一、计算机辅助氢损伤监测技术的研究（论文文献综述）
严纯贤[1]（2021）在《非接触式人体膝关节运动状态监测方法的研究》文中指出随着国内社会老龄化程度地加重,人体健康问题也越来越突出并逐渐引起重视。常言道“人老腿先衰”,膝关节的健康状况紧密联系着人们的运动机能从而影响日常生活。传统穿戴式评估膝关节健康的方式存在依赖医学设备、穿戴复杂、非医务人员操作困难等问题。针对传统监测手段缺陷,利用光学原理提取关键信息并建立膝关节运动模型,开展膝关节健康监测的非接触式技术研究具有应用价值和研究意义。论文的主要工作和创新性如下:（1）基于深度相机搭建了膝关节运动图像数据集,通过自主设计的标注软件在数据集中标注了深度图像的人体主要关节和辅助点,并采用融合Dense Net和A2J的神经网络构建了增加股四头肌辅助点的人体主要关节模型,取得了PCK@0.2时94.03%的精确度。（2）在已有人体髋-膝-踝关节运动模型基础上,提出了增加股四头肌辅助点的改进模型;利用Kalman滤波算法对提取到的膝关节相关运动信息进行了实时降噪去干扰处理;基于HSS、AKS、Lysholm三种医学评分量表设计了增加辅助点的非接触式特有膝关节评分标准和健康指标。（3）完成了非接触式人体膝关节健康监测系统的设计,包括系统设备的软硬件研发,提供了术前预防和术后康复两种监测模式。通过对监测系统进行志愿者的测试实验,首先对照了传统惯性测量单元（IMU）,结果显示非接触式系统可以监测出高度符合真实情况的运动状态;其次对比了传统医学膝关节评分量表的评估效果,非接触式系统评估结果达到了误差为5.95%的性能,最终验证了非接触式人体膝关节健康监测系统的实用价值。论文的研究方法完成了对人体膝关节健康交互式、全方位、全周期地有效监测,监测系统具有良好的鲁棒性和有效性,实现了非接触式监测膝关节健康方法和简易、方便地膝关节健康管理目标。
常进云[2]（2021）在《基于数字孪生的SYMS铰节点健康管理研究》文中进行了进一步梳理海洋油气是保障我国国家安全的重要战略资源,浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）作为海洋油气开发的主力装备之一,广泛应用于我国渤海和南海海域。软刚臂单点系泊系统（Soft Yoke Mooring System,SYMS）是实现FPSO定位的重要装置,能够保证海洋平台的长期稳定工作和安全生产。由于结构的复杂性和长期承受多种海洋环境载荷的联合作用,系泊系统容易发生退化、失效等现象,一旦维护不及时会造成巨大经济损失。因此,开展具有实时评估系泊系统在位状态的数字化、智能化健康管理研究十分必要。数字孪生技术（Digital Twin,DT）是以智能传感系统为驱动,在虚拟空间中完成对实体装备的高保真映射,能够准确再现并预测海洋工程装备全生命周期的健康状态,有效避免了易损结构提前失效带来的巨大财产损失和安全风险,为海上油气生产提供安全、稳定的工作环境。本文针对FPSO软刚臂系泊系统铰节点健康管理,总结并开展了软刚臂系泊系统智能运维数字孪生方法过程关键技术研究,以五维数字孪生概念模型作为参考框架,提出了数字孪生技术驱动的软刚臂系泊系统健康管理方案。作为软刚臂系泊系统的易损结构之一,铰节点全生命周期过程中的健康运维是系泊系统安全工作的保障。本文针对软刚臂系泊系统的健康管理需求,采用BIM（Building Information Modeling）技术对FPSO海洋平台的物理和功能特性进行可视化表达和集成化管理。以原型监测数据为参照,采用响应面方法对铰节点的有限元模型进行参数识别,提高了铰节点虚拟模型的保真性。考虑铰节点的退化过程中的摩擦系数变化和载荷特征,设定了动力学仿真工况,利用铰节点高保真虚拟模型对其全生命周期不同阶段的运行状态进行模拟,采用BP神经网络建立了铰节点热点应力的预测模型,对其在位状态进行实时监控,并提出了基于铰节点健康状态的运维检修方法。最终搭建了系泊系统智能运维的可视化健康管理平台,实现了数字孪生技术在软刚臂系泊系统健康管理中的初步应用。本文工作可为数字孪生技术在海洋工程领域的应用提供支持和辅助参考。
高成路[3]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中认为突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
胡杰[4]（2021）在《隧道块状节理岩体破坏前兆规律及块体垮塌监测预警方法》文中研究说明随着我国经济社会的持续高速发展以及人民对生活质量要求的不断提升,交通运输工程建设规模与数量总体上呈现不断增长的趋势。进入21世纪以来,铁路、公路工程建设步入高潮,隧道建设规模进一步增加,我国已成为世界上隧道建设数量、运营里程最大的国家。隧道围岩结构垮塌灾害是节理硬岩隧道最为常见的地质灾害之一,具备强隐蔽性、强突发性、强破坏性、强致灾性特点,灾变过程涉及节理岩体渐进破坏和危险块体群大规模垮塌,防控难度极大,每年造成严重的经济财产损失和人员伤亡。本文针对隧道节理硬岩破裂及衍生块体垮塌灾害监测预警,重点关注岩桥破断和岩块失稳两个重要的灾变阶段,综合采用案例分析、室内试验、前兆监测、机器学习、物理模拟、数值模拟等手段,系统地研究了不同应力状态下节理岩体破坏行为及伴生多元前兆演化规律,提出了基于岩体裂纹类型演化的岩桥破断预警判据;在此基础上进一步探索了岩块失稳过程尖点突变模型,提出了静、动荷载条件下,基于岩块固有振动频率演化的块体突变失稳预警判据,为块体垮塌灾害防控提供了重要的理论支撑。主要研究成果包括:（1）总结了高、中、低地应力条件下隧道节理硬质围岩常见的破裂、掉块现象,分析了破裂内在驱动要素及力学机制,将块体垮塌灾害概化为岩桥破断和岩块失稳两个主要阶段;针对张拉、拉剪、压剪三种典型应力状态的岩桥破断行为研究,创新研发了“拉-压-剪”新型多功能岩石力学试验系统,满足了不同应力状态下统一尺度立方体岩样直接破坏过程模拟及伴生多参量信息的监测需求,为不同破坏行为及前兆差异性的直观、精确对比提供了设备支撑;重点解决了直接拉伸试验偏心抑制、端部应力集中效应弱化、剪切弯矩效应弱化、小力值拉应力稳定加载、新型加载辅具设计等试验技术难题。（2）基于自主研发的新型试验平台,开展了统一尺寸节理岩样直接拉伸、拉剪、压剪破坏试验,结合声发射仪、光学高速摄像仪、红外热像仪进行破坏过程的同步监测,系统地对比分析不同应力状态下岩桥的破断行为及“声-光-热-力”多参量前兆信息演化机制,揭示了应力大小、节理贯通度对岩样强度及前兆演化的影响规律;试验与监测结果表明:三类试验破坏现象存在显着的差异,拉伸与拉剪试验脆性破坏特征显着,破裂迅速且释能特性强于压剪破坏,而声发射信号响应则明显强于温度与变形参数;在试验结果的基础上,进一步采用RFPA丰富节理岩样工况,揭示了节理贯通度增加对岩样整体强度和岩桥部位强度不同的影响规律。（3）针对响应较灵敏的声发射监测,从特征参数和波形参数两个方面对不同应力状态下岩桥破断过程的声发射信号进行深入分析,基于计数、能量、幅值、b值、主频、熵值多个声发射监测指标,从破裂数量、破裂尺度、破裂有序性等多个角度对不同应力状态下的岩桥破坏过程进行刻画分析;在此基础上进一步采用RA-AF值拉、剪裂纹分类法探索了岩桥破坏过程的破裂类型演化规律,不同破坏试验均呈现早期以拉裂纹为主,临近破坏时刻剪裂纹产生的裂纹演化机制;综合特征参数、波形参数和裂纹判识类型,建立了三种典型应力状态下节理岩体安全状态三色判识方法。（4）针对不同应力状态下的节理岩体破坏,探索基于RA-AF值拉、剪裂纹分类法的普适性预警判据,引入机器学习算法,提出了基于高斯混合模型（GMM）的声发射RA-AF值自动聚类分析方法,结合支持向量机（SVM）模型建立了拉裂纹与剪裂纹簇的最优分割方法,分析了 GMM-SVM模型在裂纹类型自动判识方面的可靠性,解决了JCMS-ⅢB5706规范中对角分割法存在的人为经验性和不确定性问题;针对工程实际,建立了声发射等数据点、分时段裂纹类型动态判识方法,将单元时段剪裂纹数超过20%且剪裂纹数据点簇呈现靠近RA轴的条带作为普适性岩桥破断预警判据,并进一步建立了基于似然比估计的拉、剪、复合裂纹三分类自动判识方法。（5）针对岩桥破断后可能产生的继发岩块失稳垮塌,重点考虑大型关键块体常见的滞后突变滑动失稳类型,建立了块体简化弹簧质子振动模型,揭示了滑动面剪切刚度对块体固有振动频率的影响机制;创新开展了大尺度岩块失稳过程物理模拟试验,揭示了应力、接触面积对块体固有振动频率的影响规律及滑动失稳过程声发射参数的响应特征,结合3DEC数值分析,进一步验证了考虑滑动面剪切刚度的简化振动模型的有效性;建立了块体失稳的尖点突变分析模型,提出了静、动荷载条件下岩块突变失稳预警判据,首次通过滑动面剪切刚度搭建起块体固有振动频率与块体稳定性分析间的桥梁。
王莉娟[5]（2021）在《基于肌电信号的脊柱手术机器人安全监测技术研究》文中进行了进一步梳理目前,脊柱手术机器人主要通过术前影像信息和术中视觉导航技术,进行刚性骨组织结构的定位,缺少对软组织中重要神经的监护手段,存在医源性神经损伤的风险。在传统脊柱外科手术中,神经电生理监测技术是避免神经损伤的一个重要手段。然而,神经电生理监护设备所给出的波形图多为电生理信号的原始数据,对数据内在含义解码、判断的过程只能通过主刀医生靠专业经验来完成,使得该项技术具有较高的应用门槛。因此,本文以机器人辅助脊柱手术为研究背景,以提高手术机器人的安全性和智能性为研究目标,构建了基于肌电信号自动识别安全模式的分类器模型,并在此基础上验证了手术机器人安全监测系统的可行性。本文所完成的主要工作包括:（1）为了有效避免神经根的损伤,结合机器人辅助脊柱手术的作业流程,设计了一种基于肌电信号的脊柱手术机器人安全监测系统。根据机器人辅助手术操作需求,搭建了由机械臂、末端执行工具和导航相机组成的手术机器人实验平台,通过解决系统标定的难题,完成了系统集成;设计了一个基于诱发肌电信号的安全监测模块,用于实现脊柱手术机器人系统对神经根损伤的预警,提高手术机器人系统的安全性。（2）为了完成安全模式分类器模型的训练,设计了动物肌电信号采集方案,进行了信号的预处理和信号分析,完成了基于动物模型的肌电信号数据集的创建。以兔子为实验对象,借助肌电仪设备完成20组模拟腰椎穿刺手术实验。将采集到的样本通过数据预处理、数据清洗、数据特征提取过程,构建了由肌电信号特征向量与安全模式标签组成的数据集。（3）使用自建的肌电信号数据集,对比几种机器学习分类算法,选取分类准确率最高的随机森林算法,得到了一种安全模式分类器模型。以兔子为动物模型,在手术机器人实验平台的基础上,设计了机器人辅助脊柱穿刺手术模拟实验。将进针过程中采集的12组肌电信号作为测试数据,验证了肌电信号分类器和机器人安全模式选择的准确率。最后,对本文的工作进行了总结,并分析了进一步的研究工作,本文提出的基于肌电信号的脊柱手术机器人安全监测技术对进一步提高手术安全性具有重要的研究意义。
魏志远[6]（2021）在《碳纤维编织复合材料变形与内部损伤精细化测量与数值模拟》文中研究指明碳纤维编织复合材料经常作为主要的承载部件材料,与传统金属材料相比,具有强度高、比模量高、损伤抗性高、质量轻等优点,但是由于其结构的复杂性,其力学性能会受工艺的局限性造成原始缺陷和力学承载方向的影响。为了避免承载结构在服役过程中由于其承载能力的下降导致事故的发生,研究孔隙对平纹编织复合材料力学行为和损伤特性的影响以及三维编织复合材料在横向加载过程中的力学行为和损伤特性具有重要意义。首先,在真空辅助树脂传递工艺的基础上,通过施加不同额外压力制备了不同孔隙率平纹编织复合材料试件。利用Mirco-CT技术来观察材料的内部结构和计算孔隙率。再利用AE和DIC实时监测不同孔隙率的碳纤维平纹编织复合材料试件三点弯曲过程,并且对孔隙含量最高和最低的试件进行渐进弯曲加载,并且用Mirco-CT技术对每次加载后以及最终失效后的试件进行内部可视化扫描,来观察试件内部的损伤模式和孔隙的演化发展规律。然后对三维五向编织复合材料的横向拉伸损伤行为进行了研究。利用FEM方法对三维五向编织复合材料横向拉伸损伤行为进行模拟,再利用AE、DIC和IRT对三维五向编织复合材料的横向拉伸损伤行为进行实时监测,并且利用SEM对其断口进行观察,研究其力学行为和损伤特性。此外,将所学知识和检测手段用于工程实践,利用AE和IRT来研究IV型气瓶内胆材料在不同加载速率下的拉伸损伤行为。通过总结上述研究结果,得出以下结论:（1）在真空辅助树脂传递工艺过程中施加低于0.3 MPa额外压力可以降低复合材料孔隙率,但超过0.3 MPa额外的压力会抑制树脂浸渍碳纤维,导致孔隙含量的增加。本文所制备的试件中,施加0.3 MPa额外压力的试件孔隙可降至0.1145%,试件抗弯强度可达到414.420 MPa。真空辅助树脂传递过程中未密封完全,孔隙率会大幅上升,到达21.34%,抗弯强度大幅降低,到达305.172 MPa。（2）通过Micro-CT技术可以发现在弯曲加载过程中,试件与压头接触部位出现沿试件宽度的扭折带,基体开裂、界面损伤和纤维损伤等多种损伤集中在扭折带附近。（3）三维编织复合材料在横向拉伸下的损伤模式可分为基体变形开裂、纤维脱粘和纤维剪切断裂。FEM法计算的应力应变分布可以有效地预测损伤行为。而且三维编织复合材料在横向拉伸试验下的损伤和断裂过程可以分为4个阶段:未损伤阶段（几乎没有任何AE信号）,初始内部损伤阶段（产生几个低于60 dB的AE信号）,损伤稳定发展阶段（产生大量60 dB以下的AE信号）和损伤快速发展阶段（产生大量高于80 dB的AE信号并伴随着表面温度上升1.5℃）。（4）Ⅳ型气瓶内胆材料在4 mm/min和20 mm/min的加载速率下载荷位移曲线没有明显变化,当加载速率增长到40 mm/min时,试件的最大载荷增加,最终破坏位移减小,AE信号数量增加,实验前后温差增大,试件的韧性降低。
张伟[7]（2021）在《“感算共融”服役机械设备疲劳寿命监测研究》文中进行了进一步梳理随着社会生产力的不断进步,机械设备正朝着大型化、系统化、高速化方向发展,其结构组成与工作环境的复杂性也不断提高,重载、强振等因素使得机械设备在工作时关键薄弱部位的疲劳失效问题层出不穷,严重威胁着机械设备的安全运行和工作人员的生命健康。针对机械设备服役时的疲劳老化状况,为防止大规模安全事故的发生,在役结构的疲劳损伤监测预警亟待解决。然而较为完善的疲劳寿命监测技术涉及多学科领域交叉,存在载荷信号难监测、在线数据难处理、损伤状态难评估等问题。为此,论文从服役结构疲劳寿命分析理论及数据驱动的载荷谱预测技术入手,围绕设备实际工作场景,结合先进传感及大数据分析等数字化技术,探索具备载荷实时感知、损伤在线监控、寿命精确评估、风险动态预警的平台化、集成化、场景化在役设备疲劳寿命监测预警技术。论文主要工作如下:（1）疲劳载荷谱超前自适应预测模型:针对设备服役期间载荷高度的复杂性和时变性、以及在线监测数据的稀疏问题,通过对应变时程降噪、雨流计数等处理得到循环载荷谱,采用区间划分、K-S检验及核密度估计将连续载荷谱的预测转化为离散点的时间序列预测,通过NAR神经网络结合粒子群算法及蒙特卡罗法预测结构的未来载荷谱。（2）高低周混合载荷下疲劳寿命预测模型:针对设备服役期间的高低周混合应力问题,本文基于Manson-Halford二级加载模型,引入修正因子,建立多级载荷下结构疲劳寿命预测模型,为后文智能监测系统搭建和原位监测传感器开发提供理论基础。（3）服役结构疲劳寿命智能监测预警系统设计:针对实时损伤监测需求,设计一款四通道应变采集板,并基于疲劳载荷谱预测模型、疲劳寿命预测模型,综合考虑实时应变采集、材料模型参数设置、载荷统计分析、剩余寿命预测及风险动态预警等,利用Labview和Matlab联合搭建一套人机交互的在役结构疲劳寿命智能监测预警系统。（4）“感算存一体化”疲劳寿命原位监测预警传感器设计:为降低监测的信号依赖性,降低布设成本,融合控制传输、应变采集、信号处理及寿命评估等多个子单元,基于嵌入式系统开发结构薄弱部位的原位监测设备,实现结构疲劳寿命原位监测预警。（5）智能传感系统及理论模型的验证:为验证智能传感系统长期稳定监测的可行性,本文利用标准样件的多级块谱试验,对在线系统和原位传感器的监测功能及长期监测的稳定性分别进行了验证;另外,为验证载荷谱超前自适应预测算法,通过某工程TBM刀盘实测载荷数据与模型预测数据进行对比,验证了本文算法的有效性和必要性。
庄晓军[8]（2021）在《二维计算机导航辅助与传统常规透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的临床对比分析》文中研究表明目的:通过比较二维计算机导航辅助与传统常规C臂机透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定手术中的临床应用疗效,分析二维计算机导航辅助在胸腰椎螺钉内固定临床应用中的优劣势。方法:采用回顾性病例对照研究收集分析2019年9月—2020年9月就诊福建省立医院创伤外科且应用椎弓根钉螺钉内固定治疗胸腰椎疾病的88例患者的临床资料,其中胸腰椎骨折50例,腰椎间盘突出23例,腰椎管狭窄9例,腰椎滑脱6例。根据不同的手术方式分组,其中传统常规C臂机透视下置钉55例（透视组）,二维计算机导航辅助下置钉33例（导航组）。对两组在手术时间、术中出血量、切口长度、术后引流量、住院天数、置钉准确性、术后并发症等方面进行统计学分析。结果:在手术时间上,透视组为182.6±58.3min,导航组为209.4±49.9min,其中P=0.031<0.05,二者之间差异有统计学意义。在术中出血量上,透视组为187.3±146.5ml,导航组为224.2±150.5ml,其中P=0.260>0.05,二者之间差异无统计学意义。在切口长度上,透视组为9.6±2.5cm,导航组为10.7±2.9cm,其中P=0.062>0.05,二者之间差异无统计学意义。在术后引流量上,透视组为179.5±108.6ml,导航组为168.0±111.2ml,其中P=0.688>0.05,二者之间差异无统计学意义。在住院天数上,透视组为10.6±8.9天,导航组为13.2±5.3天,其中P=0.128>0.05,二者之间差异无统计学意义。在术后并发症上,透视组有9例,导航组有5例,其中P=0.880>0.05,二者之间差异无统计学意义。在置钉准确性上,透视组右侧椎弓根的轴线与椎体上终板夹角（即α角）为4.5°±1.3°,左侧α角为4.2°±1.1°,各椎体节段双侧α角差异均无统计学意义。导航组右侧椎弓根的轴线与椎体上终板夹角（α角）为3.2°±0.6°,左侧α角为3.8°±0.4°,各椎体节段双侧α角差异均无统计学意义。透视组双侧椎弓根钉轴线的交角（即β角）为3.1°±1.3°大于导航组的β角（1.9°±0.3°）,P=0.023<0.05,差异有统计学意义。透视组置钉准确率为85.8%小于导航组置钉准确性（92.6%）,P=0.036<0.05,差异有统计学意义。结论:在置钉准确性上,二维计算机导航辅助是优于常规C臂机透视的,能提高置钉准确性。但导航组在手术时间上却是往往多于透视组,我们认为主要与导航系统自身的不足如器械准备校对时间、术中遮挡问题,另外与术者的经验和助手的配合程度也有一定关系,以及导航辅助手术存在一定的学习曲线。其余,在术中出血量、切口长度、术后引流量、住院天数、术后并发症等方面,二维计算机导航组与传统常规C臂机透视组之间无显着性差异。总体而言,二维计算机导航辅助系统在胸腰椎椎弓根螺钉内固定手术中具有积极的作用,值得推广。
张玉皓[9]（2021）在《汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究》文中研究指明汽轮发电机组是电力生产的主要设备,作为能量转换和输出的中间环节,其轴系在蒸汽和电磁力矩的作用下产生弹性角变形和扭转振动,可能诱发轴系疲劳损伤。本文以轴系弯扭振动模型为基础,通过在线工作变形分析评估轴系安全性,提出了更加准确的扭振测量方法,开发了扭振监测和安全性分析系统,研究成果有助于避免扭转振动故障造成机组严重损伤、提高机组运行安全性。首先,分析并建立叶盘系统的动力学模型并进行固有特性分析,利用动能等效方法,给出了长叶片轴段在扭振建模中的刚性盘等效条件。推导了Timoshenko弯扭梁轴单元模型,系统模型考虑了弹性支承、刚性支承的影响,以及陀螺力矩的作用,建立了轴-盘-支承系统的有限元模型,通过仿真分析了轴系的弯扭振动固有特性。利用矢量叠加原理构建轴截面同步旋转向量,用于分析旋转轴系扭振或弯扭振动的调制特征。其次,通过轴系危险截面与典型结构应力分析相结合的方式开展轴系的安全性分析。利用惯性单元和弹性单元建立的轴系扭振模型,进行轴系截面安全性分析;对于轴系典型结构,利用内嵌有限元工具组件的方式,建立典型结构的有限元模型,导入实测扭转载荷数据,对典型轴系部件进行在线应力分析。实现轴系危险截面与典型部件结构的安全性分析。再次,考虑到旋转运动和扭转振动具有相同的物理量纲,可实现转角和扭角的同源测量,提出了广义增量编码器模型的扭振测量方法。利用编码盘半周期角序重构,不改变整周期分度角的特点,提出了双周期的瞬时角速度计算方法,该方法可以在硬件条件不变的情况下增大一倍扭振信号采样率,避免带宽闲置现象。并从信号采样的角度解释了扭振信号的非对称失真和非对称采样的现象。分析了位移测量型的增量编码器的输出调频-调幅信号的形成机理,提出了等周期高差测距型编码器模型用以实现弯扭振动的测量方法。通过仿真和实验的方式对上述方法的正确性和有效性进行了验证。最后,结合核电汽轮机组的扭振监测与分析的工程应用需求和已有的工程经验,整合本文研究内容进行了工程技术的转化。研发了汽轮发电机组的轴系扭振在线监测与分析的成套装置。为了适应不同类型的扭振监测需求,引入数据中台和组态页面的开发模式,并采用时序数据库重新构建了数据结构和数据管理平台,通过功能与数据灵活组合配置,实现扭振监测装置的功能扩展。
万智泉[10]（2021）在《机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术》文中指出光纤传输网络作为信息通信的重要基础性设施,具有应用机器学习技术的广阔空间和潜力。在光纤通信系统中,传统分析模型受限于系统参量获取的准确性、建模的局限性以及计算的复杂度等问题,难以应用于大规模动态光网络及复杂链路系统中。而机器学习算法得益于其数据驱动特性,无需获取具体的系统参量、模型,即可实现复杂问题的动态映射。本论文基于光纤系统的理论分析及模型构造“知识”来实现传统数字信号处理（DSP）算法与机器学习算法的联合设计,并通过系统仿真和实验获取的“数据”进一步优化算法性能。基于此“知识驱动”加“数据驱动”所提出的“定制化”算法既能充分利用机器学习算法在解决非线性问题、分类问题上的优势,又能发挥传统DSP算法所具有的可靠性和鲁棒性等特点。论文围绕“利用机器学习技术来辅助传统DSP算法以实现高可靠、高传输速率和智能化的光纤通信系统”这一目标展开研究,探究机器学习技术在光纤传输链路损伤补偿和光性能监测领域的应用。论文具体研究内容和创新成果如下:1.机器学习辅助的光纤链路损伤补偿技术面向高速短距强度调制直接检测（IM/DD）传输系统对多种链路损伤补偿的需求,论文分别提出了一种新型接收机算法结构和一种基于剪枝神经网络的均衡方案,具体的研究内容如下:a)为解决数据中心商用低成本器件传输高速PAM4信号时带来的带宽受限问题,提出了由全响应均衡器、噪声白化后滤波器和最大似然序列检测（MLSD）算法组成的新型接收机算法结构。通过引入低复杂度的变步长多项式非线性均衡器,使得算法结构具有较强的非线性损伤补偿能力。单边带调制（SSB）PAM4信号传输的实验结果表明,在系统10dB带宽仅为13.5GHz的情况下,可实现64Gbps PAM4信号80km以上色散未补偿标准单模光纤（SSMF）的传输。通过将带宽预补偿方案与上述接收算法结构结合,在带宽受限及非线性更严重的垂直腔面发射激光器-多模光纤（VCSEL-MMF）系统中实现了 160m 100Gbps PAM4信号传输。本研究为低成本的数据中心光互连DSP技术工程实现提供了重要参考。b)鉴于多项式非线性均衡器在非线性损伤补偿上的局限性,提出了基于循环剪枝方案的神经网络均衡器以实现低复杂度、高鲁棒性的非线性均衡。112Gbps SSB-PAM4传输实验的结果表明在传输距离为80km色散未补偿SSMF时,此均衡器相较于Volterra均衡器可带来一个数量级的BER性能提升,且循环剪枝方案可在网络连接数减少90%的情况下保证BER低于HD-FEC门限。针对神经网络均衡器面临的异常性能提升问题,探究了其产生原因并通过仿真分析了此均衡器可带来的真实性能提升。本研究为后续深入探究神经网络与均衡技术的联合设计提供了重要参考。2.机器学习辅助的光性能监测技术面向低冗余弹性光网络（EON）对多个网络性能参量监测的需求,论文分别提出了一种多参量联合监测方案和一种非线性区光信噪比（OSNR）监测方案,具体的研究内容如下:a)基于多任务学习神经网络（MTL-ANN）实现了低复杂度、高准确率、高稳定性的调制格式和OSNR联合监测。基于IM/DD和相干传输系统的仿真和实验结果表明,信号调制格式识别和OSNR监测的准确率分别达到了 100%和98.5%。针对手动调整MTL-ANN任务权重时带来的计算资源消耗问题,提出了权重自适应的MTL-ANN并验证了其泛化性。针对监测结果不准确带来的影响,提出了提高监测置信度的二阶段算法,实验结果表明OSNR监测结果在3dB置信区间的置信度达到1。本研究在实现高性能多参量联合监测的同时还大幅降低了计算资源的消耗,有助于实现EON中低成本的多参量联合监测。b)为解决光纤非线性对OSNR监测技术的影响,提出了自适应滤波器抽头系数辅助的非线性区OSNR监测方案,并通过特征提取技术简化了神经网络结构。在波分复用-双偏振相干光传输系统的仿真验证过程中考虑了不同的链路配置及损伤情况以模拟实际EON状况及验证算法泛化性。仿真结果表明此方案实现的非线性区OSNR监测均方误差为0.3dB,相较于未使用抽头系数辅助的情况,监测误差下降了 1dB。本研究可以和现有的相干接收算法有效结合,实现了灵活的低复杂度非线性区OSNR监测。
二、计算机辅助氢损伤监测技术的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、计算机辅助氢损伤监测技术的研究（论文提纲范文）
（1）非接触式人体膝关节运动状态监测方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及需解决的问题 |
| 1.4 研究方案及论文结构 |
| 第二章 基于深度学习的人体髋-膝-踝和辅助点提取方法 |
| 2.1 基于Kinect3D相机的图像采集 |
| 2.1.1 彩色图像的采集 |
| 2.1.2 深度图像的采集 |
| 2.1.3 人体关节点部位数据的生成 |
| 2.2 基于深度学习的人体髋-膝-踝和辅助点提取 |
| 2.2.1 搭建人体髋-膝-踝关节及辅助点数据集 |
| 2.2.2 基于卷积神经网络的人体关节点及辅助点估计 |
| 2.2.3 训练结果及分析 |
| 2.3 本章总结 |
| 第三章 基于辅助点的非接触式人体膝关节模型参数提取 |
| 3.1 基于人体生物力学特性构建膝关节运动模型 |
| 3.1.1 人体髋-膝-踝关节运动模型 |
| 3.1.2 基于肌肉群生理学与关节运动的研究 |
| 3.1.3 增加辅助点的人体膝关节运动模型 |
| 3.2 非接触式人体膝关节运动状态处理方法 |
| 3.2.1 Kalman滤波算法 |
| 3.2.2 基于卡尔曼滤波算法的膝关节运动监测算法 |
| 3.2.3 惯性测量单元 |
| 3.3 非接触式人体膝关节运动监测方法 |
| 3.3.1 传统医学人体膝关节评分系统 |
| 3.3.2 增加辅助点的非接触式人体膝关节评分系统 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 基于IMU传感器运动状态和医学膝关节状态量表评估 |
| 4.1 非接触式人体膝关节健康监测系统硬件设计 |
| 4.2 非接触式人体膝关节健康监测系统软件设计 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 非接触式监测数据与IMU传感器运动状态评估 |
| 4.3.2 非接触式监测结果与传统医学膝关节量表评估 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于数字孪生的SYMS铰节点健康管理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海洋工程装备的原型监测技术研究 |
| 1.2.2 基于数据驱动的高保真模型修正方法研究 |
| 1.2.3 海洋工程装备疲劳损伤和剩余寿命预测方法研究 |
| 1.2.4 数字孪生技术研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基于数字孪生的软刚臂系泊系统健康管理框架 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 软刚臂系泊系统的五维数字孪生模型和关键技术 |
| 2.2.1 载荷和响应实时获取技术 |
| 2.2.2 多尺度建模和仿真分析技术 |
| 2.2.3 高保真模型修正技术 |
| 2.2.4 疲劳损伤和剩余寿命预测技术 |
| 2.2.5 智能化管理平台开发技术 |
| 2.3 软刚臂系泊系统数字孪生健康管理框架 |
| 2.3.1 软刚臂系泊系统结构组成 |
| 2.3.2 软刚臂系泊系统原型监测系统 |
| 2.3.3 软刚臂系泊系统虚拟模型的构成要素 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 软刚臂系泊系统铰节点模型修正和参数识别研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 软刚臂系泊系统铰节点有限元仿真分析 |
| 3.2.1 有限元法计算方法 |
| 3.2.2 铰节点动力学仿真 |
| 3.3 基于响应面的有限元模型参数识别方法 |
| 3.3.1 响应面算法 |
| 3.3.2 灵敏度分析 |
| 3.3.3 试验设计方法 |
| 3.3.4 常用的响应面类型 |
| 3.3.5 响应面的有效性评价 |
| 3.3.6 遗传寻优算法 |
| 3.4 软刚臂系泊系统铰节点物理参数识别 |
| 3.4.1 铰节点的参数识别方案 |
| 3.4.2 响应面构造及检验 |
| 3.4.3 铰节点物理参数识别结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 铰节点结构健康状态映射方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铰节点退化过程分析 |
| 4.2.1 载荷特性分析 |
| 4.2.2 损伤特性分析 |
| 4.3 不同退化状态的铰节点仿真分析 |
| 4.3.1 健康服役状态下的铰节点有限元计算 |
| 4.3.2 不同退化阶段下的铰节点有限元计算 |
| 4.4 基于BP神经网络的铰节点热点应力实时映射 |
| 4.4.1 BP神经网络原理及算法概况 |
| 4.4.2 基于BP神经网络的铰节点热点应力映射 |
| 4.5 铰节点全生命周期的健康运维方案 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 软刚臂系泊系统数字孪生健康管理平台 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 软刚臂系泊系统BIM模型构建 |
| 5.2.1 BIM技术对数字化管理的适应性分析 |
| 5.2.2 BIM模型建立流程 |
| 5.2.3 软刚臂系泊系统三维数字化建模 |
| 5.3 可视化服务系统功能架构 |
| 5.4 可视化服务系统界面开发基础 |
| 5.4.1 开发环境介绍 |
| 5.4.2 开发流程 |
| 5.5 健康管理平台功能实现 |
| 5.5.1 BIM模型动态展示 |
| 5.5.2 运维状态监测 |
| 5.5.3 系泊系统性能评估 |
| 5.5.4 运维信息管理 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）隧道块状节理岩体破坏前兆规律及块体垮塌监测预警方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩体结构探查与块体识别方面 |
| 1.2.2 节理岩体结构破坏过程分析方面 |
| 1.2.3 隧道围岩破坏监测预警方法方面 |
| 1.2.4 存在的问题与研究趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 “拉-压-剪”新型多功能岩石力学试验系统研发 |
| 2.1 节理岩体破裂的应力状态分析 |
| 2.2 岩桥破裂-岩块失稳灾变演化过程 |
| 2.3 “拉-压-剪”新型岩石力学试验系统 |
| 2.3.1 系统研制背景与设计思路 |
| 2.3.2 主体框架与新型试验装置 |
| 2.3.3 高精度液压伺服控制模块 |
| 2.3.4 数据实时采集与分析模块 |
| 2.3.5 试验机主要技术参数指标 |
| 2.4 试验系统可靠性验证分析 |
| 2.4.1 类岩石材料试样制备 |
| 2.4.2 试验过程与结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同应力状态非贯通节理岩体破坏行为分析 |
| 3.1 试验总体思路与监测方案设计 |
| 3.1.1 试验思路与节理岩样制备 |
| 3.1.2 声-光-热-力多参量监测方案 |
| 3.2 拉伸破坏行为与多参量信息演化特征 |
| 3.2.1 岩桥张拉破裂多参量监测分析 |
| 3.2.2 节理贯通度对抗拉强度影响规律 |
| 3.3 压剪破坏行为与多参量信息演化特征 |
| 3.3.1 岩桥压剪破裂多参量监测分析 |
| 3.3.2 节理贯通度对压剪强度影响规律 |
| 3.4 拉剪破坏行为与多参量信息演化特征 |
| 3.4.1 岩桥拉剪破裂多参量监测分析 |
| 3.4.2 节理贯通度对拉剪强度影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同应力状态岩桥破断过程声发射演化特征分析 |
| 4.1 基于RFPA模拟的岩石破裂类型概述 |
| 4.2 不同破坏模式AE参数特征对比分析 |
| 4.2.1 计数与能量演化特征 |
| 4.2.2 幅值与b值演化特征 |
| 4.3 不同破坏模式AE波形特征对比分析 |
| 4.3.1 频谱分析与主频分布特征 |
| 4.3.2 主频信息熵值演化特征 |
| 4.4 基于RA-AF值的拉、剪裂纹识别方法 |
| 4.4.1 RA-AF值裂纹判别法 |
| 4.4.2 不同破坏模式裂纹演化分析 |
| 4.5 基于AE多参数的岩体安全状态综合判识 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于GMM-SVM裂纹自动识别的岩桥破断预警判据 |
| 5.1 机器学习方法概述 |
| 5.2 GMM-SVM模型介绍 |
| 5.2.1 高斯混合模型(GMM) |
| 5.2.2 支持向量机(SVM) |
| 5.2.3 GMM-SVM裂纹识别流程 |
| 5.3 基于RA-AF值的拉、剪裂纹自动识别 |
| 5.3.1 拉、剪裂纹自动识别方法 |
| 5.3.2 岩桥临近破断自动预警判据 |
| 5.4 基于RA-AF值的拉、剪、复合裂纹自动识别 |
| 5.4.1 裂纹直接三分类法 |
| 5.4.2 基于似然比的改进三分类法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于固有振动频率监测的岩块失稳突变预警判据 |
| 6.1 隧道围岩块体振动模型 |
| 6.1.1 动力特征参数 |
| 6.1.2 块体失稳模式 |
| 6.1.3 块体振动模型 |
| 6.2 块体失稳物理模拟试验研究 |
| 6.2.1 试验总体思路与装置介绍 |
| 6.2.2 试验方案与试验过程介绍 |
| 6.2.3 块体失稳固有振动频率演化 |
| 6.2.4 块体滑动摩擦声发射参数演化 |
| 6.3 基于固有频率的块体突变失稳预警方法 |
| 6.3.1 突变基本理论 |
| 6.3.2 尖点突变模型 |
| 6.3.3 静荷载下块体失稳突变预警判据 |
| 6.3.4 动荷载下块体失稳突变预警判据 |
| 6.4 块体垮塌灾变“声-振”监测模式与预警流程 |
| 6.4.1 监测模式与预警流程设计 |
| 6.4.2 监测指标隧道应用可行性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间参与的科研项目 |
| 攻读博士期间撰写的科技论文 |
| 攻读博士期间授权的发明专利 |
| 攻读博士期间获得的荣誉奖励 |
| 学位论文评阋及答辩情况表 |
（5）基于肌电信号的脊柱手术机器人安全监测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 脊柱手术机器人研究现状 |
| 1.2.2 术中神经监测研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 脊柱手术机器人及其安全监测系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人辅助脊柱手术流程 |
| 2.3 手术机器人实验平台 |
| 2.3.1 系统组成 |
| 2.3.2 系统标定 |
| 2.4 安全监测系统设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 肌电信号的预处理与特征提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脊柱手术肌电图监测 |
| 3.2.1 脊柱手术肌电图监测原理 |
| 3.2.3 脊柱手术肌电图监测方法 |
| 3.4 肌电信号预处理 |
| 3.5 肌电信号特征提取 |
| 3.5.1 肌电信号特征提取方法 |
| 3.5.2 肌电信号特征提取实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于动物模型的肌电信号数据集构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据采集方案设计 |
| 4.2.1 动物模型 |
| 4.2.2 采集设备 |
| 4.2.3 肌电信号采集方案 |
| 4.3 数据集构建 |
| 4.3.1 数据清洗 |
| 4.3.2 特征提取 |
| 4.3.3 数据集分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于肌电信号分类器的安全监测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于肌电信号的安全监测分类器模型 |
| 5.3 分类算法 |
| 5.3.1 决策树 |
| 5.3.2 支持向量机 |
| 5.3.3 k近邻 |
| 5.3.4 随机森林 |
| 5.4 分类结果分析 |
| 5.5 安全监测系统验证实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）碳纤维编织复合材料变形与内部损伤精细化测量与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 编织复合材料概述 |
| 1.2.1 平纹编织复合材料概述 |
| 1.2.2 三维编织复合材料概述 |
| 1.3 复合材料无损检测概述 |
| 1.3.1 声发射检测技术 |
| 1.3.2 数字图像相关方法 |
| 1.3.3 显微断层扫描技术 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 1.6 创新点 |
| 第二章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验试件制备 |
| 2.3.1 不同孔隙率碳纤维平纹编织层合板制备 |
| 2.3.2 三维编织复合材料试件制备 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 含孔隙复合材料孔隙率测量 |
| 2.4.2 含孔隙复合材料三点弯曲加载损伤实验 |
| 2.4.3 含孔隙复合材料渐进加载损伤实验 |
| 2.4.4 三维编织复合材料横向加载损伤分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 含不同孔隙率碳纤维平纹编织复合材料弯曲损伤研究 |
| 3.1 复合材料试件孔隙率分析 |
| 3.2 含孔隙复合材料试件力学行为分析 |
| 3.3 含孔隙复合材料试件损伤行为分析 |
| 3.4 含孔隙复合材料试件弯曲加载过程变形场分析 |
| 3.5 含孔隙复合材料试件弯曲加载过程损伤形貌分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 含孔隙碳纤维平纹编织复合材料弯曲渐进损伤研究 |
| 4.1 力学性能分析 |
| 4.2 含孔隙复合材料弯曲渐进损伤AE分析 |
| 4.3 含孔隙复合材料弯曲渐进损伤形貌分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维编织复合材料横向拉伸损伤研究 |
| 5.1 三维五向编织复合材料横向拉伸损伤有限元分析 |
| 5.2 三维五向编织复合材料横向拉伸损伤力学行为和声发射响应 |
| 5.3 三维五向编织复合材料横向拉伸损伤红外响应 |
| 5.4 三维五向编织复合材料横向拉伸变形场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Ⅳ型气瓶内胆损伤的声发射监测及红外响应 |
| 6.1 Ⅳ型气瓶的研究背景 |
| 6.2 Ⅳ型气瓶内胆材料的拉伸实验测试 |
| 6.3 Ⅳ型气瓶内胆材料损伤分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间取得的科研成果 |
（7）“感算共融”服役机械设备疲劳寿命监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构疲劳寿命预测研究 |
| 1.2.2 疲劳载荷谱超前预测研究 |
| 1.2.3 疲劳损伤与健康状态监测研究 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基于数据驱动的疲劳载荷谱超前预测方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于机器学习的时间序列预测方法 |
| 2.2.1 时间序列预测与机器学习 |
| 2.2.2 NAR神经网络 |
| 2.2.3 粒子群寻优算法 |
| 2.3 实测载荷数据预处理 |
| 2.3.1 奇异值与无效幅值剔除 |
| 2.3.2 峰谷值压缩 |
| 2.3.3 应力循环提取 |
| 2.3.4 等效幅值转换 |
| 2.4 疲劳载荷谱自适应预测算法建立 |
| 2.4.1 疲劳载荷谱超前预测方案设计 |
| 2.4.2 时间序列离散化输入参量求解 |
| 2.4.3 超前载荷谱预测算法搭建 |
| 2.4.4 超前载荷谱求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 服役结构疲劳寿命预测模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疲劳寿命预测基本理论 |
| 3.2.1 疲劳破坏机理 |
| 3.2.2 线性疲劳累积损伤 |
| 3.2.3 非线性疲劳累积损伤 |
| 3.3 高低周混合加载疲劳寿命监测模型的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 服役机械设备疲劳寿命智能监测系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 开发平台简介 |
| 4.3 系统总体设计 |
| 4.3.1 系统需求分析 |
| 4.3.2 系统总体框架 |
| 4.4 应变数据采集模块设计 |
| 4.4.1 应变电测原理 |
| 4.4.2 应变采集板设计 |
| 4.4.3 应变采集软件设计 |
| 4.4.4 采样参数设置 |
| 4.5 疲劳寿命评估预警模块设计 |
| 4.5.1 材料参数设置模块 |
| 4.5.2 监测载荷谱统计模块 |
| 4.5.3 载荷超前预测模块 |
| 4.5.4 疲劳寿命评估模块 |
| 4.5.5 风险实时预警模块 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 服役机械设备疲劳寿命智能原位监测传感器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 开发平台简介 |
| 5.2.1 智能传感器简介 |
| 5.2.2 STM32 简介 |
| 5.3 疲劳寿命原位监测预警传感器设计 |
| 5.3.1 原位传感器需求分析 |
| 5.3.2 传感器总体方案设计 |
| 5.3.3 功能模块设计 |
| 5.4 传感器功能简介 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 实验验证及工程实例TBM刀盘载荷分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 疲劳实验分析 |
| 6.2.1 试验样件设计 |
| 6.2.2 整体方案设计 |
| 6.2.3 疲劳实验过程 |
| 6.2.4 实验结果及分析 |
| 6.3 TBM刀盘载荷工程实例分析 |
| 6.3.1 TBM刀盘概况 |
| 6.3.2 数据采集系统的搭建 |
| 6.3.3 传感器布置方案 |
| 6.3.4 监测数据对比分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）二维计算机导航辅助与传统常规透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的临床对比分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 资料与方法 |
| 1 研究对象 |
| 2 研究方法 |
| 3 观察指标 |
| 4 统计学方法 |
| 结果 |
| 1 手术时间、切口长度及术中出血量 |
| 2 术后引流量、住院天数及术后并发症 |
| 3 置钉准确性 |
| 讨论 |
| 1 手术时间延长原因 |
| 2 置钉准确性提高 |
| 3 计算机导航辅助技术 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 计算机导航辅助脊柱外科手术的应用现状 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴系扭振系统特性的研究现状 |
| 1.2.2 汽轮发电机组扭振响应分析及安全性评价的研究现状 |
| 1.2.3 振动测量原理及方法的研究与应用现状 |
| 1.2.4 汽轮发电机组扭振在线监测装置的研究及应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 轴系振动系统建模及固有特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.1 叶盘振动系统模型 |
| 2.2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.3 叶盘结构的刚性盘等效方法 |
| 2.3 轴-盘-支承振动系统特性分析 |
| 2.3.1 轴-盘-支承系统的基本单元模型 |
| 2.3.2 轴-盘-支承系统的有限元模型及固有特性分析 |
| 2.3.3 基于旋转向量的轴系振动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 汽轮机组轴系扭振响应及安全性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 汽轮发电机组轴系的扭振响应分析 |
| 3.2.1 轴系扭振响应分析方法 |
| 3.2.2 蒸汽和电磁力矩计算 |
| 3.3 汽轮发电机组轴系扭振安全性分析 |
| 3.3.1 危险截面的确定 |
| 3.3.2 轴系典型结构在扭振作用下的应力分析 |
| 3.3.3 转轴扭转疲劳损伤评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 增量编码器在扭振在线监测中的研究与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 广义增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量 |
| 4.2.1 广义增量编码器模型及瞬时角速度计算方法 |
| 4.2.2 扭振信号提取方法的适用条件 |
| 4.2.3 扭振信号在线提取流程与仿真分析 |
| 4.3 等周期高差测距型增量编码器的弯扭振动测量 |
| 4.3.1 等周期高差测距型增量编码器模型 |
| 4.3.2 瞬时角速度对弯振频率的调制许用条件 |
| 4.3.3 弯扭振动提取流程及仿真分析 |
| 4.4 弯扭振动测量的试验验证 |
| 4.4.1 增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量实验 |
| 4.4.2 等周期高差测距型增量编码器弯扭振动测量实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 扭振在线监测装置的开发与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扭振在线监测装置的工程设计与开发 |
| 5.2.1 总体构架设计 |
| 5.2.2 功能设计与技术开发 |
| 5.2.3 硬件平台的工程设计 |
| 5.2.4 软件与数据平台的工程设计 |
| 5.3 扭振在线监测装置功能测试及应用 |
| 5.3.1 性能测试与功能验证 |
| 5.3.2 工程应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信的演进 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 光纤通信系统的发展历史 |
| 1.2 高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.1 短距高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.2 低冗余弹性光网络光性能监测技术现状及趋势 |
| 1.3 机器学习算法在光纤通信系统中的研究现状 |
| 1.3.1 机器学习算法在光纤传输链路中的研究 |
| 1.3.2 机器学习算法在光性能监测中的研究 |
| 1.4 论文研究意义与主要内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 高速光纤通信系统的理论基础与机器学习算法 |
| 2.1 IM/DD光纤通信系统基本原理 |
| 2.1.1 IM/DD光纤通信系统的基本结构 |
| 2.1.2 高速IM/DD光纤通信系统的损伤分析及补偿方案 |
| 2.2 光纤通信系统中的典型数字信号处理算法 |
| 2.2.1 发射端奈奎斯特脉冲成型方案 |
| 2.2.2 时域自适应前馈均衡器 |
| 2.2.3 信号单边带调制方案 |
| 2.3 相干光纤通信系统基本原理 |
| 2.3.1 相干光纤通信系统的调制方案 |
| 2.3.2 相干光纤通信系统的接收方案 |
| 2.3.3 相干光纤通信系统的数字信号处理算法 |
| 2.4 机器学习算法 |
| 2.4.1 机器学习算法概述 |
| 2.4.2 典型的机器学习算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 面向高速IM/DD光纤通信系统的损伤补偿方案研究 |
| 3.1 基于带宽预补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.1.1 基于FIR滤波器的带宽预补偿原理 |
| 3.1.2 基于变步长多项式的非线性均衡原理 |
| 3.1.3 系统实验框图 |
| 3.1.4 实验结果与分析 |
| 3.2 基于带宽后补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.2.1 基于噪声白化后滤波器和MLSD算法的带宽后补偿原理 |
| 3.2.2 系统实验框图 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 面向VCSEL-MMF高速传输系统的损伤补偿算法实验验证 |
| 3.3.1 系统实验框图 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于剪枝神经网络的均衡算法研究 |
| 4.1 基于剪枝神经网络的非线性均衡原理 |
| 4.1.1 神经网络均衡器与传统均衡器类比 |
| 4.1.2 基于循环剪枝方案的稀疏神经网络原理 |
| 4.2 面向高速IM/DD系统的剪枝神经网络均衡器实验验证 |
| 4.2.1 系统实验框图 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 神经网络均衡器过拟合问题探究 |
| 4.3.1 PRBS码产生规律及神经网络均衡器过拟合问题 |
| 4.3.2 系统实验结果与分析 |
| 4.4 神经网络均衡器真实性能提升探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于多任务神经网络的光性能监测技术研究 |
| 5.1 基于多任务神经网络的多参量监测研究 |
| 5.1.1 面向调制格式识别和OSNR监测任务的特征选取 |
| 5.1.2 多任务神经网络(MTL-ANN)原理 |
| 5.2 面向IM/DD光纤通信系统的MTL-ANN方案研究 |
| 5.2.1 仿真系统框图与结果分析 |
| 5.2.2 实验系统框图与分析 |
| 5.3 基于自适应权重的多任务神经网络研究 |
| 5.3.1 权重自适应MTL-ANN原理 |
| 5.3.2 调制格式自适应M-QAM信号及其AH |
| 5.4 面向相干光纤通信系统的自适应权重MTL-ANN方案研究 |
| 5.4.1 实验系统框图与分析 |
| 5.4.2 基于仿真系统的自适应权重MTL-ANN性能探究 |
| 5.5 提高光性能监测置信度的二阶段算法 |
| 5.5.1 二阶段光性能监测算法原理 |
| 5.5.2 实验系统框图与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 非线性区OSNR监测技术研究 |
| 6.1 基于幅度柱状图的特征提取方案 |
| 6.2 非线性区OSNR监测方案 |
| 6.2.1 非线性噪声对OSNR监测的影响 |
| 6.2.2 幅度噪声自相关函数 |
| 6.2.3 自适应滤波器抽头系数 |
| 6.2.4 基于神经网络的非线性区OSNR监测方案 |
| 6.3 面向PDM-WDM 16QAM系统的仿真验证 |
| 6.3.1 仿真系统框图 |
| 6.3.2 仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的学术论文目录 |
四、计算机辅助氢损伤监测技术的研究（论文参考文献）
- [1]非接触式人体膝关节运动状态监测方法的研究[D]. 严纯贤. 北方工业大学, 2021(01)
- [2]基于数字孪生的SYMS铰节点健康管理研究[D]. 常进云. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [4]隧道块状节理岩体破坏前兆规律及块体垮塌监测预警方法[D]. 胡杰. 山东大学, 2021(10)
- [5]基于肌电信号的脊柱手术机器人安全监测技术研究[D]. 王莉娟. 山东大学, 2021(12)
- [6]碳纤维编织复合材料变形与内部损伤精细化测量与数值模拟[D]. 魏志远. 河北大学, 2021(09)
- [7]“感算共融”服役机械设备疲劳寿命监测研究[D]. 张伟. 大连理工大学, 2021(01)
- [8]二维计算机导航辅助与传统常规透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的临床对比分析[D]. 庄晓军. 福建医科大学, 2021(02)
- [9]汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究[D]. 张玉皓. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [10]机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术[D]. 万智泉. 北京邮电大学, 2021(01)