改进YOLOv3的无纺布表面缺陷检测研究

针对在无纺布表面缺陷检测中存在小缺陷目标漏检及识别率不高的问题,提出了一种改进YOLOv3的无纺布表面缺陷检测算法。首先在网络模型当中生成一个新的特征图层,来提取更多小缺陷目标的特征,其次引入K-Means++算法对聚类先验框中心点的提取进行改进,选取更为合适的Anchor Box,使定位更加精准,提高检测精度。最后,在自制的无纺布表面缺陷数据集上进行对比检测,研究结果表明:改进后的YOLOv3算法在测试集上的mAP值为85.83%,比原始的YOLOv3算法提高了6.99%,单张图片的平均检测时间为0.168s,与原始算法检测时间基本持平,检测性能也优于Faster R-CNN。

CFRP层合板单搭胶接接头胶板界面剥离强度仿真分析

基于异材界面奇异应力场理论,以CFRP层合板单搭胶接结构为对象,通过有限元和实验的方法分析了结构承载时板胶结合界面上出现的应力分布,锁定界面剥离强度关键区域,通过网格无关的有限元应力比值法提升仿真求解精度,最大限度还原板胶界面应力分布,着重探讨了多层各向异性CFRP板与传统均质材料在仿真过程和结果的差异,及搭接长度、胶层厚度、结构胶参数等对板胶界面应力分布及起裂点位置的影响,为板胶界面剥离应力的优化、胶接工艺的改进和单搭胶接接头强度的提升提供理论支撑。结果表明:各层参数不同的CFRP板胶界面承载时,剥离应力的最大处需由三个维度共同约束,其中两个维度的约束结果与均质材料相同,极值位于板胶界面垂直于拉伸方向的边缘,实际结构中失效的起始亦常见于此处,第三维度受层合板多层异性影响,该边缘上应力最大的点既不位于该边缘的中点也不位于界面角部,具体位置由材料参数和胶接结构共同影响。

约束并行自适应代理模型优化算法及在弧形闸门优化设计中的应用

针对并行仿真技术下复杂大型工程结构的优化设计问题,将自适应代理模型优化和计算机并行计算技术相结合,提出一种基于约束并行自适应采样的代理模型优化算法。算法的采样方法由局部最小模型预测单加点策略和全局双目标约束多加点策略构成,通过构造约束期望提高函数和样本空间稀疏度函数对样本点进行筛选,使所获得的新样本点兼顾搜索目标函数局部最优区域和开发全局可行边界。通过对比分析测试算例与已有算法表明,该算法具有更好的优化效率、优化精度和稳定性。最后将算法运用于大型钢结构弧形闸门结构的多参数优化,分别采用3种自适应代理模型优化算法与基于静态代理模型的遗传算法进行求解,验证了所提算法的优越性。

基于机液联合仿真模型的闸门启闭机故障注入及诊断研究

为了对含故障特征的弧形闸门系统运行信号进行评估和故障诊断研究,基于某弧形闸门试验平台检测数据,建立弧形闸门启闭机构的机液联合仿真模型,进行模型相似度分析和修正。通过基于闸门实时开度反馈信号闸门状态控制策略对闸门进行工作状态的控制,提高了仿真效率和稳定性,获得更符合实际的状态特征。在模型中注入液压系统与机械系统故障,分析故障对闸门运行信号产生的影响。为了充分体现故障特征信息,选取多个信号进行融合并调整权重分配,基于加权多通道数据融合方法解决了故障识别精度波动大的问题,为了提高网络模型的泛化能力,在网络模型中加入残差结构进行优化,基于迁移学习的卷积神经网络解决了故障识别精度低的问题。结果表明,构建的模型可以表现出弧形闸门工作过程中重要信号比如压力、流量、振动等信号特征的动态变化;使用改进后的加权多通道数据融合的基于残差结构优化的神经网络准确率达到了97.17%。

复合材料机翼多工况下的自适应优化设计

为获得具有优良气动性能且兼具结构强度及轻量化的复合材料飞机机翼,提出考虑气动分析和结构分析多目标多工况优化方法。分别对机翼进行气动分析及结构强度分析,以机翼展弦比、锥度比、后掠角为几何优化变量,以机翼上下机翼蒙皮的-45°、90°、45°、0°层厚度和夹芯厚度为结构优化变量,建立以应力、位移为约束,以升阻比最大化和质量最小化为目标的协同优化模型。针对复合材料机翼多目标优化设计存在的计算量大难以取舍的问题,提出基于多准则和物理规划的自适应约束Kriging模型多目标优化算法(adaptive constraint kriging model multi-objective optimization algorithm based on multi-criteria and physical programming,AKBCP)。该算法引入了物理规划法和多准则加点,通过测试算例对比分析表明该算法具有较好的优化效果。将该算法应用到机翼多目标优化中,与初始机翼相比,优化后机翼升阻比提高3.12%,质量减轻31%,研究结果可为复合材料机翼优化设计提供参考。

区域自由贸易协定的异质性贸易效应研究——来自协定条款质量的解释

本文探讨了区域自由贸易协定(FTA)广泛存在的异质性贸易效应。本文基于1990-2015年的深层协定数据库及UN Comtrade全球贸易数据,应用两阶段回归策略,在第一阶段估计出特定协定的贸易影响系数,识别并测度出单一协定的贸易效应,在第二阶段基于条款质量,即深度条款的差异性解释了第一阶段FTA影响系数的差异来源。实证结果表明:(1)样本中约有三分之一的FTA对贸易表现出显著的积极影响,三分之一的FTA表现出显著的负向作用,余下部分的FTA对贸易的影响并不显著,表现出鲜明的异质性,与既有文献一致;(2)基于FTA动态深化视角,深度条款覆盖广度的扩张是FTA贸易促进效应提升的重要解释力;(3)基于FTA条款覆盖的内容类型,覆盖货物贸易深度自由化、投资、服务贸易、要素流动及科研合作的FTA均显著提升了FTA的贸易影响;(4)最后基于具体的WTO+条款及WTO-X条款的细化研究表明,WTO+领域的条款覆盖显著提升了贸易创造效应,而WTO-X条款基于覆盖领域的差异表现出差异化的贸易影响。最后通过对比分析发现,以WTO-X领域相关条款带动WTO+领域的条款文本质量提升和深度贸易自由化是实现FTA效力激活的重要途径。本文不仅从条款异质性层面为研究FTA缔结的异质性影响提供了更直接的经验证据,而且对于我国下一步FTA发展战略和条款选择提供了有价值的参考依据。

液压启闭弧形闸门多领域工作特性分析及故障模拟

水工闸门系统由复杂的液压启闭系统和大型钢闸门金属构件组成,具有负载大和工况复杂的特点。大型金属构件腐蚀损伤、启闭传动故障等均会形成系统故障,使闸门故障模式复杂且难以预测。针对传统建模过程存在的闸门各子系统交互难、兼容差、复杂度高等问题,基于多领域统一建模方法,采用Simscape语言建立弧形闸门机电液多领域数字模型,通过开度曲线偏差控制策略和子系统转换接口实现联合仿真。参照某水工建筑按几何相似搭建实验平台,开展实验对闸门实时开度和伺服油缸驱动力进行动态校核;同时基于多领域模型对液压启闭机失效卡阻、油液泄漏和弧形门体损伤进行故障模拟。结果表明:所提出弧形闸门多领域耦合建模方法满足设定的误差阈值,具有较高的可靠度,可用于研究常见故障形式对闸门机液系统工作特性的影响,也为设计阶段液压系统选型校核及性能优化提供了参考。

CFRP板倾斜冲击损伤的非线性超声评价

针对碳纤维增强聚合物(CFRP)板的倾斜冲击损伤检测问题,提出用非线性Lamb波响应进行评估,并应用ABAQUS软件中的Explicit模块,通过有限元法建立了CFRP板受到低速冲击以及损伤后的非线性超声检测的全过程仿真模型,通过低速冲击试验和非线性检测试验验证了模型的正确性。利用此模型进一步研究了冲击角度与检测距离对相对非线性系数(RANP)的影响。研究结果表明:在一定冲击角度区间中,冲击角度的增加会导致CFRP板吸收能量及分层损伤的减小,并进一步导致了RANP的降低,而RANP与检测距离的变化趋势相一致。

基于多尺度分析的EMAA自修复缝线复合材料层间增韧作用研究

为研究热塑性EMAA纤维缝线网络对碳纤维复合材料层合板的层间断裂韧性和加热修复后韧性的双重增韧作用,本文采用试验和数值多尺度建模分析相结合的方法,对含有EMAA缝线网络的碳纤维复合材料层合板在热修复前后的Ⅰ型层间断裂韧性进行了分析。根据碳纤维束微观模型预测碳纤维束等效力学参数,通过对缝线处单层板细观结构进行测量,建立细观尺度单胞模型,预测细观单胞的等效力学参数。完成DCB试件宏观模型构建,在宏观模型中添加黏性层模拟EMAA修复剂,来进行Ⅰ型层间断裂韧性分析,采用三维Hashin失效判定准则和渐进退化模型对纤维束及基体进行损伤分析,利用双线性本构模型对黏性层失效进行判定。通过将试验结果与仿真结果进行对比分析,验证了该多尺度模型的有效性;仿真和试验结果表明,EMAA缝线网络能有效提高层间断裂韧性,减缓裂纹扩展;三维缝合网络能够将自愈合EMAA送入损伤区域,继而实现分层裂纹层间断裂韧性的高恢复(修复率为175%)。

自修复EMAA纤维束缝合复合材料抗冲击层间性能研究

针对碳纤维增强树脂基复合材料层间断裂韧性不足、抗冲击损伤容限低以及冲击损伤后修复困难等问题,利用缝合和分阶段共固化工艺,制备热塑性树脂纤维EMAA缝合复合材料试件,并进行自修复前后冲击性能研究。将铺层好的预浸料沿厚度方向进行热塑性树脂纤维EMAA的缝合,在内部建立起三维自修复网络,经过分阶段加热加压固化,加工成冲击试件。采用不同能量对缝合EMAA复合材料层合板进行一次冲击及自修复后冲击试验,对冲击后损伤的缝合EMAA复合材料层合板试件进行愈合试验,对不同冲击能量下未修复层合板和自修复复合材料层合板的损伤及其自修复前后的抗冲击性能开展了研究。试验结果表明:在相同能量冲击作用下,缝合EMAA较未缝合EMAA复合材料层合板损伤损耗能量最大降低17.66%,损伤更小,具有更好的抗冲击性能;自修复后层合板修复效率最低为97.96%,较好地实现了材料的自修复功能。

上颌骨缺损颧种植体功能设计及生物力学评价

利用Branemark颧骨种植体,结合显微外科骨移植技术重建半侧缺损和全缺损上颌骨的形态和功能,并对重建的生物力学效果进行评价.基于CT扫描和图像及图形处理技术,建立标准人的模块化颅骨三维几何和有限元力学模型.基于该模型,模拟不同颌面骨缺损状态,设计上颌骨半侧和全缺损颧种植体长度、植入位置、植入方向,及常规种植体分布和数量,并利用有限元方法评价该设计的生物力学性能.结果表明,腓骨移植Branemark颧骨种植体种植修复半、全侧上颌缺损模型的应力分布中,应力最大值出现在颧种植体植入颧骨的颈部,颧种植体上应力值较周围支持组织的大,起到了颧突支柱对牙合力的传导作用;种植体结构中弯曲变化的位移不明显,并且种植体整体位移在颧骨附近逐渐减小为零.故腓骨重建颧种植修复上颌骨缺损方法能够有效传导牙合力,其周围支持组织具有良好的应力分布,是一种安全有效修复上颌缺损、恢复咀嚼功能的临床方法.

可摘局部义齿上颌赝复体设计及其生物力学评价

对单侧上颌缺损的腭部封闭式和阻塞式赝复体进行几何仿真,并对这两种重建方法分别进行卡环和附着体固位方式设计,并对重建的生物力学效果进行了对比研究。模拟加载肌肉约束和力边界条件,分析四种不同上颌赝复体的应力分布,综合考虑义齿、基托、牙面板、阻塞器、卡环和附着体结构等强度问题,以及余留牙和赝复体的应力大小和分布趋势。根据应力结果,优化设计,为赝复体的临床成功作出生物力学的评价。分析结果表明:整个赝复体修复上颌结构各部分应力都在强度允许范围内,余留天然牙和牙槽骨上应力分布合理,赝复体有效传导力。阻塞器式赝复体材料属性与牙槽骨比较接近或略低于骨,填充了缺损侧上颌空腔,增大了与上颌的接触面积,使应力有效传导,在结构上较上腭封闭赝复体更为合理。四种赝复体天然牙应力和位移值比较表明,附着体固位阻塞器赝复体避免了天然牙应力集中,对义齿赝复体的固位和动力支持都非常有利。

下颌骨缺损自体骨移植重建的生物力学研究

模拟临床下颌骨缺损状态和咬合力学环境,对自体骨移植重建下颌骨的生物力学效果进行分析、评价。根据人体骨骼和肌肉系统的解剖学特征,模拟B、BS″S″和RB″S″类缺损状态,建立腓骨和髂骨修复下颌骨三维有限元模型,对咬合力作用下重建下颌骨的应力状态进行了分析。结果表明,不同缺损腓骨重建,从右侧后牙牙槽嵴对应接骨处到左侧颏部对应接骨处,应力状态均从压应力到拉应力过渡,应力值大小受缺损方式影响;相同缺损腓骨与髂骨重建,以皮质骨为主要成分的腓骨重建下颌骨,应力分布较完整下颌骨有显著变化,移植骨上最大应力约为正常骨上5倍,呈现明显的应力遮挡;以松质骨为主要成分的髂骨重建下颌骨,应力状态和完整下颌骨基本相同。因此,髂骨重建下颌骨的力学性能较腓骨类更接近完整下颌骨,更利于术后愈合和进一步的功能重建。

劳动力成本上升、加工贸易转移与企业出口附加值率攀升

我国出口国内附加值率(DVAR)持续攀升,伴随其上升的是用工成本的明显提高和加工贸易占比的显著下降。我国DVAR的提升究竟源于如已有研究所指出的,投资自由化所带来的国内中间品对国外中间品的替代,即"主动"的提升?还是成本上升引致加工贸易不断退出市场的一个客观结果,即"被动"的提升?本文基于2000—2006年的微观数据,测算了企业层面的DVAR,从加工贸易退出的角度刻画了企业DVAR的动态演进过程,并进一步考察了由最低工资所代表的劳动力成本、加工贸易与企业出口DVAR之间的关系。实证研究表明:劳动力成本上升会促使我国企业DVAR的攀升,这一结果在多个维度的稳健性检验中均是高度稳健的。最低工资上升对我国企业DVAR的促进作用通过引致加工贸易退出这一机制来实现。拓展性的研究还表明,最低工资上升对高生产率企业、外资企业和资本相对密集企业DVAR的正面促进作用更强。这说明,我国DVAR的上升至少部分是加工贸易产业转移的结果,鼓励进口、同时促进国内中间品质量提升是我国现阶段发展的重要政策方向。

超声振动研磨外圆类陶瓷工件去除率研究

外圆超声振动研磨作为新型有效的外圆类磨削方法 ,为典型硬脆陶瓷轴类零件的加工提供了高效精密的加工手段。本文介绍了功率超声振动研磨外圆加工装置和加工原理 ,并结合对Al2 O3 陶瓷试件的研磨试验 ,分析了超声研磨中加工参数与试件材料去除率的关系。同时与普通研磨相比较 ,得出超声研磨加工效率高、加工工件表面粗糙度小的结论。

不同铺层角含孔复合材料板的损伤研究

针对0o、45o、90o铺层角复合材料层合板的含孔结构损伤问题,提出了一种基于层合板各铺层孔边应力解析解的首次损伤载荷系数分析计算模型。根据非均匀各向异性层合板的弹性特性,采用复变函数曲线映射方法获取了层合板孔边界积分方程,计算获得了0o、45o、90o角度铺层层合板各铺层的孔边纤维主方向和垂直于纤维主方向的应力分量;采用Tsai-Hill强度理论,对层合板各铺层进行孔边首次损伤载荷系数计算。分析结果表明:试件左右两端面在受到均布拉伸载荷p的作用下,各铺层中具有90o铺层角的铺层首次损伤载荷系数最小,具有0o铺层角的铺层首次损伤载荷系数最大,说明具有90o铺层角的铺层最先出现损伤,对应铺层首次损伤出现在孔边90o方向区域。将计算值与现有文献结果进行比较,误差小于10%,二者具有较好的一致性。

“雪中送炭”抑或“锦上添花”:地方金融发展、金融脆弱度与出口关系稳定度

在后危机时代国际逆全球化浪潮涌动的国际背景下,本文基于当前供给侧结构性改革深化和"稳外贸"的政策背景,在高度细化的微观层面上探讨了地方金融发展、金融脆弱度与出口关系稳定度之间的关系。本文使用银监会金融许可证查询系统,手工收集并整理了地级市级别的银行信息,同时将观察窗口拓展至金融危机后,基于海关数据库,识别出企业-HS6位码产品-目的国级别的出口关系稳定度。基准结果表明,对于金融脆弱度越高的企业,地方金融发展越能促进其出口关系的稳定;进一步的讨论还指出了上述机制体现在地方金融发展通过改善融资帮助企业对抗来自目的国市场的"坏运气"冲击。拓展性的研究则发现,地方金融发展的影响更多表现为"锦上添花",而非"雪中送炭"。具体来说,首先,地方金融发展未能对亟需融资支持的民营企业、中小企业和试探性出口萌芽"雪中送炭",对其出口关系稳定度未能通过改善融资表现出更强的作用;其次,地方金融发展对于退出企业的挽救作用明显弱于它对产品转换的抑制作用。仅有当面临如金融危机等整体性负面冲击时,地方金融发展才对出口关系稳定度的保护作用更强。本文的研究结论从"稳外贸"的角度为我国下一步的银行业结构性改革的深化给出了政策性建议,即在进一步推动银行结构性竞争的同时,也需要考虑引进多种形式的金融主体,推动融资渠道的多样化,降低对银行融资的依赖。

基于应力和变形值最小的复合材料含孔板孔形参数有限元优化

本文基于对复合材料孔板主承力接触区的有限元强度分析结果,利用APDL参数化有限元分析技术,以孔板第一主应力S1和X方向上的变形UX的最大值作为目标函数,对孔形参数进行优化。设计出基于应力和变形最小的开口形状,并得出了孔形参数与应力、变形之间的相互关系。

基于0°层应力的含缺口层压板剩余强度研究

提出了一种基于不同铺层缺口边应力解析计算模型的含缺口层压板剩余强度研究方法。以含缺口层压板0°层缺口边平均应力与无缺口层压板纵向拉伸强度的比值为失效表征参数,对拉伸载荷作用下含缺口层压板剩余强度进行研究。全面分析了缺口边应力分布,计算获得了T300/1034-C层压板0°层的平均应力随缺口边距和缺口半径的变化趋势,比较了四种工程常用复合材料板0°层平均应力的变化趋势。不同铺层层合板开口后的剩余强度与现有试验结果比较,验证了建立的分析方法的可行性。

工资扭曲对中国企业出口产品质量的影响研究

本文在Hallak和Sivadasan模型的基础上,引入工资扭曲,讨论了工资扭曲对企业出口产品质量的影响,并刻画出"成本效应"和"能力效应"两大影响机制,在拓展模型中进一步在不完全信息的条件下,证明了高工资扭曲总会使得企业倾向于生产低质量的产品。基于2000~2006年的工业企业数据和海关数据,本文证实了工资扭曲对中国企业出口产品质量的影响整体上表现为负向抑制作用。同时,"成本效应"和"能力效应"分别表现为高成本强度企业和高能力企业的出口产品质量所受到的工资扭曲的负面影响相对较低。进一步的拓展性研究还表明,工资扭曲对企业出口产品质量的抑制主要表现在产品质量高的企业和外资企业。这些实证研究结论意味着对工资扭曲的纠正不仅会激励企业提升出口产品质量,而且对中国出口竞争新优势的培育以及外贸的转型升级均有重要的积极影响。