基于碳纳米线传感器的三维六向编织复合材料内部损伤定位 被引量：5

1

作者 万振凯 张志钢 +2 位作者 贾敏瑞 包玮琛 董卿霞 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期68-74,共7页

为研究三维编织复合材料的实时结构健康状态监控,针对三维六向编织复合材料编织结构,采用三维四步六向编织方法将碳纳米线传感器以轴向纱和六向纱形式嵌入复合材料中,提出了一种构建智能三维复合材料的方法,建立了基于碳纳米线的三维编... 为研究三维编织复合材料的实时结构健康状态监控,针对三维六向编织复合材料编织结构,采用三维四步六向编织方法将碳纳米线传感器以轴向纱和六向纱形式嵌入复合材料中,提出了一种构建智能三维复合材料的方法,建立了基于碳纳米线的三维编织复合材料试件内部损伤监测系统。基于碳纳米线测量的电阻值矩阵,采用四分矩阵奇异值分解方法分析信号矩阵的主要特征,计算试件内部的损伤准确位置。实验采用5种不同类型损伤试件进行分析,结果表明,该方法计算的试件内部损伤位置与实际损伤一致,测量的损伤位置坐标误差小于1。该研究可为智能三维编织复合材料的健康监测发展提供理论基础。 展开更多

关键词 三维六向编织复合材料 碳纳米线传感器 内部缺陷 无损检测 奇异值分解

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基于碳纳米管的三维编织复合材料健康监测技术 被引量：5

2

作者 李静东 李嘉禄 万振凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期109-113,共5页

分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,结合三维编织复合材料编织工艺,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测方面的应用方法。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监测是可行的。碳纳米管传感器在三维... 分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,结合三维编织复合材料编织工艺,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测方面的应用方法。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监测是可行的。碳纳米管传感器在三维编织复合材料试件结构健康监测中具有优异的应变传感特性,且嵌入的碳纳米管传感器对复合材料的力学性能影响不大。这为内置碳纳米管传感器应用于复合材料制件的健康检测提供了一种新的综合和分布式技术,为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 碳纳米管传感器 结构健康监测 编织角

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石墨烯量子点在超级电容器导电剂中的应用 被引量：3

3

作者 时志强 牛永芳 +2 位作者 段建 王静 张进 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期49-54,88,共7页

为研究石墨烯在超级电容器中的导电效果,将石墨烯量子点(GQDs)代替商品化导电炭黑(CB)用作新型纳米尺寸(~10 nm)的导电剂,分别采用直接液相复合和热还原复合方式制备具有良好导电网络的AC-G和AC-HG系列电极,并考察两种复合方式对活性炭... 为研究石墨烯在超级电容器中的导电效果,将石墨烯量子点(GQDs)代替商品化导电炭黑(CB)用作新型纳米尺寸(~10 nm)的导电剂,分别采用直接液相复合和热还原复合方式制备具有良好导电网络的AC-G和AC-HG系列电极,并考察两种复合方式对活性炭电极结构特性与双电层电容性能的影响.结果表明:添加1%GQDs的AC电极呈现出优异的比电容和倍率性能,当电流密度从0.1 A/g增加到10 A/g,其比电容由110 F/g降到85 F/g,明显优于添加10%CB的AC电极(100 F/g降为65 F/g);热处理过程大幅去除了GQDs所带含氧官能团,AC-HG电极的电子电导率提高而离子电导率降低,因此其倍率性能略有下降,但循环稳定性大幅提高. 展开更多

关键词 石墨烯量子点 导电添加剂 超级电容器 含氧官能团

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光纤布拉格光栅在复合材料连续状态健康监测中的应用 被引量：4

4

作者 万振凯 李嘉禄 李怡 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期57-61,共5页

为实现三维编织复合材料状态健康连续监测,根据三维编织复合材料的编织工艺,将光纤布拉格光栅(FBG)传感器嵌入到复合材料制件中,分析拉伸承载下的制件内部应变与FBG传感器信号变化的关系。实验结果表明,FBG传感器信号与制件应变具有较... 为实现三维编织复合材料状态健康连续监测,根据三维编织复合材料的编织工艺,将光纤布拉格光栅(FBG)传感器嵌入到复合材料制件中,分析拉伸承载下的制件内部应变与FBG传感器信号变化的关系。实验结果表明,FBG传感器信号与制件应变具有较好的线性关系,复合材料的表面编织角对FBG的信号具有一定影响,嵌入FBG传感器对复合材料的力学性能影响不大。所得结论可为研究航天运行环境下材料结构的健康评估算法和航天用三维编织复合材料状态健康监测提供理论参考。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 编织方法 光纤布拉格传感器 拉伸应变

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三维编织复合材料健康监测数据异常诊断研究 被引量：6

5

作者 万振凯 贡丽英 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第20期74-77,89,共5页

分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测的应用方法。基于滑动窗口,提出了一种数据流异常检测的算法,对数据进行分析和损伤状态判定。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料... 分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测的应用方法。基于滑动窗口,提出了一种数据流异常检测的算法,对数据进行分析和损伤状态判定。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监控是可行的。该算法计算结果与实际损伤具有很好的吻合性。为内置碳纳米管传感器应用于复合材料制件的实时健康监测提供一种新的综合和分布式技术。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 碳纳米线传感器 结构健康监测 滑动窗口 数据异常诊断

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基于损伤指数的三维编织复合材料结构损伤评估 被引量：3

6

作者 万振凯 贡丽英 万莉 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期69-74,共6页

以嵌入三维编织复合材料的碳纳米线作为拉伸传感器构建智能复合材料,利用主成分分析(PCA)以及T2和Q统计方法,对三维编织智能复合材料结构损伤进行研究。采用主成分方法对三维编织智能复合材料制件的损伤信息进行处理,以无损伤试件作为... 以嵌入三维编织复合材料的碳纳米线作为拉伸传感器构建智能复合材料,利用主成分分析(PCA)以及T2和Q统计方法,对三维编织智能复合材料结构损伤进行研究。采用主成分方法对三维编织智能复合材料制件的损伤信息进行处理,以无损伤试件作为基准值建立PCA模型,提出了智能复合材料损伤估计步骤。结果表明:用损伤指数(T2和Q)与基准值的偏差可描述试件结构损伤程度,有损试件的损伤指数远远大于无损试件的基准值,T2损伤指数值可以很好地反映试件较大的损伤,Q损伤指数值较详细地反映了试件的损伤细节;本文方法的计算结果与实际损伤具有很好的吻合性。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 智能复合材料 主成分分析 碳纳米线 传感器 损伤指数

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利用激光扫描点云的碳纤维织物表面三维模型重建 被引量：8

7

作者 程杰 陈利 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期54-59,69,共7页

织物表面的自动化分析与测量是纺织企业需要解决的重要问题。针对该问题,利用三维激光扫描系统,运用调整照明、分析织物组织循环图和控制扫描范围的方法采集到高质量、密集的碳纤维织物表面原始点云。对原始点云实施了分类预处理。通过... 织物表面的自动化分析与测量是纺织企业需要解决的重要问题。针对该问题,利用三维激光扫描系统,运用调整照明、分析织物组织循环图和控制扫描范围的方法采集到高质量、密集的碳纤维织物表面原始点云。对原始点云实施了分类预处理。通过向预处理后的点集中加入点云约束条件和梯度约束条件构建了尺度独立的屏蔽约束条件,重建出较为理想的碳纤维织物表面三维模型。结果表明,利用重建模型测量纱线宽度的平均测量误差为0.12 mm。 展开更多

关键词 碳纤维织物 三维激光扫描 滤波降噪 三维重建

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三维编织复合材料弯曲承载下嵌入碳纳米线的特性分析 被引量：4

8

作者 万莉 郭建民 马永军 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期57-63,共7页

为实现三维编织复合材料实时承载监测,基于碳纳米线嵌入三维编织复合材料预制件的方法,研究了嵌入碳纳米线三维编织复合材料制件在三点弯曲试验中碳纳米线的应变特性。结果表明:在三点弯曲过程中,制件加载至断裂碳纳米线的电阻变化具有... 为实现三维编织复合材料实时承载监测,基于碳纳米线嵌入三维编织复合材料预制件的方法,研究了嵌入碳纳米线三维编织复合材料制件在三点弯曲试验中碳纳米线的应变特性。结果表明:在三点弯曲过程中,制件加载至断裂碳纳米线的电阻变化具有单调一致性,碳纳米线电阻变化符合一定指数函数关系;在大负荷加载后碳纳米线产生电阻滞后现象;制件卸载后,碳纳米线传感器产生残余电阻。研究结果证明:碳纳米线传感器在弯曲承载下能够实时监测三维编织复合材料结构健康状况,为三维编织复合材料结构健康监测系统的构建提供了参考。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 三点弯曲测试 碳纳米线传感器 指数函数 残余电阻

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基于磁通图像的平板三维编织复合材料试件内部缺陷检测 被引量：3

9

作者 万振凯 贾敏瑞 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期49-55,共7页

基于量子扰动超导探测传感器超高的磁场灵敏度,将量子扰动超导探测无损检测技术应用于三维编织复合材料平板试件内部缺陷的无损检测。构建了适用于量子扰动超导探测检测需要的薄板中圆形缺陷涡流分布的理论模型。提出了量子扰动超导探... 基于量子扰动超导探测传感器超高的磁场灵敏度,将量子扰动超导探测无损检测技术应用于三维编织复合材料平板试件内部缺陷的无损检测。构建了适用于量子扰动超导探测检测需要的薄板中圆形缺陷涡流分布的理论模型。提出了量子扰动超导探测检测平板三维编织复合材料试件内部缺陷的磁通变化成像算法,利用OPENCV软件对磁通图像进行处理,准确判定三维编织复合材料平板试件内部缺陷情况。试验结果表明:该方法准确描述了被检测试件缺陷的位置和尺寸;量子扰动超导探测磁通成像具备良好的检测和定位的能力;相对于超声波等传统检测技术,量子扰动超导探测技术是一种更为先进的三维编织复合材料无损检测技术。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 超导量子干涉仪 缺陷 无损检测 磁通成像

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电解质离子尺寸对超级电容器电化学性能的影响 被引量：3

10

作者 武长城 吴宝军 +1 位作者 段建 时志强 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期39-44,共6页

为了研究电解质离子尺寸对超级电容器电解液电化学性能的影响,自制了阳离子不同的2种电解质N,N-二甲基吡咯烷四氟硼酸盐(P_(11)-BF_4)和N-乙基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸盐(P_(12)-BF_4),并分别配制成以碳酸丙烯酯(PC)为溶剂、浓度为1 mol/... 为了研究电解质离子尺寸对超级电容器电解液电化学性能的影响,自制了阳离子不同的2种电解质N,N-二甲基吡咯烷四氟硼酸盐(P_(11)-BF_4)和N-乙基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸盐(P_(12)-BF_4),并分别配制成以碳酸丙烯酯(PC)为溶剂、浓度为1 mol/L的电解液;通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗谱研究了电解质离子尺寸对活性炭基超级电容器电化学性能的影响。结果表明:电解质离子尺寸和阳离子对称性共同影响着超级电容器的放电比电容,电解质离子尺寸越小,电解液的耐电压特性越好,超级电容器的工作电压越高;电解质离子尺寸的大小和阳离子的对称性共同影响着超级电容器的电化学性能。 展开更多

关键词 电解质离子 超级电容器 电解液 离子尺寸 电化学性能

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碳纳米线在三维编织复合材料健康监测中的应用 被引量：3

11

作者 贾敏瑞 万振凯 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2012年第3期11-14,共4页

对三维编织复合材料健康监测技术的现状进行分析,提出采用四步法三维编织技术将碳纳米线与复合材料共同编织形成智能复合材料;对复合材料预制件进行拉伸承载实验,实验数据表明预制件的编织角和碳纳米线织入间距是影响健康监测的重要因素... 对三维编织复合材料健康监测技术的现状进行分析,提出采用四步法三维编织技术将碳纳米线与复合材料共同编织形成智能复合材料;对复合材料预制件进行拉伸承载实验,实验数据表明预制件的编织角和碳纳米线织入间距是影响健康监测的重要因素.实验结果说明了碳纳米线传感器作为一种新的综合和分布式技术应用于复合材料制件的健康检测的可行性. 展开更多

关键词 三维编织复合材料 碳纳米线传感器 结构健康监测 编织角

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三维编织复合材料健康监测系统连续数据的实时分析和处理方法

12

作者 万振凯 罗先武 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期53-58,共6页

基于从三维编织复合材料健康监测系统,建立了一套基于数据流的滑动窗口技术的模型,处理分析三维编织复合材料健康监测系统的连续数据.该模型能够及时地处理和判断传感器实时采集到的数据,并能对异常数据进行保存和分析,进而做出相应的提... 基于从三维编织复合材料健康监测系统,建立了一套基于数据流的滑动窗口技术的模型,处理分析三维编织复合材料健康监测系统的连续数据.该模型能够及时地处理和判断传感器实时采集到的数据,并能对异常数据进行保存和分析,进而做出相应的提示.实验结果表明该模型的计算结果与实际数据具有很好的吻合性.该模型大大减少了三维编织复合材料健康监测系统数据处理的难度,同时也很大程度上提高了数据处理的效率. 展开更多

关键词 三维编织复合材料 结构健康监测 连续数据 实时分析 数据流 滑动窗口 数据处理

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基于视觉注意机制的图像分类方法 被引量：1

13

作者 韩抒真 郭建民 +1 位作者 郭迎春 柳青 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期47-51,共5页

针对Itti视觉模型在模拟人类视觉的过程中没有考虑到人眼视觉系统对外界事物边缘和轮廓的注意敏感性的问题,提出一种改进的基于视觉注意机制的图像分类方法,即基于Itti模型,同时引入图像的边缘特征对图像进行分类.经实验验证,与传统的I... 针对Itti视觉模型在模拟人类视觉的过程中没有考虑到人眼视觉系统对外界事物边缘和轮廓的注意敏感性的问题,提出一种改进的基于视觉注意机制的图像分类方法,即基于Itti模型,同时引入图像的边缘特征对图像进行分类.经实验验证,与传统的Itti模型相比,该方法具有更高的分类准确率,分类准确率达到97%以上. 展开更多

关键词 视觉注意 图像分类 Itti视觉模型 边缘特征

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基于GD-FNN的四旋翼无人机姿态控制系统设计 被引量：6

14

作者 潘捷 牛萍娟 +2 位作者 张伟龙 韩抒真 毛润 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第6期123-126,136,共5页

针对6自由度非线性欠驱动的四旋翼无人机飞行姿态易受外部干扰、超调较大、响应较慢等问题,文章基于广义动态模糊神经网络(GD-FNN)设计了一种四旋翼无人机姿态控制系统,并基于Lyapunov函数对系统的稳定性做出了证明。该控制系统结合了GD... 针对6自由度非线性欠驱动的四旋翼无人机飞行姿态易受外部干扰、超调较大、响应较慢等问题,文章基于广义动态模糊神经网络(GD-FNN)设计了一种四旋翼无人机姿态控制系统,并基于Lyapunov函数对系统的稳定性做出了证明。该控制系统结合了GD-FNN的优点,使得系统可同步调整学习时的参数和结构且学习速度快,在高复杂性、不确定性以及存在外部扰动的情况下具备较强的鲁棒性和自适应性。实验结果表明,基于GD-FNN自适应控制系统较传统的PID控制器具有更优越的控制性能,当系统受到外部噪声干扰时,能够快速实现四旋翼无人机高精度和超调小的飞行姿态自适应控制。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 模糊神经网络 姿态控制 LYAPUNOV函数

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智能复合材料中碳纳米管纱线参数设计及其变化特征 被引量：5

15

作者 万振凯 李鹏 +2 位作者 贾敏瑞 包玮琛 裘旭光 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期58-63,共6页

为将碳纳米管纱线传感器嵌入复合材料中,利用三维编织技术构建了智能三维编织复合材料。针对三维六向编织复合材料编织结构,构建了编织机携纱器运动数学模型;提出了智能复合材料嵌入碳纳米管纱线的数量、长度的计算方法;分析了碳纳米管... 为将碳纳米管纱线传感器嵌入复合材料中,利用三维编织技术构建了智能三维编织复合材料。针对三维六向编织复合材料编织结构,构建了编织机携纱器运动数学模型;提出了智能复合材料嵌入碳纳米管纱线的数量、长度的计算方法;分析了碳纳米管纱线在承载下的电阻变化特征。实验证明:通过Bezier曲线计算的碳纳米管纱线长度值与实际长度的误差小于1%;当拉伸应变超过2%时,嵌入的碳纳米管纱线的应力与应变开始出现非线性;试件的加载-卸载对碳纳米管纱线的电阻变化具有一定影响,试件承受大负荷卸载后,碳纳米管纱线会产生剩余电阻。 展开更多

关键词 智能三维复合材料 碳纳米管纱线 矩阵论 BEZIER曲线 传感器应变系数

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大尺寸三维编织复合材料结构损伤指数特征 被引量：3

16

作者 万振凯 李鹏 +2 位作者 贾敏瑞 贡丽英 张志钢 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期65-70,共6页

为实现大尺寸三维编织复合材料内部损伤实时监测,针对三维六向编织复合材料的编织特点,将布拉格光栅(FBG)传感器嵌入三维编织复合材料预制件中,提出了大尺寸智能复合材料的制作方法。研究了大尺寸复合材料内部FBG传感器的拉伸特性,基于... 为实现大尺寸三维编织复合材料内部损伤实时监测,针对三维六向编织复合材料的编织特点,将布拉格光栅(FBG)传感器嵌入三维编织复合材料预制件中,提出了大尺寸智能复合材料的制作方法。研究了大尺寸复合材料内部FBG传感器的拉伸特性,基于主成分分析方法提出了制件结构损伤检测算法,分析了相同损伤的4个制件的损伤指数表现特征。试验结果表明:FBG传感器能准确测量复合材料内部损伤变化;损伤指数可描述试件结构损伤程度。损伤指数T2和综合损伤指数Phi能迅速诊断制件内部损伤的存在性,对于制件的同一个损伤Phi指数计算值大于T2指数值,是其2倍以上,Phi指数可用于及时判断制件内部是否产生损伤,Q指数和I指数描述损伤的详细参数更加准确。 展开更多

关键词 三维六向编织复合材料 布拉格光栅 损伤定位 综合损伤指数 应变传感器

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无线传感器网络改进引力搜索算法的设计与实现 被引量：3

17

作者 万振凯 贾思禹 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期66-73,共8页

为了高效利用有限的无线传感器网络节点能量,延长网络的生命周期,提出了一种应用于无线传感器网络协议中的改进引力搜索算法(IMPGSA)来更新簇头节点的位置。该算法使用分数阶微积分对引力搜索算法(GSA)进行优化,使用多目标适应度函数对... 为了高效利用有限的无线传感器网络节点能量,延长网络的生命周期,提出了一种应用于无线传感器网络协议中的改进引力搜索算法(IMPGSA)来更新簇头节点的位置。该算法使用分数阶微积分对引力搜索算法(GSA)进行优化,使用多目标适应度函数对簇头节点更新后的位置进行评估,这些目标包括距离、延迟、链路生命周期和能量。仿真结果表明:本文提出的改进算法与人工蜂群算法(ABC)、引力搜索算法(GSA)和粒子群免疫协同算法(MPSICA)相比,网络生命周期分别提高了10.7%、22.4%和13.1%。可见,该算法通过在网络中不断进行迭代以更新簇头节点的位置,有效延长了网络节点的生命周期,进而有效延长了网络本身的生命周期。 展开更多

关键词 无线传感器网络 引力搜索算法 分数阶微积分 多目标适应度函数

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基于主成分分析的智能复合材料结构损伤类型识别

18

作者 万莉 贡丽英 贾敏瑞 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期53-58,共6页

针对三维编织复合材料制件结构状态监控的关键问题,提出了基于三维六向编织工艺将碳纳米管纱线嵌入到整体复合材料制件中,构建三维空间结构的智能复合材料的方法,利用损伤指数实现了对智能复合材料制件内部损伤类型的识别,并分析了4组... 针对三维编织复合材料制件结构状态监控的关键问题,提出了基于三维六向编织工艺将碳纳米管纱线嵌入到整体复合材料制件中,构建三维空间结构的智能复合材料的方法,利用损伤指数实现了对智能复合材料制件内部损伤类型的识别,并分析了4组三维六向编织智能复合材料制件的损伤指数表现特征。结果表明:综合损伤指数优于其他3种损伤指数,综合损伤指数可精确识别制件内部损伤的类型;对于三维编织复合材料制件内部空隙类微小损伤,综合损伤指数监测值小于100;对于制件内部裂纹的损伤,综合损伤指数监测值位于300～500;当综合损伤指数监测值大于600时,可判断为试件存在大裂口损伤;基于损伤指数可计算制件内部损伤大小,精度可达到0.073 mm。 展开更多

关键词 智能编织复合材料 三维六向编织 主成分分析 碳纳米管线传感器 损伤指数

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