基于波数谱法的潜艇模型声辐射特性分析

潜艇的声辐射模态为潜艇的噪声控制提供重要的依据,由于潜艇是非标准圆柱壳,基于圆柱壳的波数谱分析难以应用于不具备标准圆柱外形特征的实际潜艇结构,本文在潜艇模型外建立虚拟的圆柱面称作分析圆柱面,根据能量守恒定理,将潜艇声辐射问题转化为分析圆柱面上的声辐射问题,利用波数谱方法分析圆柱面的声辐射模式,从而给出潜艇结构的声辐射特性.     

基于波数谱法的潜艇模型声辐射特性分析

潜艇的声辐射模态为潜艇的噪声控制提供重要的依据,由于潜艇是非标准圆柱壳,基于圆柱壳的波数谱分析难以应用于不具备标准圆柱外形特征的实际潜艇结构,本文在潜艇模型外建立虚拟的圆柱面称作分析圆柱面,根据能量守恒定理,将潜艇声辐射问题转化为分析圆柱面上的声辐射问题,利用波数谱方法分析圆柱面的声辐射模式,从而给出潜艇结构的声辐射特性。     

复合材料圆柱壳的稳定性及其优化设计

本文分别利用一阶剪切理论和Reddy高阶剪切理论计算了考虑横向剪切变形影响的复合材料层会圆柱壳的线性失稳载荷和几何非线性失稳载荷。分析了壳体的几何参数、铺层数、铺层角、半径厚度比值对失稳临界行值的影响。铺层的优化设计中利用随机试验法与可变容差法相结合，计算了寻求临界行值最大的铺层角最优问题，并利用约束非线性混合离散变量优化程序对铺层角为离散值的情况进行了优化。碳纤维环氧树脂圆柱壳模型试验表明本文计算结果是可靠的。     

铁路车辆承载鞍鞍面内弧半径测量系统的研究

阐述了用线激光三角法进行铁路车辆承载鞍内弧半径测量的方法,提出了一种可行的标定方案,通过计算得到测量系统的参数初值,并由此确定标定点的选取,通过三坐标机的探针在平台上移动来获取标定点的坐标,得到二维标定表,利用插值获得承载鞍内弧曲面的坐标,由此拟合出内弧轮廓的方程并来求得承载鞍的半径.     

复合材料圆柱壳的稳定性及其优化设计

本文利用一阶剪切理论和Reddy高阶剪切理论计算了考虑横向剪切变形影响的复合材料层合圆柱壳的线性失稳载荷和几何非线性失稳载荷。分析了壳体的几何参数、铺层数、铺层角、半径厚度比值对失稳临界荷值的影响。在铺层的优化设计中利用随机试验法与可变容差法相结合,探讨了寻求临界荷值最大的铺层角最优化问题,并利用约束非线性混合离散变量优化程度对铺层角为离散值的问题进行了优化。碳纤维环氧树脂圆柱壳模型试验表明本文计算结果是可靠的。     

一种基于LabVIEW的摄像机非线性畸变标定方法

摄像机标定是机器视觉系统成功应用到自动化生产领域的关键环节,也是船舶焊接自动化工程中的关键技术。提出了一种基于LabVIEW的摄像机非线性畸变标定方法,该方法在Tsai两步法和Brown模型的基础上,考虑了工业相机的实际要求,优化了畸变参数并简化了畸变模型。采用德国Basler工业相机及其配套镜头,使相机工作距离为100mm,通过LabVIEW平台和圆点标定板,分别对三种方法的标定精度和校正效果进行实验分析,实验测得数据与理论数据对比结果表明畸变误差的平均值为0.0003 mm,畸变为0.0147%,可以满足基本的工业检测精度要求,同时能将标定结果保存为独立文件,以便快速地标定。较传统方法在精度和灵活性方面有所改进。     

基于RBF-ANN GA的水下空化水射流喷嘴结构优化

为使空化水射流的性能满足船舶水下清洁的需求,对喷嘴结构进行优化,提出一种基于径向基函数（RBF）、人工神经网络（ANN）和遗传算法（GA）的水下空化水射流喷嘴结构优化方法。通过数值模拟计算设计参数（如入口段长度、收缩段长度、圆柱段长度、扩散段长度、入口半径、圆柱段半径、收缩角和扩散角等）与空化性能参数轴线最大蒸汽体积分数的关系,通过RBF-ANN对该关系进行预测,解决采用GA进行结构优化时个体适应度难以计算的问题。将该方法与传统的方法进行对比,结果表明,该方法能快速且稳定地计算个体的适应度,相比传统方法能更有效地提升喷嘴的空化性能。     

弧焊机器人线激光传感器焊缝识别研究

基于模块化的思想,搭建了焊接机器人系统的硬件平台,介绍了基于激光视觉的焊接机器人软硬件组成和其工作原理.根据三角测距原理,推导出激光的矩阵转化关系,将二维的像素点映射到三维相机坐标.采用二维标定法,利用matlab软件对相机完成标定.针对相机获取图像的ROI区域,使用ADAP及VISUS对该区域进行处理,最终使得图像处理过的特征点与实际焊缝根部之间的误差降至0.2 mm以下,实时跟踪误差范围由2.7 mm降至0.39 mm.试板焊接结果表明,该传感器具有良好的可行性和有效性.     

基于图像传感器的液位测量方法研究

文章利用激光笔与摄像头构建了一种非接触式液位测量装置。依据液面上的入射光斑中心与液面高度之间的函数关系，利用最小二乘法标定液位测量装置的参数，完成液位测量。由于液面的晃动具有周期性，文章通过自相关算法来判断晃动液面的振荡周期，对液面高度构成的振荡曲线进行最小方差拟合，一个周期内拟合函数上下积分值相等的点为液面高度。此算法实现了准确的实时地连续监测液位，可应用在工业液位测量等场合。     

修正内聚区长度计算公式在冰I型裂纹扩展中的应用

在使用环向裂纹法计算冰载荷时,裂纹的尺寸都是采用经验公式的方法进行估算,在选择经验参数时往往存在很多不确定性,为此提出一种基于YOLACT的环向裂纹参数计算方法,以准确获取海冰裂纹尺寸。

通过YOLACT网络识别随船拍摄图像中的冰块,然后对检测到的掩膜进行边缘检测,得到冰块裂纹形状,对裂纹进行圆弧拟合获取破冰半径和破冰角。

计算结果表明,半径的识别准确率达96.12%,破冰角的识别准确率达96.58%。

该方法可在基于环向裂纹法计算冰载荷时,为环向裂纹法提供裂纹尺寸的精确输入,有助于极地船舶和寒冷地区海洋结构物的初始设计。

     

潜艇环肋圆柱壳纵向失稳波数的讨论

本文讨论了潜艇环肋圆柱壳总体稳定性纵向失稳半波数m的问题，m取不同值，将直接影响圆柱壳临界压力值。在潜艇结构几何相关参数设计范围内，计算分析证明，总体失稳纵向半波数存在着。m≠1，此时，如还用m＝1计算，潜艇环肋圆柱壳总体临界压力值误差最大达89．3％，是一人应该重视的问题。     

AI自动装车技术在智慧港口的应用

利用自研AI检测算法对激光雷达点云的动态数据进行实时分析,结合散杂货码头操作系统(BTOS)实现散杂货码头散料装车自动化。散料装车自动化系统主要由激光雷达、PLC、料位计雷达、车牌识别相机和AI工作站等组成,能够通过准确识别车体平面、落料区域车前栏板、料位情况、装载设备状态等关键信息,自动识别不同车型,将数据传送到PLC后控制料口的开关,实现散料装车自动化。通过AI自动装车技术在散料装车自动化上的应用,能够提高码头散料装车的准确性和作业效率。     

基于三维激光扫描的动态沙方量测量及点云修正

针对水路运输中传统沙方量测量方法精度差、耗时多的问题,提出基于三维激光扫描技术的动态沙方量测量方法。采用静态标定实验得到三维激光扫描系统在沙方测量试验中相对误差为2.46%,满足现场测量要求,然而在动态测量实验中由于扰动误差的存在,使得测量误差超过允许范围,因此需对点云进行修正,降低扰动误差的影响。选取曲面拟合法对静态测量所得点云进行分析,实验数据与拟合数据吻合度为99.8%,从而验证了曲面拟合在修正点云中的适用性。动态扫面点云修正结果显示,动态测量相对误差由修正前的5.37%减小至2.97%,处于现场允许误差3%以内,从而进一步验证了三维激光扫描技术用于沙方量的动态测量的可行性。该方法充分发挥了三维激光扫描技术高精度、高效率和高速等特点,不仅在行船过程中可快速获取沙方量,同时可获取扫描对象三维空间内的详细信息进行数字化建档。     

轴对称壳体结构声散射高效计算方法

本文基于轴对称结构在非轴对称激励情况下的变分理论,在有限元仿真软件中构建了旋转柱壳结构的二维声散射特性分析模型,将三维空间问题转变为二维平面问题,提高了计算效率。首先计算带帽圆柱壳的声散射并与文献中三维模型计算结果进行对比,结果拟合较好,说明本文二维轴对称有限元法的准确性与适用性;随后基于本方法研究水下周期加筋圆柱壳声散射特性(包括单壳体与双壳体两种形式),并通过与三维模型进行计算效率的对比分析,阐明该方法的高效性。     

基于波传播法的水下圆柱壳临界载荷-频率特性分析

基于振动的水下圆柱壳临界载荷的预报具有结构无损的优势。针对基于振动的数值仿真及振动试验预测方法存在的不足之处,提出了基于波传播法的水下圆柱壳失稳载荷的理论求解方法。建立了计及静水压力影响的水下圆柱壳固-液耦合振动方程,基于波传播方法获得耦合系统的频率方程。运用Muller三点迭代法求出水下圆柱壳的固有频率,通过线性拟合的方法求出水下圆柱壳临界载荷的弹性理论解,修正后可得到便于工程应用的临界载荷。结果对比表明了该方法的准确性,且具有方法简便、计算量小和易于参数优化的优点。     

最大风速半径对台风浪计算效果的比较研究

依据联合台风警报中心(JTWC)发布的2001~2015年西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,分析给出西北太平洋热带气旋最大风速半径之于地理纬度和中心低压的参数化公式。采用5种最大风速半径公式计算最大风速半径,并基于Myers气压场模型和第三代海浪模型SWAN,对发生于东中国海的5场台风浪个例过程进行数值模拟研究,将模拟结果与实测资料进行对比分析。结果表明:台风浪大浪区持续时间和分布的范围与最大风速半径正相关;采用文章拟合公式的台风浪数值模拟结果较实测值的线性回归斜率、平均偏差和最大值偏差均较小,文章拟合公式关于个例台风浪的计算效果较好。     

基于机器视觉的船体双曲度板测量方法

如今船厂使用的船体双曲度板测量方法大多是传统的样板、样箱测量,这类方法对工人的技术水平要求较高,而且对于自动化加工的发展有不利影响,为了配合三维数控弯板机的自动化成形加工,本文实现了以双目视觉测量为基础的非接触式测量。在基于机器视觉的船体外板测量系统中,首先使用张正友标定法对摄像机进行标定,得到摄像机的内外参数,之后采用极线约束的方式完成了图像的立体匹配工作,根据标定和匹配结果,使用最小二乘法计算得到目标点的三维坐标。最后对数据进行分析,将测量结果与理论数值进行对比。基于机器视觉的船体外板测量系统操作简单,测量误差在允许范围内。     

减压条件下深水圆柱附近气泡的运动特性

为深入探究气泡与附近潜艇的相互作用规律,采用电火花气泡发生装置与高速摄像分析系统,在减压环境中对近似潜艇的深水圆柱周围不同位置的气泡进行研究。并以气泡通过圆柱结构中心的铅垂线为界的分类情况讨论深水圆柱周围气泡的动态变化。实验结果表明：圆柱结构附近的气泡的运动主要取决于气泡与圆柱结构间相对的攻角以及气泡质心到就近圆柱壁面的无量纲距离这两种因素的影响。在此基础上同时考虑减压环境中浮力的因素分析了浮力参数及攻角和爆距半径比对气泡第一周期运动时间和位移的影响,并总结圆柱下侧气泡不同爆距半径比下射流宽度的作用范围变化规律。研究结论为圆柱状的潜艇结构在水下受到攻击时的毁伤状态提供了参考。     

基于声学无限元法的加筋圆柱壳声振特性研究

以无限长圆柱壳体为研究对象,基于声学无限元法利用数值计算方法对其结构外声场进行分析,对加筋圆柱壳的振动和远场水下噪声特性进行研究,讨论外壳厚度、内壳厚度、托板厚度、型材尺寸等结构参数对壳体表面振动均方加速度级及远场辐射声压级的影响。结果表明:改变外壳厚度参数对其表面振动均方加速度级及远场辐射声压级影响最大。     

灰色系统理论在预应力联系梁桥施工监控中的应用

在桥梁监控工作中,常常是通过参数识别及现场试验测试来消除设计参数与实际情况的偏差造成的误差,以使理论计算结果更加接近于实际情况,本文采取灰色预测与自适应法(参数识别修正法)相结合的方案,对某大桥进行了施工控制。理论值与实测基本一致,除个别工况相差较大外,大部分测点的标高实测值和理论值是比较接近的,绝大部分测点的差值基本上在±10mm以内。