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基于MsTCN-Transformer模型的轴承剩余使用寿命预测研究 被引量:5
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作者 邓飞跃 陈哲 +1 位作者 郝如江 杨绍普 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期279-287,共9页
剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测是PHM的核心问题之一,复杂的运行工况往往导致设备部件经历不同的故障退化过程,给RUL准确预测带来了巨大挑战。为此,提出了一种多尺度时间卷积网络(multi-scale temporal convolutional ne... 剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测是PHM的核心问题之一,复杂的运行工况往往导致设备部件经历不同的故障退化过程,给RUL准确预测带来了巨大挑战。为此,提出了一种多尺度时间卷积网络(multi-scale temporal convolutional network, MsTCN)与Transformer(MsTCN-Transformer)融合模型用于变工况下滚动轴承RUL预测。该方法设计了一种新的多尺度膨胀因果卷积单元(multi-scale dilated causal convolution unit, MsDCCU),能够自适应地挖掘滚动轴承全寿命信号中固有的时序特征信息;然后构建了基于自注意力机制的Transformer网络模型,在克服预测序列记忆力退化的基础上,准确学习时序特征与轴承RUL之间的映射关系。此外,通过对轴承不同故障退化阶段所提取的时序特征可视化分析,验证了所提方法在变工况下所提取的时序特征泛化性较好。多种工况条件下滚动轴承RUL预测试验表明,所提方法能够较为准确地实现变工况下轴承的RUL预测,相比当前多种方法RUL预测结果准确性更高。 展开更多
关键词 剩余使用寿命 时序特征 时间卷积网络 Transformer网络 滚动轴承
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齿面点蚀对直齿轮副时变啮合刚度及振动响应的影响分析 被引量:1
2
作者 侯静玉 杨绍普 刘永强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期278-286,共9页
齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义... 齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义了三种损伤级别:轻度点蚀、中度点蚀和重度点蚀。基于势能法计算并比较了无故障齿轮和含有不同程度点蚀齿轮的TVMS,讨论了点蚀位置和点蚀尺寸对TVMS的影响。研究了单级直齿圆柱齿轮传动系统的故障动态特性,并利用动力传动故障诊断综合试验台对理论结果进行了定性验证。结果表明,该研究中的齿面点蚀模型与实际点蚀形貌更接近。随着点蚀位置参数的增大,点蚀区域由基圆逐渐向齿顶圆方向移动;点蚀长轴长越长,点蚀区域内TVMS的减小量越明显;在相同的主动轮角位移变化范围内,随着短轴长的变化,不同程度的点蚀故障引起的啮合刚度的减小量是相同的。所建模型能够预测齿轮系统的啮合刚度及振动行为,相应的振动分析结果为齿面点蚀故障的检测和诊断提供了理论参考。 展开更多
关键词 直齿轮 齿面点蚀 时变啮合刚度(TVMS) 动态响应 频谱分析
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变转速工况下基于快速谱平均峭度图的列车轮对轴承故障诊断
3
作者 刘文朋 杨绍普 +2 位作者 刘泽潮 刘永强 顾晓辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期38-47,共10页
由于受到轮轨激励的干扰,轮对轴承故障特征易被背景噪声所淹没,且在变转速模式下故障特征具有时变性,进一步加剧了提取难度。为此,提出一种基于快速谱平均峭度图的列车轮对轴承故障特征提取方法。根据频谱趋势将频谱划分为若干子带,采用... 由于受到轮轨激励的干扰,轮对轴承故障特征易被背景噪声所淹没,且在变转速模式下故障特征具有时变性,进一步加剧了提取难度。为此,提出一种基于快速谱平均峭度图的列车轮对轴承故障特征提取方法。根据频谱趋势将频谱划分为若干子带,采用Meyer小波构造带通滤波器,计算每个窄带滤波信号的平均峭度并构造快速谱平均峭度图;选取最优频带进行解调,消除背景噪声的影响;通过相位函数对滤波信号进行迭代广义解调,解决时变故障冲击间隔带来的频谱模糊问题。仿真和试验分析结果表明所提方法有效克服了强背景噪声和时变故障特征的干扰,为变转速工况下轮对轴承故障特征提取提供了新的解决策略。 展开更多
关键词 轮对轴承 故障诊断 变转速 平均峭度 迭代广义解调
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基于增量谐波平衡法的齿轮系统非线性动力学 被引量:26
4
作者 杨绍普 申永军 刘献栋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期40-42,95,i004,共5页
利用增量谐波平衡法研究了一类考虑时变啮合刚度和间隙的直齿轮副的非线性动力学,建立了这类模型的解的统一形式。同时研究了系统的分岔特性以及阻尼比、外激励幅值对系统幅频曲线的影响。利用本文结果可以得到任意精度的近似解,从而可... 利用增量谐波平衡法研究了一类考虑时变啮合刚度和间隙的直齿轮副的非线性动力学,建立了这类模型的解的统一形式。同时研究了系统的分岔特性以及阻尼比、外激励幅值对系统幅频曲线的影响。利用本文结果可以得到任意精度的近似解,从而可以更好地分析和控制齿轮系统的动力学。最后,指出了其它文献中未注意到的问题。 展开更多
关键词 增量谐波平衡法 非线性动力学 齿轮系统 时变啮合刚度 直齿轮副 统一形式 分岔特性 幅频曲线 类模型 阻尼比 外激励 近似解
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基于安全因子的大型施工机械结构安全分析 被引量:10
5
作者 杨绍普 王利英 潘存治 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期55-57,共3页
针对大型施工机械的结构特点,人机环境对大型施工机械进行了安全分析,提出了安全因子的概念,构建了安全因子集;从概念、定义和判据三个方面对安全因子进行了论述;采用数值仿真的方法,把模态应变能和动刚度这两个安全因子应用在大型施工... 针对大型施工机械的结构特点,人机环境对大型施工机械进行了安全分析,提出了安全因子的概念,构建了安全因子集;从概念、定义和判据三个方面对安全因子进行了论述;采用数值仿真的方法,把模态应变能和动刚度这两个安全因子应用在大型施工机械-架桥机的主梁结构损伤识别中,分析结果表明,与其它方法相比,所提的安全因子能够准确、快速的判断结构损伤的存在,并能较好的判断损伤的位置和程度,识别精度更高。 展开更多
关键词 大型施工机械 安全因子集 模态应变能 动刚度 安全分析
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具有滞后非线性悬挂转向架的Hopf分叉 被引量:7
6
作者 杨绍普 陈恩利 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期11-18,共8页
本文研究了具有滞后非线性悬挂的六个自由度转向架的Hopf分叉。研究发现。转向架的蛇行失稳是一种Hopf分叉现象,而且滞后非线性使得分叉为超临界的。通过对分叉解析解的研究,得出分叉解振幅及其稳定性判据。本文研究表明,系统参数对分... 本文研究了具有滞后非线性悬挂的六个自由度转向架的Hopf分叉。研究发现。转向架的蛇行失稳是一种Hopf分叉现象,而且滞后非线性使得分叉为超临界的。通过对分叉解析解的研究,得出分叉解振幅及其稳定性判据。本文研究表明,系统参数对分叉解稳定性的影响是以域的形式出现的,在此基础上,提出了转向架设计和参数优化时的一个新原则,进一步提高了运行安全性。 展开更多
关键词 机车 蛇行 转向架 HOPF分叉
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一类摩擦振子的纯滑动运动分析 被引量:7
7
作者 杨绍普 郭树起 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期43-48,共6页
简单的摩擦振子蕴藏着复杂的粘滑运动。纯滑动运动分析是摩擦振子粘滑运动分析的基础。当摩擦振子中存在粘性阻尼时,其运动复杂程度大大增加。首先给出了其纯滑动运动的精确解,得到了振动幅值的解析表达式。研究发现,对于不同的粘性阻尼... 简单的摩擦振子蕴藏着复杂的粘滑运动。纯滑动运动分析是摩擦振子粘滑运动分析的基础。当摩擦振子中存在粘性阻尼时,其运动复杂程度大大增加。首先给出了其纯滑动运动的精确解,得到了振动幅值的解析表达式。研究发现,对于不同的粘性阻尼比,纯滑动运动的精确解具有相似的结构,可以给出一个统一的解析表达式。并分析了粘滑运动与纯滑动运动的边界,即所谓的ssb(stick-slip boundary)曲线。得到了ssb曲线的曲线方程,为进一步分析粘滑运动打下了基础。最后对解的稳定性进行了分析。 展开更多
关键词 摩擦 纯滑动 粘性阻尼
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磁流变阻尼力建模及主共振研究 被引量:7
8
作者 杨绍普 李韶华 《动力学与控制学报》 2004年第4期62-66,共5页
通过实验建模,提出了一种改进的Bingham模型来描述磁流变阻尼力,模型中的各参数具有明确的物理意义,都与磁流变阻尼器的特性有关.另外,还采用此模型研究了单自由度天棚阻尼控制系统的主共振,利用平均法得到了系统的理论解,并对理论解进... 通过实验建模,提出了一种改进的Bingham模型来描述磁流变阻尼力,模型中的各参数具有明确的物理意义,都与磁流变阻尼器的特性有关.另外,还采用此模型研究了单自由度天棚阻尼控制系统的主共振,利用平均法得到了系统的理论解,并对理论解进行了数值验证.最后,研究了各参数对主共振的影响,从而可以更加有效地控制主共振. 展开更多
关键词 磁流变阻尼力 建模 平均法 主共振 天棚阻尼 滞后非线性模型 半主动控制
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轨道车辆动力学与控制研究进展 被引量:4
9
作者 杨绍普 刘永强 《动力学与控制学报》 2020年第3期1-4,共4页
作为动力学与控制学科的一个分支,车辆动力学与控制方向的研究近年来一直很受重视。轮轨式轨道车辆在基础研究、技术攻关和产品研发等领域不断取得重要进展,这得益于近20年来我国轨道交通领域的快速发展和国家科技部门的大力支持。本文... 作为动力学与控制学科的一个分支,车辆动力学与控制方向的研究近年来一直很受重视。轮轨式轨道车辆在基础研究、技术攻关和产品研发等领域不断取得重要进展,这得益于近20年来我国轨道交通领域的快速发展和国家科技部门的大力支持。本文从我国轮轨式轨道车辆的发展趋势、特点和运营过程中遇到的主要问题等研究角度出发,重点介绍了轨道车辆的载荷分析与减振降噪方法,轨道车辆动力学建模、计算方法和新型结构的动态设计,以及轨道车辆关键旋转部件的状态识别等三个方面的研究成果。这些成果在一定程度上反映了作者们目前所关注的问题和拟解决途径,希望能给轨道车辆动力学与控制领域的其他研究者们提供一些借鉴和参考。 展开更多
关键词 轨道车辆动力学 高速列车 减振降噪 动力学建模与仿真 状态识别
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浮置板道床非线性动力特性分析 被引量:2
10
作者 杨绍普 郭亚娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期51-54,共4页
本文针对新型的浮置板减振轨道,建立了具有三次非线性和Coulomb摩擦阻尼的的动力学模型,利用Fourier级数法和谐波平衡法,研究了列车荷载作用下浮置板轨道系统的频率响应特性,通过对弹簧刚度、阻尼等参数的研究,分析了系统参数对浮置板... 本文针对新型的浮置板减振轨道,建立了具有三次非线性和Coulomb摩擦阻尼的的动力学模型,利用Fourier级数法和谐波平衡法,研究了列车荷载作用下浮置板轨道系统的频率响应特性,通过对弹簧刚度、阻尼等参数的研究,分析了系统参数对浮置板轨道减振特性的影响,并应用能量守恒方法研究了稳态响应的稳定性。 展开更多
关键词 浮置板轨道 非线性 减振 隔振
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一类单自由度多频激励滞后非线性系统的亚组合共振 被引量:4
11
作者 杨绍普 袁向荣 陈恩利 《石家庄铁道学院学报》 1998年第3期1-4,49,共5页
利用平均法研究了一类单自由度滞后非线性系统在多频激励作用下的亚组合共振,得到了该系统产生的亚组合共振响应的解析解,研究表明亚组合共振的幅频曲线具有又型分叉(PitchforkBifurcation)特性,而且亚组合共振的响应比相应的线性... 利用平均法研究了一类单自由度滞后非线性系统在多频激励作用下的亚组合共振,得到了该系统产生的亚组合共振响应的解析解,研究表明亚组合共振的幅频曲线具有又型分叉(PitchforkBifurcation)特性,而且亚组合共振的响应比相应的线性系统的振幅大很多,所以,必须充分考虑非线性的影响。还研究了系统参数对亚组合共振幅频特性的影响,研究发现多频激励使得系统的亚组合共振曲线发生偏移。最后,用数值仿真计算验证了结论的正确性。 展开更多
关键词 滞后非线性 亚组合共振 共振 单自由度
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一类单自由度多频激励非线性系统共振域的研究 被引量:3
12
作者 杨绍普 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 1989年第4期73-78,共6页
当激振力频率落在共振域内时,系统将发生共振。本文将共振域的概念引入单自由度多频激励系统,研究了如何确定共振域的大小、以及系统参数对共振域的影响。
关键词 多频激励 平均法 共振域
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多频激励下Duffing系统的非主共振 被引量:4
13
作者 杨绍普 《石家庄铁道学院学报》 1993年第3期1-8,共8页
本文利用共振域的概念,研究了单自由度Duffing系统在多频激励下的非主共振,引入虚激振力的概念,探讨了各阶共振产生的机理,并得到了组合共振、亚组合共振、亚谐及超谐共振的幅频关系及发生条件,得到了亚组合共振和亚谐共振的临界阻尼,... 本文利用共振域的概念,研究了单自由度Duffing系统在多频激励下的非主共振,引入虚激振力的概念,探讨了各阶共振产生的机理,并得到了组合共振、亚组合共振、亚谐及超谐共振的幅频关系及发生条件,得到了亚组合共振和亚谐共振的临界阻尼,并研究了系统参数对各阶共振的影响。 展开更多
关键词 杜分方程 组合共振 多频激励
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加强科技创新 推进铁路科学发展
14
作者 杨绍普 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期I0001-I0001,共1页
21世纪以来,我国铁路大力开展科技创新,组织关键技术攻关,在高速铁路、重载运输、机车车辆、安全保障、工程建设、运营管理、重大综合试验等领域取得了一大批技术创新成果。目前,中国铁路总体技术水平已经步入世界先进行列,部分技... 21世纪以来,我国铁路大力开展科技创新,组织关键技术攻关,在高速铁路、重载运输、机车车辆、安全保障、工程建设、运营管理、重大综合试验等领域取得了一大批技术创新成果。目前,中国铁路总体技术水平已经步入世界先进行列,部分技术成果达到世界领先水平,特别是我国铁路工程建设技术与复杂运营条件下的运输组织技术,在当今世界独一无二、无可比拟。 展开更多
关键词 高速铁路 科技创新 科学发展 技术创新成果 铁路工程建设 运输组织 重载运输 机车车辆
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多频激励Duffing振子的数字仿真与模拟计算机实时仿真研究 被引量:1
15
作者 杨绍普 《石家庄铁道学院学报》 1993年第4期1-9,共9页
利用数字式计算机和模拟计算机,对多频激励Duffing振子进行了数字仿真和实时仿真试验研究,研究了系统的共振类型和其共振域范围,得到了理论预测的全部共振解.
关键词 杜分方程 数字仿真 实时仿真
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高速动车组齿轮传动系统服役性能演化研究
16
作者 杨绍普 刘永强 +1 位作者 顾晓辉 Che Zhenying 《铁道技术标准(中英文)》 2020年第5期89-100,共12页
齿轮传动系统是高速动车组走行部中的关键子系统,具有结构复杂、高维强非线性、服役工况多变、服役环境恶劣等特点,其运行状态和服役性能直接影响行车安全。因此,准确把握其关键部件的服役性能演化规律,确保其始终处于安全服役状态尤为... 齿轮传动系统是高速动车组走行部中的关键子系统,具有结构复杂、高维强非线性、服役工况多变、服役环境恶劣等特点,其运行状态和服役性能直接影响行车安全。因此,准确把握其关键部件的服役性能演化规律,确保其始终处于安全服役状态尤为重要。本文从故障产生原因、发展过程、状态识别等层面,初步建立了基于微观失效机理和宏观动力学表征的研究框架,介绍了在关键材料力学性能、微裂纹损伤演化、故障特征提取、状态评估与预测等方面的理论、试验研究思路。得到的相关结果有助于构建通过动力学行为识别系统状态的技术体系,为高速动车组安全运营提供有力保障。 展开更多
关键词 动车组 齿轮传动 服役性能 动力学 故障诊断
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平均法与Hopf分叉的规范型系数
17
作者 杨绍普 郭文武 《石家庄铁道学院学报》 2000年第3期52-55,共4页
证明了非线性振动系统对应的平均方程是原系统的一个 Arnold-范式 ,并将平均法推广到了参数化系统 ,大大简化了 Hopf分叉范式及其系数的计算过程 ,同时 ,证明了在非退化情况下 ,ε3以上的项不影响 Hopf分叉三阶截断范式的系数。
关键词 平均法 HOPF分叉 范式 规范型系数
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基于遗传算法的磁流变阻尼器Bouc-Wen模型参数辨识 被引量:43
18
作者 刘永强 杨绍普 +1 位作者 廖英英 张耕宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期261-265,共5页
在除试验数据外无任何先验知识的条件下如何识别Bouc-Wen模型的参数是一个亟待解决的问题。在对磁流变阻尼器进行力学特性试验的基础上,采用遗传算法对磁流变阻尼器Bouc-Wen模型进行参数辨识,并采用缩小参数取值范围的方法逐渐提高遗传... 在除试验数据外无任何先验知识的条件下如何识别Bouc-Wen模型的参数是一个亟待解决的问题。在对磁流变阻尼器进行力学特性试验的基础上,采用遗传算法对磁流变阻尼器Bouc-Wen模型进行参数辨识,并采用缩小参数取值范围的方法逐渐提高遗传算法的识别精度。通过分析参数值与电流间的特征曲线,采用曲线拟合的方法确定它们之间的函数关系,再利用遗传算法得到具体的函数表达式。最后用不同幅值和频率的激励试验数据对识别结果和拟合结果进行了验证。结果表明:利用缩小取值范围的方法得到的Bouc-Wen模型参数识别结果在全局最优解的附近,拟合结果和辨识出的模型均能满足要求。 展开更多
关键词 BOUC-WEN模型 遗传算法 磁流变阻尼器 参数辨识
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基于噪声辅助多元经验模态分解和多尺度形态学的滚动轴承故障诊断方法 被引量:17
19
作者 武哲 杨绍普 +2 位作者 任彬 马新娜 张建超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期127-133,共7页
为了从强噪背景中提取滚动轴承微弱故障特征,提出一种基于噪声辅助多元经验模态分解(Noise Assisted Multivariate Empirical Mode Decomposition,NAMEMD)和数学形态学的滚动轴承故障诊断方法。NAMEMD是新提出的一种基于噪声辅助数据分... 为了从强噪背景中提取滚动轴承微弱故障特征,提出一种基于噪声辅助多元经验模态分解(Noise Assisted Multivariate Empirical Mode Decomposition,NAMEMD)和数学形态学的滚动轴承故障诊断方法。NAMEMD是新提出的一种基于噪声辅助数据分析方法,其克服了集成经验模态分解的模态混淆和运算量大等问题。将NAMEMD与多尺度形态学相结合应用于滚动轴承故障诊断。该方法首先利用NAMEMD将多分量调频调幅故障信号自适应分解为一系列IMF分量;其次,选取能量高的IMF分量求和重构;最后利用多尺度形态学差值滤波器提取信号的故障特征频率。为了验证理论的正确性,进行了仿真试验和轴承故障试验,并与EEMD和包络解调进行了比较,结果表明该方法在进一步降低模态混叠效应的同时,明显提高了运算速度,对滚动轴承外圈、内圈和滚子故障的检测精度更高,能够清晰地提取出故障信号的故障特征频率。 展开更多
关键词 噪声辅助多元经验模态分解 模态混叠 多尺度形态学 滚动轴承 故障诊断
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基于EMD和Teager能量算子的轴承故障诊断研究 被引量:57
20
作者 李辉 郑海起 杨绍普 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期15-17,22,共4页
提出了一种基于EMD和Teager能量算子的齿轮箱轴承故障诊断的新方法,该方法综合利用了经验模态分解和Teager能量算子分析技术。首先利用经验模态分解方法,将振动信号分解成不同特征时间尺度的单分量固有模态函数,然后用Teager能量算子计... 提出了一种基于EMD和Teager能量算子的齿轮箱轴承故障诊断的新方法,该方法综合利用了经验模态分解和Teager能量算子分析技术。首先利用经验模态分解方法,将振动信号分解成不同特征时间尺度的单分量固有模态函数,然后用Teager能量算子计算各固有模态函数的瞬时幅值,最后对感兴趣固有模态函数瞬时幅值的包络谱进行分析,就可识别齿轮箱轴承的故障部位和类型。齿轮箱轴承故障振动实验信号的研究结果表明:该方法能有效地识别轴承的故障。 展开更多
关键词 故障诊断 轴承 经验模态分解 TEAGER能量算子 信号处理
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