参数影响的研究手段。

关键词：船板损伤卷积神经网络检测与识别多参数点蚀广义本构模型

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考虑腐蚀和焊接影响的钢材力学性能研究

考虑腐蚀和焊接影响的钢材力学性能研究

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作者：刘毅大连理工大学

学位级别：硕士

海水腐蚀损伤以及焊接损伤都会对海工结构造成严重影响,不仅使钢材力学性能发生明显下降,使得结构承载力储备能力和变形储备能力发生退化。由于海水腐蚀的作用,受腐蚀区域会因力学性能的下降产生塑性变形而导致结构失效。由于腐蚀通常... 详细信息

海水腐蚀损伤以及焊接损伤都会对海工结构造成严重影响,不仅使钢材力学性能发生明显下降,使得结构承载力储备能力和变形储备能力发生退化。由于海水腐蚀的作用,受腐蚀区域会因力学性能的下降产生塑性变形而导致结构失效。由于腐蚀通常在焊缝附近热影响区处最为严重,因此受到外载荷情况下最容易发生失效。船舶与海洋工程构件中除了受到拉、压载荷,还会面临复杂的受力情况,因此焊缝方向与受力方向之间的夹角变得不可控。因此衡量焊接接头在不同焊缝方向与受力方向之间的夹角下的力学性能,给出损伤力学模型,对于实现船舶与海洋工程构件安全性十分重要。因此,本文以D36钢板作为研究对象,研究多角度焊接D36钢板接头在以海水为介质的电化学腐蚀作用下的损伤分布特点及其受拉和受压力学性能。借助电镜扫描实验,分析焊接及腐蚀损伤对钢材微观结构的影响。提出了不同焊缝角度情况下焊接接头的屈服强度计算公式以及带焊缝区域的弹性模量计算公式。研究了不同焊缝角度以及腐蚀程度对焊接接头损伤分布、结构承载能力和变形能力以及结构失效模式和失效位置的影响机理。研究发现腐蚀程度大小有影响试件受压情况下的失效模式的趋势,并且会影响试件的抵抗变形能力、承载力储备能力以及变形储备能力,但是并不会对试件的失效位置产生影响;焊缝方向与受力方向的夹角大小决定了试件的失效位置,会对试件的抵抗变形能力优良、承载力储备能力优良以及变形储备能力优良造成影响,但是对试件的失效模式影响较小。提出了不同MLR下,垂向焊缝和斜焊缝两种情况下焊接接头的静载强度计算公式,并根据试验得到的数据对公式进行验证,研究发现该公式在一定情况下可以很好地和试验数据吻合,可以用来预测实际工程构件中焊缝与母材强度相近情况下,不同焊缝角度以及不同MLR情况下焊接接头处的静载强度,从而进一步保证工程构件的安全性和可靠性。为了进一步研究焊接腐蚀试件的损伤机理,对具有不同焊缝角度和不同腐蚀损伤程度的试件进行了电镜扫描实验。将试件切成包含母材、热影响区以及焊缝三个区域的小块,对其三个区域进行高倍电镜扫描实验,对其微观结构进行分析研究。依据各种不同焊缝角度试件的实验曲线关系,通过回归分析建立以腐蚀质量损失率为变量的腐蚀损伤单角度焊接钢材广义本构模型。通过不同焊缝角度试件本构模型间的特征关系分析研究,对单变量焊接钢材广义本构模型进行二次回归分析,建立以腐蚀质量损失率和焊缝角度为双变量的焊接-腐蚀双重损伤钢材广义本构模型。

关键词：焊接板多角度焊缝电化学腐蚀力学性能广义本构模型

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