【摘 要】
:
铝合金加筋板结构作为航天器大型密封舱的主要组成结构,在轨运行时空间碎片撞击航天器舱壁会造成结构损伤,从而改变舱壁性能,影响航天器安全稳定运行,严重时可能导致关键部件失效甚至解体爆炸,会对航天员的生命安全造成巨大威胁。因此需要对航天器铝合金加筋板结构进行实时状态监测和损伤识别,及时掌握撞击发生位置和损伤程度,针对不同损伤程度快速制定防护和维修措施,避免发生重大事故。为此,开展了航天器铝合金加筋板结构
论文部分内容阅读
铝合金加筋板结构作为航天器大型密封舱的主要组成结构,在轨运行时空间碎片撞击航天器舱壁会造成结构损伤,从而改变舱壁性能,影响航天器安全稳定运行,严重时可能导致关键部件失效甚至解体爆炸,会对航天员的生命安全造成巨大威胁。因此需要对航天器铝合金加筋板结构进行实时状态监测和损伤识别,及时掌握撞击发生位置和损伤程度,针对不同损伤程度快速制定防护和维修措施,避免发生重大事故。为此,开展了航天器铝合金加筋板结构冲击损伤识别方法研究,主要研究内容包括:(1)铝合金加筋板冲击损伤数值仿真研究。首先,针对高速撞击条件下铝合金加筋板冲击应力波传播规律和损伤程度问题,采用有限元仿真方法,构建了铝合金加筋板高速撞击数值仿真模型。然后,用不同撞击速度弹丸撞击靶板模拟成坑、穿孔损伤,研究分析损伤形成过程以及不同损伤程度下冲击应力波传播特性。最后,通过将数值仿真和高速撞击实验获取的冲击应力波进行相似度分析,验证数值仿真的有效性。(2)冲击应力波数据采集系统的构建。为获取铝合金加筋板的冲击损伤信号,设计了一套冲击应力波数据采集系统。首先,基于压电传感器组建传感网络,感知撞击事件,并将冲击应力波转换成电压信号。然后,基于压电传感器及冲击信号传播特点设计冲击损伤数据采集装置,该装置主要由前置放大、模数转换及数据传输三个模块组成,分别能够实现电压信号放大、模数转换及数据传输。最后,构建了冲击应力波数据采集系统。(3)基于卷积神经网络的冲击损伤识别技术研究。针对复杂结构下传统定位方法定位不准确以及大数据集下机器学习方法训练时间长、识别效果差等问题,提出了一种基于卷积神经网络铝合金加筋板冲击损伤识别方法。首先,根据铝合金加筋板结构划分区域并设计数据采集方案,采用实验和仿真相结合的方式获取无损、成坑、穿孔损伤冲击信号,构建冲击损伤数据集。其次,利用快速傅里叶变换处理数据,分别分析同一冲击位置不同损伤程度以及相同损伤程度不同冲击位置的幅频特性。再次,构建卷积神经网络模型,以冲击信号幅频特性为输入来训练模型,基于网格搜索算法优化模型参数。最后,与传统方法和机器学习方法相比,分析不同方法冲击定位和损伤程度识别效果。(4)铝合金加筋板冲击损伤识别系统软件设计。基于冲击应力波数据采集系统及冲击损伤识别方法,编写冲击应力波数据采集程序和结构冲击损伤识别系统软件程序,实现冲击损伤信号的采集和处理、样本数据管理及冲击损伤识别等功能,并开展系统软件功能测试验证,实现铝合金加筋板冲击位置和损伤程度的智能识别。本文从实际工程应用需求出发,以铝合金加筋板为研究对象,提出了基于卷积神经网络的冲击损伤识别方法,设计了铝合金加筋板冲击损伤识别系统,实现了复杂结构冲击损伤智能识别,提高了冲击定位和损伤程度识别的准确率,对载人航天器在轨安全稳定运行具有重要工程应用价值。
其他文献
机器人技术是自动化学科发展中的一个代表领域,对促进新兴产业发展具有重大意义,其中室内移动机器人的发展方兴未艾,应用范围非常广泛,在工厂作业、酒店服务、医养保健等领域都有极大的应用需求。由于移动机器人的工作环境大多是在相对密闭的室内空间,建图与导航是实现其自主移动的两大核心技术。目前流行的移动机器人室内建图与导航的解决方案主要有以下几个问题:(1)对于楼道等结构化环境的应用效果较差(比如常用的自适应
在上世纪八十年代,有证据表明一些物种有着几乎相同基因集合,但是它们的基因排列顺序却不相同。生物学家们认为这些相同的基因很可能来自共同的祖先,但在进化过程中发生了基因重排的现象。从此之后,越来越多计算生物学领域的学者开始研究如何利用重排操作对基因序列进行排序,因为这将有助于重建进化事件发生的过程。1992年,David Sankoff正式定义了基本的基因组重排操作,包括翻转、易位、块移动等。其中,通
气管插管术作为一种有效的人工通气手段,在患者抢救与全麻手术中发挥着举足轻重的作用。但当前临床上均由医师手动完成插管操作,面临着插管成功率低、易引起术后并发症、医患交叉感染风险高、麻醉医师短缺等问题,因此亟需研发一种能代替人工完成高质量气管插管操作的机器人系统。在机器人介入呼吸道的过程中,其末端位置乃至整体姿态的实时感知对机器人的精确安全控制至关重要,而监测插管机器人的实时形状是在狭窄呼吸道中获取其
心血管疾病对人类的生命健康构成严重威胁。临床上常以心电图检查作为诊断心血管疾病的一种非侵入性工具,它可从体表记录心肌细胞的电活动过程,医生对患者的心电图进行分析来诊断各种类型的心脏疾病。但对心电图进行人工分析不仅费时费力,还需要具备强硬的专业知识,特别是由于可穿戴设备的推广而产生的大量心电图更加剧了这一困境。目前心电信号自动分析已成为心血管疾病检测的重要手段,而心电信号的特征点检测作为心电信号自动
烟草病毒病是限制我国烟草产业发展的重要因素。交叉保护作为防治植物病毒病比较有效的手段,目前已成功应用于柑橘衰退病(CTV)、小西葫芦黄化花叶病(ZYMV)、番木瓜环斑型花叶病(PRSV)等多种病毒病的防治。本研究基于三分体病毒黄瓜花叶病毒(CMV)RNA2的弱毒突变体,插入异源病毒的片段,筛选出稳定的双联弱毒突变体,并验证其对靶标病毒的交叉保护效果。在CMVFnyRNA2的2b蛋白提前终止突变体p
经济补偿金制度和赔偿金制度作为劳动法领域中的两项重要制度,在劳动者合法权益的保护、和谐用工关系的构建上都发挥着重要作用。用人单位在解除或终止与劳动者的劳动合同之后,既可能产生支付经济补偿金的法律责任,也可能要承担赔偿金的给付义务,二者在计算标准和制度设计等方面存在诸多不同。只有对经济补偿金和赔偿金的适用前提和计算标准予以明确,才能准确界定用人单位解除或终止劳动合同行为的性质以及对应的责任大小,从而
作为自动驾驶和智能交通系统的核心技术,车联网将实现车、人、交通基础设施以及网络平台等全方位连接和高效准确的信息通信,是解决交通拥堵、交通事故以及环境污染等全球性问题的重要手段之一,已成为当今学术界和产业界的研究热点。道路安全和自动驾驶等车联网应用提出了低时延、高可靠、高移动性等新的移动通信需求与挑战。然而,考虑到复杂时变的车联网环境,目前的用户关联与资源分配算法在缺乏瞬时信道状态信息(CSI)条件
近年来,我国的隧道工程建设快速发展,隧道运营里程不断增加。由于隧道受地质条件、气候环境及长期运营扰动等影响,衬砌表面极易产生裂缝、剥落、渗漏水等病害,导致隧道结构稳定性降低,严重威胁运营安全。上述病害通常在隧道衬砌结构表面均有所反应,隧道表观病害的检测已成为保障隧道运营安全的重要环节。传统的人工巡检和图像处理方法存在检测效率低、识别准确率低、主观性强等缺点,难以满足隧道表观病害高效准确识别的需求。
彩色视频可以为观看者呈现色彩丰富的动态视觉效果,因而受到广泛欢迎,早已成为网络媒体的核心数据。由于早期成像技术的限制,人们只能采集到黑白视频。如何将一些有历史价值的黑白视频用彩色视频的方式呈现给用户,提高用户的观感体验,极具挑战。着色(Colorization)作为计算机视觉领域的一项重要研究内容,其目的是让失去颜色的图像或者视频恢复色彩。传统的着色方法大都需要人工对着色区域进行标注,着色质量受到
机械臂作为模拟人类上肢灵活运动的机器人,广泛应用于工业智能制造、医疗、军事、航天等领域。随着机械臂应用范围的逐步扩大,诸如装配、打磨、自动系泊等需与环境交互的工作场景越来越多,亟需一种算法更好地处理末端接触时力与位置的动态关系,使刚性的机械臂拥有柔顺性,柔顺控制应运而生。针对由被控对象模型误差、外界干扰、交互环境力学特性不均等所引起的控制精度问题,本论文从正逆运动学建模与标定、动力学建模与关节摩擦