基于卷积神经网络和模态转换的磁瓦内部缺陷检测方法

针对人工检测磁瓦内部缺陷过程中需要成熟的经验知识,检测过程不稳定且效率较低等问题,设计一套智能化检测系统。受人工检测的启发,提出一种基于卷积神经网络和模态转换的磁瓦内部缺陷检测方法。将时域信号转换为时-频域语谱图,利用卷积神经对语谱图提取特征并分类。为更精准地强调重要信息而抑制无关信息,将坐标注意力机制引入到卷积神经网络中。提出的基于卷积神经网络和模态转换的预测模型的准确率达到98.4%,证明提出的检测方法对于磁瓦内部缺陷检方法是有效的。实验结果表明,模态转换和坐标注意力机制能提升模型的性能。

应用双树复小波包和NCA-LSSVM检测磁瓦内部缺陷

提出结合双树复小波包变换(DTCWPT)、邻域成分分析法(NCA)、最小二乘支持向量机(LSSVM)的磁瓦内部缺陷检测方法.通过双树复小波包将采集的声音信号分解为6层,得到64个不同频带的子信号;求取特定频带信号的能量、偏度、峭度、模糊熵,并将能量、偏度、峭度、模糊熵作为分类特征;利用邻域成分分析法对分类特征降维;将降维构造的新特征集输入到最小二乘支持向量机,判断磁瓦是否含有内部缺陷.通过实验验证,对提出的检测方法进行可行性分析.3种不同类型磁瓦的内部缺陷识别率均可以达到99%,与以往双谱切片方法相比,提高了检测识别率.试验结果表明,提出的方法具有检测速度快、可靠性高、适应性强等特点,为高效、准确地进行磁瓦内部缺陷检测提供了有效的技术手段.

非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究

水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定,是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验,研究了不同土力学条件和水力学条件下,渗流对边坡稳定性的影响,探讨了水位降落指标k/μv与边坡稳定性之间的关系。结果表明:在边坡稳定性分析中,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时渗流向上游方向,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性,建议边坡稳定分析须正确考虑渗流作用。

深厚覆盖层闸基渗控效果及防渗措施

为研究深厚覆盖层透水地基防渗墙的防渗效果,以典型闸为例,分析了不同防渗墙布设位置、空间几何尺寸、贯入度对渗流控制效果的影响。结果表明,垂直防渗墙的布设位置应尽量靠近上游,以减小底板扬压力,闸底进出口处等关键部位设置板桩、短截墙可显著降低出口处垂直出逸坡降和底板水平坡降;增加悬挂式防渗墙的贯入度,能降低扬压力和各部位渗透坡降,有利于渗流安全;对多道垂直防渗措施,前置的防渗墙贯入深度应尽量大,后置的防渗墙应尽量浅,以达到既能降低底板扬压力,又能减小出口处垂直出逸比降的目的。

航运枢纽防渗措施优化

姚家枢纽是钱塘江中上游衢江干流六级梯级开发的最后一级航运枢纽。针对枢纽强透水地基渗流控制问题开展三维渗流数值模拟分析，比较渗流控制措施的具体几何尺寸及其防渗效果，优化防渗形式，并预报防渗措施下的浸没、绕渗和渗漏。结果表明：地基粉细砂和砂砾石为主要渗透通道，易发生渗透变形，枢纽三维绕渗特征明显，两岸地下水水位较高，两侧边坡出逸位置较高。防渗墙水平长度越长，堤防坡脚处渗透坡降越小，但防渗效果随着延伸长度逐步降低，建议选取合理的防渗长度为400～600m。防渗墙措施下下游边坡依然有出选，需采取包括护坡反滤在内的多种防渗措施，提高渗透稳定性。

堤基渗透破坏的研究现状及其破坏过程的数值试验

针对堤基渗透破坏早期研究中未完全重视介质的各向异性和非稳定性对渗透破坏过程的影响问题,在借鉴早期研究经验的基础上,考虑堤基各向异性对渗透破坏过程的影响,并进行了一系列堤基渗透破坏的数值试验。结果表明,各向异性的提高虽增加了堤基发生渗透破坏的风险,但可遏制渗透破坏的发展;同时,各向异性的提高亦使砂层内部垂向坡降相对集中和渗漏量增加。

关于《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013)的讨论

关于《建筑边坡工程技术规范》（GB5033—2013）（以下简称＂边坡规范（2013）＂）,已有讨论文从土力学方面提出了一些意见。这里想从渗流水力学方面讨论一下滑坡计算公式中的孔隙水压力问题如下：《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）[3]（以下简称＂边坡规范（2002）＂）稳定性分析中的渗流、孔隙水压力是采用正确的动水压力算法,这次再版却删去了动水压力,不知何故？

角位置误差对回转误差测量的影响规律研究

由于编码器误差、安装误差、电机转矩波动以及环境扰动等不确定因素的存在,会造成旋转轴线转动速度波动从而带来动态角位置误差,而角位置误差会造成位移传感器产生测量误差,进而导致旋转轴线径向回转误差分离结果不准确。为识别角位置误差对旋转轴线回转误差测量的影响规律,首先,分析基于反转法的超精密径向回转误差测量原理,识别角位置误差对回转误差的影响机制;然后,建立角位置误差对传感器位移测量影响的数学模型,获得角度位置与位移测量误差之间的关系;接着,仿真分析角位置误差对位移测量误差和对径向回转误差分离结果的影响;最后,在一台标称回转误差为50 nm的超精密转台上进行试验验证。仿真结果和试验结果表明:标准球圆度误差及径向回转误差的测量误差将随着角位置误差的增大而增大,且对标准球圆度误差的影响较为显著。

水位降落条件下非稳定渗流试验研究

水位降落时产生的非稳定渗流场对坝坡的渗流和稳定影响较大。通过砂槽模型室内试验模拟了粉砂、细砂、黏土等多种材质的边坡在水位降落过程中的非稳定渗流物理过程,分析了水位降落过程中上游边坡的渗流场特点,比较了不同边坡材料、渗透特性、坡比和水位降落速度的泄水过程中边坡渗流场自由面形式和等势线变化特点,重点研究了给水度μ、渗透系数k、库水位降落的速度v对自由面最高点、上游边坡中的孔隙水压力、坡降的影响,定量分析了水位降落时k/μv判断骤降、缓降、快降的标准,探讨了非稳定渗流浸润线的计算公式。结果表明:渗透系数小、给水度大的土坡在水位降落过程中产生的上游边坡孔隙水压力值和渗透坡降较大,非稳定流场自由面最高点位置也更高;水位降落时的上游边坡渗流方向指向坡面;浸润线最高点高度与坡前水深的比值h0/H与降落时间t/T间存在线性关系,k/μv作为判断骤缓降的指标与其线性系数呈指数关系。

基于面结构光的叶片三维重构技术研究

为提高叶片三维检测速度与相位解码过程中的准确性等,通过选择投射解码准确率高的格雷码编码策略的结构光,同时避免叶片表面涂显影剂与粘贴标定点的方法,进行基于面结构光的叶片三维重建技术研究。通过选择合理的实验设备,设计机械结构,搭建一种基于面结构光的三维视觉检测实验系统。对三维视觉检测实验系统的标定方法与重构算法进行理论研究,利用三维视觉检测实验系统完成叶片某一位置的三维重构实验,并获得叶片的离散点云数据;试验结果进一步论证所设计系统的可行性,可为后续叶片三维视觉检测实验系统的研究提供基础。

减压井淤堵机理及井效恢复新技术试验

以长江大堤丁马段减压井更新工程为背景,分析了减压井的机械、化学淤堵机理,并提出一种井效恢复的新技术,即活塞式大降深洗井技术,最后通过室内外试验及在丁马段的应用成果论证了这种洗井新工艺的效果。

反向式行星滚柱丝杠承载分布及寿命分析

反向式行星滚柱丝杠是一种承载能力强,精度高、寿命长的直线传动机构。目前国内外对该机构的研究较少且不能综合分析不同承载条件下各结构参数对载荷分布及疲劳寿命的影响。因此,作者建立了其载荷分布、轴向变形和寿命的计算模型。在柱面坐标系中分别建立丝杠、滚柱和螺母的曲面方程;利用曲面啮合理论求出IPRS一个节距内滚柱分别与丝杠和螺母的啮合点;依据曲面方程和啮合点位置,利用赫兹接触理论建立啮合面接触变形的精确计算方式。根据赫兹变形、组件轴向变形及螺牙变形的几何关系建立载荷分布计算模型,并依据该模型得出特定参数下IPRS承载端的轴向变变形;依据求出的载荷分布、基于Lundberg–Palmgren方程建立寿命评估模型。将承载端轴向变形计算结果与实验数据对比,验证了该模型的准确性。针对关键参数于IPRS性能的影响进行分析,结果表明:载荷分布主要受螺牙数目、滚柱数目和螺旋角的影响,偏载率随着三者增加而增大;轴向刚度受滚柱数目、螺牙数目、螺旋角和螺母外径影响较大,其随滚柱数目和螺母外径的增大而增大,随螺牙数目和螺旋角的增大先增大后减小;接触疲劳寿命受滚柱数目、牙型半径、螺牙数目和接触角影响较大,其随着滚柱数目、牙型半径、螺牙数目的增大而增大,随着接触角的增大而减小。

土体渗透变形及渗透破坏过程中分形特征初探

根据天然土体及室内配制土样颗粒分析、干密度、渗透、渗透变形试验结果,基于土体分形理论计算了土体质量分维数,土体孔隙度、不均匀系数、中值粒径、干密度、渗透系数与分维数关系密切。当分维数较大时,表示小于某粒径颗粒累积含量较少,颗分曲线越平缓,土体有粗化现象,不均匀系数及中值粒径都在增大,孔隙度减小,干密度增大。利用土体分维数可判断出土体渗透破坏形式(如管涌、流土),土体发生渗透破坏后分维数减小,渗透破坏过程中分维数逐渐减小,并随流失颗粒粒径的增大而加速减小。"

于桥水库大坝地震液化判别和动力分析

地震作用下水库大坝坝体填土和坝基砂液化、坝坡失稳是大坝安全运行重点。针对天津于桥水库主坝最大断面1+150进行了大坝地震危险性分析,采用现场标贯试验和室内动三轴试验对大坝水中倒土、坝基中粉质黏土、粉砂层和沙砾石层进行了地震液化判别;进行了有效应力动力法数值计算,结果表明:地震作用下,上游坝体填土在库水位以下部分的坝坡浅层在一定范围内可能液化,坝基砂层局部液化,沙砾石层也可能液化;大坝可能存在裂缝和局部隆起,但大坝整体是稳定的,可适当培厚。

水库蓄水库区岗地浸没判别方法及浸没影响评价

针对库区岗地浸没问题,采用解析法和平面准三维地下水数值模型求解具有一定的局限性,以燕山水库为例,选取魏岗铺和高庄两个典型河间地块,采用三维地下水渗流数值模型分析了典型河间地块的浸没影响,并根据典型地块分析结果,建立了浸没影响长度与地表坡降之间的关系统计模型,据此类比评价了不同情况下整个库区的浸没影响。结果表明,岗地浸没影响主要集中于河流两岸的地势平缓地区,地表坡降是影响岗地浸没的主要因素之一,且类比法预测结果与工程实际浸没情况相符。

地下水铬污染原位电化学动力修复技术试验研究

以重金属铬为地下水污染物,研究了原位电化学动力修复技术的具体应用,分析了恒压条件和恒流条件的电化学动力原理,开展了污染地下水的修复模拟试验,揭示了电场作用下地下水中重金属迁移规律。成果表明:该法对地下水重金属污染修复效果较好,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.95%以上,出水浓度满足相关标准,应用于实际工程是可行的。

三维金刚石晶格声子晶体超宽频带隙特性研究

为获得宽频带隙,设计了一种三维声子晶体结构,由位于金刚石晶格格点的介质球通过连接柱连接形成。利用有限元法计算了声子晶体的能带结构、振动模态和透射谱。数值计算结果表明,该结构可以得到相对带隙宽度达到144.5%的超宽频弹性波带隙。介质球和连接柱的共振是宽频带隙产生的主要原因,介质球和连接柱直径的变化显著影响带隙边界和带隙宽度。此外,还利用平面波展开法计算了该结构的光子能带结构。结果显示该结构在具有超宽频弹性波带隙的同时还可获得一定宽度的光子带隙。该金刚石晶格"球-柱"结构可用于减振降噪材料和新型声光器件的设计开发。

减压井运行效果影响因素数值分析

针对减压井运行效果,开展数值模拟分析。对减压井贯入深度、井管直径、井间距、出水口高程以及滤层透水性等因素,进行二维渗流有限元计算,分析各个因素对减压井淤堵的作用大小及影响规律。计算结果表明:减压井贯入深度与滤层透水性对其效果影响很大,且随着贯入深度增加,滤层透水性增高,减压井出水效果逐渐提升;井管直径对井效影响较小,直径越大减压效果越好,但提升幅度不大;井间距和出水口高程对减压效果影响不大。

基于WPT-ANN的磁瓦内部缺陷音频检测

针对工业生产中提高磁瓦内部缺陷检测效率、降低误检率和漏检率的实际需求,提出一种小波包变换(wavelet packet transform,WPT)结合人工神经网络(artificial neural network,ANN)的磁瓦内部缺陷检测方法。通过采集合格和缺陷磁瓦撞击金属块产生的声音信号,用小波包分解与重构,筛选并提取特定频段信号的能量作为特征信息,输入BP神经网络并训练,使BP网络具有磁瓦内部缺陷检测的功能,试验证明该方法准确率达到98%以上。结果表明:小波包-神经网络方法(WPT-ANN)检测速度快、可靠性高、适应性强,为高效、准确地进行磁瓦内部缺陷检测提供有效的技术手段。

土石坝温度观测资料HURST指数研究

土石坝温度场是坝体系统复杂因素综合作用结果。基于分形理论HURST指数建立了土石坝温度分形模型。以石梁河水库温度监测资料为例,计算了土石坝温度场的HURST指数及分维数。结果表明,分形模型能较好反映土石坝温度变化;温度变化特征与空间分布有关,坝体上游温度自相似性较大;中下游坝体自相似性较好,且与气温分形规律相近。可应用温度分布反馈土石坝渗流变化特征。