优化形状因子的超声兰姆波损伤概率成像

在超声兰姆波的损伤概率成像算法中,目前对于形状因子的选取是通过测试或根据先验知识得到的,这使得结果不够客观准确。文章提出了一种基于损伤概率点对形状因子优化的损伤概率成像方法。该方法先利用概率成像的原理估计缺陷范围,然后依据该点对部分路径上的形状因子进行重新计算,使得每条路径上的影响区域都尽可能包含缺陷,最后运用概率叠加实现缺陷定位。该方法用在兰姆波钢板缺陷的检测实验中,结果表明能够实现缺陷定位,定位误差在7mm以内,较常数形状因子的算法减小了定位误差。该方法在未有先验知识的前提下能对形状因子进行有效的优化,得到更好的损伤概率成像效果。

基于混合PSO算法和损伤概率均值的两阶段梁式结构损伤识别

受算法随机参数和测量噪声等因素的影响,基于群智能算法的结构损伤识别法容易出现单次识别误差大和多次识别波动大的问题。针对该问题,本文基于混合PSO算法和损伤概率均值提出一种两阶段梁式结构损伤识别方法。定义了包括单元容许损伤值αcr和临界概率pc的损伤有效原则,以计算损伤概率均值。第一阶段,对混合PSO算法的多次识别结果分批计算一阶段损伤概率均值,第二阶段,在此基础计算两阶段损伤概率均值。本文方法能够有效地提高高噪声水平影响下的结构损伤识别精度。简支梁和两跨连续梁的损伤工况试验研究表明,该算法能够有效地应用于不同结构和不同工况的结构损伤识别,在减少损伤误判的同时保证损伤单元的识别精度。

单脉冲激光对CCD探测器的硬损伤及损伤概率

在纳秒激光脉冲辐照下,随着CCD探测器损伤程度的加深,成像系统输出画面中先后出现点损伤、白线损伤以及完全失效等现象,且损伤阈值呈现出概率分布特性。实验激光波长为1064nm,首先采用n-on-1辐照模式,研究CCD探测器在不同损伤程度下的损伤现象,从器件工作原理的角度分析各种现象出现的机理。利用光学显微镜观察样品的损伤形貌,发现探测器的损伤部位从内部材料开始,逐渐发展到位于表面的微透镜结构。接下来,采用1-on-1辐照模式测量了点损伤和完全失效阶段的激光能量密度阈值,并以损伤概率的形式进行描述,得到实验样品的完全失效阈值在100 mJ/cm2左右。

无基准Lamb波时间反转损伤概率成像监测方法

根据损伤散射信息进行结构损伤特征参数提取与损伤监测,是Lamb波结构健康监测研究中的最为有效的方法之一,而目前常用的有基准差信号提取损伤散射信号技术在应用中存在实用性差的问题。采用Lamb波时间反转聚焦原理,结合损伤概率思想,提出了无基准损伤概率成像监测方法。利用信号时间反转处理对波源的自适应聚焦机理,消除Lamb波的频散效应;并根据单模式Lamb波响应信号的各波包在时反聚焦信号中的相对时刻,提取损伤散射信号的传播时间,以此计算出结构中各点出现的损伤概率,从而实现对损伤的成像、定位和监测。在金属铝板结构上的实验表明,该方法可在无需基准信号的情况下,较为清晰地分离出损伤散射信号和信息,得到结构各点的损伤概率图像,有助于结构健康监测的实用化。

熔石英表面损伤修复点的损伤概率

针对3个光斑尺寸的CO2激光辐照尺寸小于400μm损伤点后得到的修复点,从4个方面对损伤修复点经355nm激光辐照后的损伤概率分别进行研究。结果表明,根据修复光斑尺寸或损伤点尺寸分别讨论修复点的损伤概率,更能反映修复点的抗激光损伤能力。通过分别讨论可以看出,采用小光斑CO2激光辐照损伤点或者修复尺寸小于200μm的损伤点,修复成功率超过90%。同时,可以通过损伤修复点的激光损伤阈值都服从正态分布的规律来预测修复点的损伤概率。

管道受随机荷载作用的损伤概率方法初探

管道中原始存在的微裂缝经过长期施加的随机重复循环交通荷载作用后,内部发生损伤行为,随着损伤行为的不断累积,将最终使管道引起疲劳破坏.考虑实际情况,首先指出管道存在临界损伤应力值问题,并针对交通荷载作用与临界损伤应力值的随机分布特性,运用广义应力—强度分布干涉理论,建立了随机荷载作用下管道的损伤概率分析模型,最后对管道的随机损伤概率提出了简便的近似算法.

地空导弹装备战斗损伤概率的蒙特卡罗模拟

武器装备的战斗损伤概率是非常不易得到的,而实物实验的组织复杂,成本高昂,因此用蒙特卡罗模拟的方法来计算预计值就显得尤为必要了。用几何法建立了装备的战斗损伤概率模型,提出了利用蒙特卡罗法计算装备战斗损伤概率的方法,并通过计算机编程对模型进行了验证,获得了满意的结果,对装备战损研究具有一定的实际意义。

一类装备战斗损伤概率的近似计算模型

根据装备战场损伤评估与修复理论研究的特点和要求,以预制破片式战斗部的反辐射导弹(ARM)为假想威胁,利用解析方法,建立了近似计算ARM攻击条件下的制导站部件损伤概率的计算模型。该模型计算结果与仿真结果相当吻合。

随机耦合模型在复杂腔体内电子器件损伤概率研究中的应用

针对高功率微波脉冲参数对复杂腔体内器件损伤概率的影响,以TTL门电路为研究对象,利用随机耦合模型对高斯脉冲干扰下复杂腔体内电子器件的损伤概率进行了分析和预测,重点计算分析了高斯脉冲的脉冲上升沿、脉冲间隔、脉冲幅值及脉冲个数对复杂腔体内电子器件损伤概率的影响.计算结果表明,电子器件的损伤概率随脉冲上升沿、脉冲幅值、脉冲个数的增大而增大,随脉冲间隔的增大而减小.该方法的研究为大规模不规则电子系统中电子器件的电磁兼容、电磁效应评估、电磁防护及电磁加固等工作提供了新的指导.

水面舰艇战场损伤概率网格模型的分析研究

在对敌方火力和水面舰艇的网格布局进行分析和简化地基础上,对水面舰艇战场损伤概率进行了建模分析研究,建立了水面舰艇战场损伤概率的网格分析模型,并利用该模型分析了敌方火力威胁下,水面舰艇战场损伤概率与多种因素的关系,为指挥决策提供必要的损伤评估数据。

基于装备损伤概率的舰艇动力系统安全性分析

考虑舰艇损害管制过程中人员因素对系统的影响,运用马尔科夫链对人员操作引起的舰艇动力系统损伤概率进行修正,根据修正后的毁伤概率,建立概率危险性评估模型,引入危险度指标,对动力系统在遭受武器攻击情况下的危险度进行了计算,并依据计算结果对系统安全度进行评定。

熔石英亚表面杂质对激光损伤概率的影响

基于Mie理论和热传导方程,结合ICP-OES对熔石英亚表面杂质粒子的主要成分测量,建立了计算吸收性杂质粒子诱导熔石英光学元件表面损伤概率的模型。通过该模型理论研究了不同种类的杂质粒子诱导损伤所需的临界能量密度随粒子尺寸的变化,以及不同尺寸分布的杂质粒子诱导熔石英表面的损伤概率。通过损伤实验测试获得了不同光斑尺寸的355 nm激光辐照作用下熔石英表面的损伤概率,与理论计算结果进行对比,在相同粒子分布参数下,分析了三种杂质粒子对损伤概率的贡献(Cu>Al>CeO_2)。通过该模型能够分析光学基底或薄膜亚表面中不同潜在的杂质吸收性粒子对光学元件损伤概率的影响。

地空导弹装备战斗损伤概率模型研究

以预制破片式战斗部的反辐射导弹(ARM)为假想威胁,用概率论与数理统计、空间几何、战场模拟理论等对地空导弹装备的损伤概率模型进行了研究。提出了装备战斗损伤的确定方法,建立了装备的损伤概率模型以及装备战斗损伤概率的几何法模拟模型,并进行了仿真验证。所建模型对地空导弹装备战场损伤评估有一定的参考价值。

基于应力波的复合材料圆柱壳结构损伤概率成像研究

本文对复合材料圆柱壳结构健康监测进行了研究,采用应力波技术结合融合损伤概率成像算法,对损伤进行了监测和识别。首先通过在圆柱壳内壁设置压电传感器阵列,使用多通道阵列扫查系统依次在结构中激励和接收应力波信号;然后分别通过相关系数分析和盒维数分形分析方法处理信号,计算出不同传感器路径上的损伤指标;最后利用经过坐标变换以及图像融合方法改进的损伤概率成像算法,实现对复合材料圆柱壳结构中损伤的可视化识别。数值仿真和实验研究结果表明,应力波能够有效地监测和识别出复合材料圆柱壳结构中的损伤,所改进的融合概率成像算法能够提高损伤位置识别的精度。

复合材料层合板损伤的椭圆环定位损伤概率成像

因复合材料结构的各向异性特性导致导波沿各个方向的传播群波速并不相同,因此传统的采用单一波速的椭圆定位成像算法,对复合材料结构损伤的定位监测具有一定的监测误差。为了提高损伤的定位精度,提出了一种改进的椭圆环定位损伤概率成像算法。该方法首先获得导波在复合材料结构中的传播波速带宽,进一步得到各监测通道的损伤散射峰值时刻,最终基于椭圆环定位损伤概率成像算法,进行损伤的定位监测。通过对复合材料层合板的冲击损伤进行定位监测,将所提成像算法的监测结果与采用不同方向群波速的椭圆定位算法的监测结果进行了对比,对所提方法的有效性进行了验证。实验结果表明:相比于采用单一波速的椭圆定位成像算法,所提成像算法的损伤定位误差小于6.5%。

用Weibull理论研究脆性材料的损伤概率

本文从理论上推导出了脆性材料的累积损伤概率公式，建立起了用损伤概率理论及计算机图形技术相结合求解Ｗｅｉｂｕｌｌ参数的新方法，并详细研究了Ｗｅｉｂｕｌｌ参数之一的ｍ值，揭示出它是质量控制的关键参数，同时还研究了试件体积对损伤概率的影响．

不同约束下乘员在车辆正碰中损伤概率预测

为减小乘员在车辆碰撞事故中的损伤概率,进而为降低事故严重程度提供理论依据,以车辆碰撞前后速度变化ΔV为自变量,根据头部和胸部的损伤公式,分析全重叠正面碰撞过程中乘员在安全带和安全气囊组合的4种约束条件下的损伤,将损伤数据与事故损伤判定标准——简明创伤分级标准(AIS)关联,预测乘员损伤等级为AIS3+的概率,并结合具体实例进行说明。结果表明:随着车辆碰撞前后速度变化ΔV增加,乘员损伤等级AIS3+的概率增大; 4种约束条件下,当ΔV小于20 km/h,AIS3+概率均低于10%;当ΔV处于20～60 km/h时,安全带和安全气囊同时约束对乘员的保护效果最好,其对应的AIS3+概率最低;当ΔV超过60 km/h时,约束系统对乘员的保护作用有限,4种约束条件对应的AIS3+概率均超过85%。故在碰撞之前,驾驶员应通过降低ΔV以及确保乘员受到安全带和安全气囊的共同保护,来减小乘员损伤概率。

长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率实验分析预测

为了提高长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率预测能力,提出一种基于随机概率分布模型的长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率实验分析预测方法.对统计的长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率先验信息进行回归分析模型构建,采用描述性统计分析方法进行长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率的样本分析,在回归分析模型中对长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率样本序列进行关联特征分解,结合随机概率分布模型进行长期超负荷运动下人体特征部位损伤的自动预测,采用支持向量机预测模型进行长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率的特征信息聚类和稳健性检验处理,实现长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率预测模型优化.最后通过仿真实验进行测试,结果表明,采用该模型进行长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率预测的精度较高,收敛性较好,提高了对长期超负荷运动下人体特征部位损伤概率的预测和决策能力.

鱼类通过混流式水轮机转轮时受压强及剪切损伤的概率分析

鱼类在通过混流式水轮机流道时会遭遇最低压强及压强梯度引发的压强损伤以及剪切应力引发的剪切损伤。为了辨识混流式转轮中压强损伤和剪切损伤的主次关系,进而有针对性的开展混流式转轮的鱼类生态友好性能优化,该文基于计算流体动力学分析方法研究了不同水头条件下混流式转轮内超出压强以及剪切损伤阈值的体积分布规律,并获得了不同工况下混流式转轮内压强、压强梯度以及剪切应力引发鱼类受损的概率。结果表明:鱼类受压强及剪切损伤的概率与流量成正相关关系,对于该文分析的混流式转轮,鱼类受最低压强损伤的概率在最小水头的最大流量工况下达到最大值9.1%,剪切损伤及高压强梯度损伤的概率在额定工况下达到最大,分别为0.823%和8.31%。在相同工况下进行3种损伤概率的对比后发现,在大流量工况下,鱼类受最低压强和高压强梯度损伤的概率更大,在小流量工况下则是压强梯度损伤概率相对较高,所以综合分析结果可知最低压强和高压强梯度是开展亲鱼型混流式转轮优化时需要考虑的主要因素,而剪切应变率则是次要因素。

基于正则化与范数归一化的概率损伤识别方法

提出基于正则化与范数归一化的概率损伤识别方法(Regularization and Norm Normalization Based Probabilistic Damage Identification Method,RNbPDI),对不适定性和不确定性条件下的结构损伤识别误差进行量化。以结构损伤前后的模态信息差为目标函数,引入正则化方法,建立结构损伤参数求解的目标函数。考虑到不同模态参数对损伤参数的灵敏度数值范围的差异,将不同模态参数的灵敏度矩阵和残差矩阵分别进行范数归一化处理,以提高损伤识别问题求解的数值稳定性。利用概率方法来量化损伤识别结果的不确定性,给出损伤参数的识别结果的名义值和方差求解公式。通过数值算例分析不同损伤工况、不同传感器测点方案、不同的测试噪声水平对损伤识别结果的影响,通过数值算例和一个四层剪切框架实验表明该方法具有识别精度高、鲁棒性强的特点。