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TBT组合式球轴承组内载荷分布及动刚度特性对比分析
1
作者 孙凤 胡玉卓 +5 位作者 刘祥 赵川 杨文华 李博 徐方超 赵海宁 《西南交通大学学报》 北大核心 2026年第1期207-221,共15页
支承轴承的动态载荷分布及刚度特性是引起机床振动和切削稳定性的重要因素,为对比分析TBT(backto-back)组合式球轴承左列和右列在不同工况下的动态载荷分布与动刚度特性,本文基于非线性弹性Hertz接触理论及Jones-Harris模型,结合滚动体... 支承轴承的动态载荷分布及刚度特性是引起机床振动和切削稳定性的重要因素,为对比分析TBT(backto-back)组合式球轴承左列和右列在不同工况下的动态载荷分布与动刚度特性,本文基于非线性弹性Hertz接触理论及Jones-Harris模型,结合滚动体-滚道接触状态判定准则,提出多列组合球轴承五自由度分析模型;采用改进的迭代算法求解,大大提高迭代计算在不同外界条件波动下的求解收敛性,得到恒定预紧力作用下TBT组合式轴承组内轴承动态载荷分布和动刚度特性.研究结果表明:转速、径向载荷、轴向载荷均会改变组合轴承的载荷分布及动刚度特性,且对左列和右列轴承影响效果不同;转速增加会导致组内轴承内部产生非完全接触区域,使轴承载荷分布发生振荡;相较于单个轴承在等效外界载荷条件下,组合轴承的径向动刚度较轴向动刚度提升效果更明显. 展开更多
关键词 球轴承 接触状态分析 动态载荷分布 动刚度 接触角
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轴承球-滚道全工作态下的动态接触特性分析
2
作者 孙凤 胡玉卓 +3 位作者 赵川 杨文华 李博 柏占伟 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2026年第1期99-109,共11页
【目的】随着旋转类机械结构对运行精度和稳定性要求的不断提高,其内部服役轴承的动态性能也面临更加严格的要求。为提高旋转类机械结构的工作性能,揭示轴承在复杂载荷工况下的动态接触特性变化规律显得尤为重要。【方法】基于经典琼斯... 【目的】随着旋转类机械结构对运行精度和稳定性要求的不断提高,其内部服役轴承的动态性能也面临更加严格的要求。为提高旋转类机械结构的工作性能,揭示轴承在复杂载荷工况下的动态接触特性变化规律显得尤为重要。【方法】基于经典琼斯哈里斯模型和滚道控制理论,依据部件间的几何分析和受力分析,建立了一种五自由度动态接触特性分析模型,该模型系统考虑了离心力和陀螺力矩等因素,并计入轴承球-滚道接触和分离两种工作态的影响,以全面描述球轴承在轴向载荷、径向载荷、力矩载荷和转速等多因素作用下的动态接触特性。此外,构建了一种内循环-外循环式Newton-Raphson迭代算法求解局部方程和全局方程,依据轴承内部几何关系和受力关系简化模型求解变量,以降低模型求解的复杂度。以NSK 7013C轴承为例,分析特定载荷工况下轴承的动态接触特性变化规律。【结果】计算结果显示,当轴向载荷较小且达到一定转速时,轴承内部球-滚道会出现非完全接触状态,非完全接触区域与转速呈正相关;适当增大轴向载荷时,轴承内、外圈接触载荷幅值的变化幅度变小且非完全接触状态消失;单独增大径向载荷会导致轴承内部出现非完全接触现象,当径向载荷增大到一定程度时,非完全接触区域不再增大;在同一载荷条件下,轴承内、外圈接触角和接触载荷随滚动体方位角的变化而变化;不同方向的径向载荷和力矩载荷均使轴承接触角和接触载荷产生波动,其作用效果会相互叠加。【结论】轴向载荷能够改善轴承内部载荷分布,且对个别轴承球出现的分离状态具有一定抑制作用。轴向载荷、径向载荷、力矩载荷和转速对轴承的动态接触特性具有不同程度的影响,且力矩载荷的影响较小。本文创新之处在于系统考虑了轴承外界载荷和轴承球-滚道接触、分离全工作态的影响,分析轴承在复杂载荷工况下的动态接触特性变化规律,为指导轴承的选型、正向设计以及改善旋转机械的工作性能等提供了新的理论支持。 展开更多
关键词 角接触球轴承 动态特性 接触状态 分离状态 接触角 接触载荷 联合载荷 五自由度模型
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螺旋超越离合器结构设计及动态接合性能研究
3
作者 李俊 朱楚 +3 位作者 刘捷舟 李培军 李松柏 严宏志 《现代制造工程》 北大核心 2026年第1期135-144,共10页
为进一步提升超越离合器在极端工况下的承载能力并延长其使用寿命,设计了一种结构简单、低副替代高副的新型螺旋超越离合器。考虑自锁及解楔、最小弹簧预紧力、耐磨性和强度等约束条件,对螺旋超越离合器进行了结构设计。进一步,针对实... 为进一步提升超越离合器在极端工况下的承载能力并延长其使用寿命,设计了一种结构简单、低副替代高副的新型螺旋超越离合器。考虑自锁及解楔、最小弹簧预紧力、耐磨性和强度等约束条件,对螺旋超越离合器进行了结构设计。进一步,针对实际工况建立了离合器动力学仿真模型,对启动接合和差速接合2种工况进行了仿真分析,对比分析了内外环与中介环摩擦系数及螺纹升角等关键参数对离合器差速接合性能的影响。研究结果表明,所设计的螺旋超越离合器具有较好的接合性能;差速接合时冲击扭矩较启动接合时大(约2倍的额定扭矩),实际使用中可优先选用启动接合;螺纹升角对螺旋超越离合器差速接合冲击扭矩影响较大,内外环与中介环摩擦系数大小对离合器接合时间影响较大,为螺旋超越离合器的应用提供了一种可行的技术方案。 展开更多
关键词 螺旋超越离合器 结构设计 动力学 接合性能 冲击扭矩
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基于多尺度残差动态域适应网络的不同工况下转子故障诊断方法
4
作者 向玲 王宁 +2 位作者 邴汉昆 胡爱军 韩忠泉 《振动工程学报》 北大核心 2026年第2期595-604,共10页
不同工况下转子数据分布差异大,导致传统故障诊断模型精度低。本文提出了一种基于多尺度残差动态域适应网络(multi-scale residual dynamic domain adaptation network,MsRDDA)的不同工况下转子故障诊断方法,用于解决源域样本有标签而... 不同工况下转子数据分布差异大,导致传统故障诊断模型精度低。本文提出了一种基于多尺度残差动态域适应网络(multi-scale residual dynamic domain adaptation network,MsRDDA)的不同工况下转子故障诊断方法,用于解决源域样本有标签而目标域样本无标签的问题,实现不同工况间的无监督迁移诊断。将采集得到的一维时域信号进行分割,并通过短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)将其转换成具有时频特征的二维图像;提出一个融合多尺度卷积和可分离卷积的多尺度残差网络,该网络由多尺度卷积层作为输入层提取浅层特征,通过4个改进残差模块提取深层特征,保证提取故障特征多样性的同时避免网络因深度的增加而产生梯度消失的问题;将动态分布域适应策略引入多尺度残差网络中,根据平衡因子动态衡量边缘分布和条件分布的重要性,对齐特征分布,提高模型的迁移诊断性能。运用所提方法对转子试验台采集得到的数据进行跨工况迁移诊断试验,并与其他传统迁移模型进行对比,验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 故障诊断 转子 迁移学习 残差网络 动态域适应
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基于深度网络的可控混合式磁力耦合器退磁诊断
5
作者 王爽 章熙泰 +1 位作者 郭永存 孙守锁 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期279-286,302,共9页
可控混合式磁力耦合器的退磁程度直接影响耦合器的传动性能,准确诊断是保障稳定运行的关键.为此,将格拉姆角和场(GASF)与改进残差网络(ResNet)结合提出退磁故障诊断方法.通过有限元仿真提取耦合器气隙内不同位置的电流密度数据,利用GAS... 可控混合式磁力耦合器的退磁程度直接影响耦合器的传动性能,准确诊断是保障稳定运行的关键.为此,将格拉姆角和场(GASF)与改进残差网络(ResNet)结合提出退磁故障诊断方法.通过有限元仿真提取耦合器气隙内不同位置的电流密度数据,利用GASF方法将一维时序数据转换为二维图像,以增强特征表达能力.在此基础上,将注意力机制嵌入ResNet结构,提升网络对故障细节特征的学习与分类能力.实验表明,所提方法在测试集上的平均诊断准确率为97.67%,较EfficientNet、RepVGG、ViT、AlexNet分别提升15.04、14.73、10.66和9.37个百分点.通过实验平台验证所提方法在可控混合式磁力耦合器退磁故障诊断中的有效性和优越性,该方法对真实退磁故障的识别准确率为96.5%. 展开更多
关键词 磁力耦合器 格拉姆角和场(GASF) 残差网络(ResNet) 注意力机制 故障诊断
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基于VMD重构数据增强的不平衡少样本轴承故障识别方法
6
作者 张锐 赵锦钰 +5 位作者 郭洪飞 王燕 杨思妍 刘婷婷 周卫斌 游国栋 《计算机集成制造系统》 北大核心 2026年第1期339-354,共16页
滚动轴承在机械设备中至关重要,其健康状态直接关系到机械设备安全运行和整体性能,然而,实际运行中获取足够的故障样本进行研究是一项挑战。因此,针对实际工况下故障样本数量缺少、与正常样本数量相比形成类不平衡的情形,提出一种基于... 滚动轴承在机械设备中至关重要,其健康状态直接关系到机械设备安全运行和整体性能,然而,实际运行中获取足够的故障样本进行研究是一项挑战。因此,针对实际工况下故障样本数量缺少、与正常样本数量相比形成类不平衡的情形,提出一种基于变分模态分解(VMD)重构数据增强的故障识别模型。首先,通过VMD分解和滤波调整将轴承故障信号重构为平衡数据集。其次,建立各故障类型样本特征参数与不同故障尺寸间关联性,实现生成样本特征评估。最后,通过深度学习YOLOv8算法对各不平衡比例数据集进行深入分析。分析实验结果表明,所提方法能有效扩充少样本场景下的轴承故障数据,提高故障识别精度,从数据层面解决类不平衡问题,对于轴承不平衡样本故障识别具有可行性和有效性。 展开更多
关键词 故障识别 不平衡样本 变分模态分解 数据增强 滚动轴承
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生成式零样本深度学习模型的轴承故障诊断方法
7
作者 刘月文 刘文淼 +2 位作者 李永亭 齐咏生 刘慧文 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第1期201-209,共9页
基于深度学习的故障诊断模型需要大量数据进行训练,然而在实际工况中环境恶劣,完备故障数据的获取困难,导致模型训练精度差甚至无法训练。为此,引入生成式零样本学习模型,然而生成式模型也存在一些局限性,如生成的特征质量可能比较差,... 基于深度学习的故障诊断模型需要大量数据进行训练,然而在实际工况中环境恶劣,完备故障数据的获取困难,导致模型训练精度差甚至无法训练。为此,引入生成式零样本学习模型,然而生成式模型也存在一些局限性,如生成的特征质量可能比较差,与真实特征之间存在较大差距,限制模型性能。针对此问题,提出一种结合互补属性和回归模块生成式零样本学习(CARMGZSL)方法并应用于轴承故障诊断。首先采用连续小波变换将一维故障信号转换为时频图,使用CNN提取故障特征;然后设计一种语义属性模块,依据不同故障定义不同语义属性,通过生成对抗模块将可见类故障的语义属性和故障特征进行对抗性训练,生成不可见类故障特征并送入判别器,和真实故障样本特征进行判别;再构造一类回归模块,将生成样本特征通过回归模块重构为语义属性送入生成器,使生成样本特征更加逼真;最后通过相似性度量实现对不可见类故障与生成式不可见类故障的距离判别,完成故障识别。通过凯斯西储大学轴承数据集进行算法验证,结果表明,在零样本情况下,该方法可实现滚动轴承零样本故障诊断,相比于其他经典的零样本诊断算法,所提方法平均准确率达到92.32%,具有更好的诊断性能。 展开更多
关键词 滚动轴承 零样本学习 故障诊断 生成对抗网络 语义特征
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航空发动机主轴球轴承沟道故障动力学建模与振动特性分析
8
作者 杨海生 张帅龙 +2 位作者 邓四二 雷金涛 尉询楷 《轴承》 北大核心 2026年第3期97-104,共8页
为准确分析航空发动机主轴球轴承沟道故障的振动特性,针对简化模型无法考虑保持架打滑及承载后接触角变化等问题,考虑轴承沟道故障区域处接触变形量的改变,建立了球轴承沟道故障动力学模型,并分析了转速、径向游隙对轴承振动响应的影响... 为准确分析航空发动机主轴球轴承沟道故障的振动特性,针对简化模型无法考虑保持架打滑及承载后接触角变化等问题,考虑轴承沟道故障区域处接触变形量的改变,建立了球轴承沟道故障动力学模型,并分析了转速、径向游隙对轴承振动响应的影响规律。研究结果表明:高速球轴承故障特征频率受保持架打滑的影响较大;转速增大时,轴承故障特征频率仿真值与理论值间的差值随保持架打滑率的变化而变化,故障特征频率的幅值逐渐降低,故障带来的冲击效应减弱;径向游隙增大时,外沟道故障特征频率的幅值增大,内沟道故障特征频率的幅值减小但边频带数量增多且幅值增大,调制现象更明显。 展开更多
关键词 滚动轴承 角接触球轴承 动力学模型 保持架 打滑 转速 径向游隙 特征频率
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基于改进递归图与双通道增强残差网络的滚动轴承故障诊断
9
作者 李俊卿 韩小平 +2 位作者 黄涛 刘若尧 何玉灵 《轴承》 北大核心 2026年第3期81-88,共8页
针对递归图难以处理长序列以及存在特征冗余的问题,提出了多尺度非对称递归图(MARP);同时,针对模型单一输入形式导致故障特征信息丢失,准确率下降的问题,提出了基于双通道增强残差网络(DE-ResNet)的滚动轴承故障诊断模型。通过3层小波... 针对递归图难以处理长序列以及存在特征冗余的问题,提出了多尺度非对称递归图(MARP);同时,针对模型单一输入形式导致故障特征信息丢失,准确率下降的问题,提出了基于双通道增强残差网络(DE-ResNet)的滚动轴承故障诊断模型。通过3层小波分解将原始振动信号分解为不同尺度的频率成分,经过切割与重构生成MARP;将压缩-激励模块融入残差块并将残差网络第1个大卷积层拆解为3个小卷积层,从而得到增强的双通道残差网络模型;将一维原始振动信号和MARP输入DE-ResNet进行轴承故障分类诊断。使用江南大学轴承数据集进行模型验证,结果表明:MARP增强了对长序列的特征表达能力,避免了递归图的特征冗余问题;在残差块中加入压缩激励模块并进行卷积层拆解可以提高模型的特征提取能力,减少模型参数量,加快模型运行速度;DE-ResNet模型的故障诊断准确率为98.75%,高于LeNet,AlexNet,DenseNet等模型,具有准确率较高,泛化性能较强的优势。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 深度学习 人工神经网络 递归滤波 残差 特征融合
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四点接触球转盘轴承螺栓的静承载能力
10
作者 刘向辉 秦东晨 +2 位作者 贺占蜀 谢兴会 邵景干 《轴承》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页
以QU2500.50型单排四点接触球转盘轴承为研究对象,基于HyperMesh和ANSYS软件建立了轴承-支承-螺栓的一体化有限元模型,通过理论公式验证了其准确性,并分析了球数、接触角、螺栓数量和螺栓预紧力对螺栓最大变形和应力的影响,结果表明:螺... 以QU2500.50型单排四点接触球转盘轴承为研究对象,基于HyperMesh和ANSYS软件建立了轴承-支承-螺栓的一体化有限元模型,通过理论公式验证了其准确性,并分析了球数、接触角、螺栓数量和螺栓预紧力对螺栓最大变形和应力的影响,结果表明:螺栓的最大变形和最大应力随着螺栓数量、球数和接触角的增大而减小,而随着螺栓预紧力的增大而增大;各因素对螺栓最大变形的影响程度由大到小依次为螺栓数量、接触角、球数和螺栓预紧力,对螺栓最大应力的影响程度由大到小依次为螺栓数量、螺栓预紧力、球数和接触角,对螺栓应力分布均匀性的影响程度由大到小依次为螺栓数量、球数、接触角和螺栓预紧力。 展开更多
关键词 滚动轴承 四点接触球轴承 转盘轴承 螺栓 承载能力 应力 变形 极差
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轴承预紧力及保持架间隙对平衡轮扰动特性的影响
11
作者 赵雁 张帅龙 +2 位作者 廖辉 柴灵芝 王雅梦 《轴承》 北大核心 2026年第2期40-49,共10页
针对平衡轮的扰动特性,建立了平衡轮扰动动力学模型,分析了轴承预紧力和保持架间隙对平衡轮扰动力和扰动力矩的影响,并通过试验验证了模型的准确性,结果表明:平衡轮在不同方向的扰动力和扰动力矩有所不同,在z轴方向的扰动力较大,y轴方... 针对平衡轮的扰动特性,建立了平衡轮扰动动力学模型,分析了轴承预紧力和保持架间隙对平衡轮扰动力和扰动力矩的影响,并通过试验验证了模型的准确性,结果表明:平衡轮在不同方向的扰动力和扰动力矩有所不同,在z轴方向的扰动力较大,y轴方向的扰动力矩较大,主要与平衡轮安装及工作方式有关;研究的平衡轮存在一个较优的参数范围,即预紧力为100~120N,保持架兜孔间隙和引导间隙分别为0.25~0.35mm,0.45~0.50mm时,平衡轮的扰动力和扰动力矩较小,稳定性好。 展开更多
关键词 滚动轴承 角接触球轴承 保持架 预载荷 扰动力 扰动力矩 动力学模型
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大直径钢管合缝机用滚轮滚针轴承径向游隙设计
12
作者 段富宣 史松霞 +2 位作者 田民 孙元哲 张伟 《轴承》 北大核心 2026年第1期23-26,共4页
针对大直径钢管合缝机用滚轮滚针轴承因径向游隙选择不当导致的卡死问题,分析其主要原因为该类轴承外圈不被包容,受载后除产生接触变形外,还会产生弹性弯曲变形,进而引起径向游隙减小。推导了径向游隙的计算公式,并提出参考GB/T 4604.1... 针对大直径钢管合缝机用滚轮滚针轴承因径向游隙选择不当导致的卡死问题,分析其主要原因为该类轴承外圈不被包容,受载后除产生接触变形外,还会产生弹性弯曲变形,进而引起径向游隙减小。推导了径向游隙的计算公式,并提出参考GB/T 4604.1—2012,选取径向游隙最小值大于且最接近理论最小径向游隙的组别,考虑安全系数,最小径向游隙取所选组别的中间值并稍微压缩,最大径向游隙取所选组别大一个组别的中间值并稍微压缩。实例计算及验证结果表明理论径向游隙与实测结果接近,且轴承卡死概率由11%降低至1%,证明了径向游隙选取的合理性。 展开更多
关键词 滚动轴承 滚针轴承 径向游隙 弹性变形 安全系数 试验验证
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基于两阶段动态对抗迁移建模的轴承故障诊断
13
作者 刘月文 徐帆 +2 位作者 李永亭 齐咏生 王顺利 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第2期188-195,共8页
针对传统故障诊断方法使用梯度反转层极易造成梯度消失,同时源域样本与目标域样本存在分布差异,无法动态判断两种分布间的相似性,导致故障诊断模型泛化能力极低的问题,提出一种两阶段动态对抗迁移网络(TSDAMN),实现轴承的迁移故障诊断... 针对传统故障诊断方法使用梯度反转层极易造成梯度消失,同时源域样本与目标域样本存在分布差异,无法动态判断两种分布间的相似性,导致故障诊断模型泛化能力极低的问题,提出一种两阶段动态对抗迁移网络(TSDAMN),实现轴承的迁移故障诊断。首先,该网络提出一种新的两步式对抗策略和动态判别思想,使用分布对抗策略,分步骤对分类器和判别器进行交互训练,有效解决梯度消失问题;然后,构建一种动态自适应学习算法,通过动态调整边缘分布和条件分布在整个迁移过程所占权重,有效提高故障特征聚类能力,从而提升故障诊断的准确性;最后,引入θ系控改进交叉熵损失函数进一步细化故障分类精度。采用凯斯西储大学轴承数据集进行试验验证,并与经典算法进行比较,所提方法故障分类平均准确率达98.67%,结果表明,所提方法能够更加准确地分类故障,解决标注匮乏问题。 展开更多
关键词 故障诊断 迁移学习 梯度消失 两步式对抗 动态判别 滚动轴承
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基于多样性数据生成的滚动轴承领域泛化剩余使用寿命预测方法
14
作者 宋仁旺 姚程昊 +1 位作者 石慧 陈琳英 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期290-301,共12页
针对滚动轴承剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测过程中,存在的可用于训练的数据稀少,且未知工况下轴承的实际运行数据和训练数据有明显分布差异,从而导致寿命预测模型泛化性能大幅下降的问题。研究了一种基于多样性数据生成... 针对滚动轴承剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测过程中,存在的可用于训练的数据稀少,且未知工况下轴承的实际运行数据和训练数据有明显分布差异,从而导致寿命预测模型泛化性能大幅下降的问题。研究了一种基于多样性数据生成的滚动轴承领域泛化剩余寿命预测方法。首先,构建相空间数据生成模块,在捕获退化过程中慢变信息的同时,实现样本多样性增强。在此基础上,构建对抗域外数据生成模块,并采取对抗的训练方式,基于所搭建的对抗性数据生成框架获得伪域,进一步扩充了可用样本的多样性,在该框架中添加了域差异函数从而增强伪域的多样性,并添加了流形正则化和语义正则化确保伪域的一致性。最后,基于扩充后的多样性样本,搭建双通道深度卷积回归网络用于RUL预测的领域泛化训练,在PHM2012数据集下实现未知工况下的滚动轴承RUL预测,试验结果验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 领域泛化 剩余使用寿命(RUL)预测 未知工况 多样性数据生成 对抗性数据生成
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基于深度多源域适应的滚动轴承跨工况故障诊断方法研究
15
作者 贾然 李睿 +3 位作者 陈涛 张树纯 熊涔博 郝乃芃 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第2期141-150,共10页
针对现有故障诊断模型在滚动轴承跨工况场景下存在特征分布偏移抑制不足与负迁移风险显著的问题,提出一种基于深度多源域适应的故障诊断方法.首先,设计动态权重分配模块,通过Wasserstein距离量化源域与目标域分布差异,结合Softmax函数... 针对现有故障诊断模型在滚动轴承跨工况场景下存在特征分布偏移抑制不足与负迁移风险显著的问题,提出一种基于深度多源域适应的故障诊断方法.首先,设计动态权重分配模块,通过Wasserstein距离量化源域与目标域分布差异,结合Softmax函数自适应融合多源知识,抑制噪声干扰与负迁移;其次,构建多尺度特征提取网络,采用并行时域膨胀卷积分支与频域短时傅里叶变换分支捕捉振动信号的局部瞬态特征与全局频域模式,并通过跨尺度注意力机制实现时频特征交互强化;最后,引入多判别器对抗训练与最大分类器差异准则,联合优化域不变特征对齐与分类判别性.通过多源域适应任务进行实验验证,结果表明,所提方法较其他传统多源域适应方法具有更高的诊断精度与泛化能力,平均诊断精度最高提升了3.43%,且任务间性能波动最高降低了40%,为复杂工业场景下的滚动轴承跨工况故障诊断提供了新思路. 展开更多
关键词 深度学习 多源域 滚动轴承 故障诊断
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基于多特征融合的轴承故障诊断方法
16
作者 张娜 王卓 +1 位作者 王枭雄 白晓平 《现代电子技术》 北大核心 2026年第4期178-186,共9页
旋转机械设备轴承的转速会随工作环境变化而波动,该波动会干扰故障特征提取。为了更准确地识别出轴承故障在不同转速下引发的信号微弱变化,提出一种基于多特征融合的轴承故障诊断方法。该研究基于声发射信号,采集了三种转速下轴承的内... 旋转机械设备轴承的转速会随工作环境变化而波动,该波动会干扰故障特征提取。为了更准确地识别出轴承故障在不同转速下引发的信号微弱变化,提出一种基于多特征融合的轴承故障诊断方法。该研究基于声发射信号,采集了三种转速下轴承的内圈故障、外圈故障和滚动体故障数据。首先,将一维声发射时序信号通过小波变换(WT)和灰度化处理转换为二维灰度图像。其次,将二维图像作为特征图,输入到优化后的梯度方向直方图(HOG)、局部二值模式(LBP)及深度神经网络(CVGG16)中进行特征提取,构建HLV模型以得到特征图的全方位、多层次信息。最后,将HLV模型提取到的三类特征进行多特征串行融合,采用主成分分析(PCA)对融合后的特征进行降维,提升检测速率;使用支持向量机(SVM)学习算法训练分类模型,进而实现轴承的故障诊断。研究结果表明:HLV特征提取模型与其他单一模型相比可以得到更有效的故障特征,准确率为97.50%,采用的PCA可提升训练速率;所提WHLVS轴承故障诊断方法相较于其他方法具有优越性,精确率高达97.52%;在三种公开数据集上的评估指标P、R、F_(1)、mAP均在94%以上,验证了该方法的可靠性和应用潜力。 展开更多
关键词 轴承 故障诊断 多特征融合 声发射信号 小波变换 主成分分析 支持向量机
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复杂工况下磨齿机主轴运行模态的分析方法
17
作者 李国龙 赵晓亮 +1 位作者 王玉 陶一杰 《中国机械工程》 北大核心 2026年第1期51-59,共9页
针对磨齿机主轴服役状态下振动形式复杂、模态特征难以有效识别的问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解与相关性分析的方法。采用有限元模态分析方法定义频带范围,采用小波阈值分级法保留模态特征信息。采用倒频谱法编辑信... 针对磨齿机主轴服役状态下振动形式复杂、模态特征难以有效识别的问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解与相关性分析的方法。采用有限元模态分析方法定义频带范围,采用小波阈值分级法保留模态特征信息。采用倒频谱法编辑信号,以识别并剔除转子产生的谐波响应。不同降噪方法与二自由度算例的验证结果表明,所提方法处理后的模态识别误差减小至1.3%,极点稳定时的拟合阶次降低76.7%,可准确识别服役状态下机床旋转部件的模态特征。 展开更多
关键词 工作模态分析 自适应噪声完备集合经验模态分解 小波阈值分级准则 倒频谱编辑 磨齿机 参数识别
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CFRP带波纹结构传动轴与直管传动轴的振动性能对比研究
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作者 张锦光 肖少朋 +3 位作者 聂慧阳 王帅 司坤利 文湘隆 《振动工程学报》 北大核心 2026年第1期49-57,共9页
波纹管结构具有良好的减振特性,将波纹管结构引入传动轴减振设计中,设计了一种具有薄壁波纹结构的碳纤维复合材料传动轴,采用有限元法研究了其振动特性,采用模压成型工艺制作了CFRP带波纹结构传动轴和直管传动轴试验件,通过试验研究了... 波纹管结构具有良好的减振特性,将波纹管结构引入传动轴减振设计中,设计了一种具有薄壁波纹结构的碳纤维复合材料传动轴,采用有限元法研究了其振动特性,采用模压成型工艺制作了CFRP带波纹结构传动轴和直管传动轴试验件,通过试验研究了带波纹结构传动轴的模态参数和频响特性,并将试验结果与有限元仿真结果进行对比。结果表明:所设计的CFRP带波纹结构传动轴在纵向和横向激励下的减振效果均优于CFRP直管传动轴,在300~2000 Hz频段内,出现多个减振幅值衰减区间,减振性能良好;带波纹结构传动轴纵向振动特性试验与仿真结果基本吻合,验证了有限元计算模型的准确性和有效性。该研究为复合材料传动轴的减振结构设计提供了相应的理论依据,也为其减振应用提供了思路。 展开更多
关键词 传动轴 波纹管 振级落差 碳纤维复合材料
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最优模糊理论的下肢机器人自适应鲁棒控制
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作者 陈元富 贺元成 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期298-308,共11页
为了解决不确定性和外部干扰,提出了一种基于最优模糊理论的下肢外骨骼机器人自适应鲁棒控制方法。首先提出一种自适应鲁棒控制,保证系统的一致有界性和一致最终有界性。然后采用模糊集理论来描述不确定性和干扰,并用隶属函数确定这些... 为了解决不确定性和外部干扰,提出了一种基于最优模糊理论的下肢外骨骼机器人自适应鲁棒控制方法。首先提出一种自适应鲁棒控制,保证系统的一致有界性和一致最终有界性。然后采用模糊集理论来描述不确定性和干扰,并用隶属函数确定这些不确定性和干扰的界。在此基础上,构造一个包含平均模糊系统性能和控制代价的模糊性能指标,求出自适应鲁棒控制的最优控制增益,并从理论上验证了最优控制增益的存在性。最后,通过仿真结果证明了提出方法可以同时实现高精度跟踪控制和良好的不确定性鲁棒控制。 展开更多
关键词 不确定性 下肢外骨骼机器人 鲁棒控制 模糊集理论
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基于CEEMDAN-WTD-GA的风机齿轮箱振动信号自适应降噪
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作者 晋成凤 彭宇涵 +7 位作者 段学涛 陈果 郑建虎 赵会城 胡忠忠 曹玲燕 沈瑶宇 万福 《电工电能新技术》 北大核心 2026年第1期105-115,共11页
风机齿轮箱是风力发电机组能量传递的核心部件,振动信号作为风机齿轮箱故障诊断的关键数据源,能够精准反映风电机组内部动态特性。然而,在实际运行中齿轮箱内部振动信号易受多源复合噪声干扰,使得传统信号去噪技术难以有效分离噪声而面... 风机齿轮箱是风力发电机组能量传递的核心部件,振动信号作为风机齿轮箱故障诊断的关键数据源,能够精准反映风电机组内部动态特性。然而,在实际运行中齿轮箱内部振动信号易受多源复合噪声干扰,使得传统信号去噪技术难以有效分离噪声而面临瓶颈,亟需开发风机齿轮箱在服役复杂环境下的自适应去噪。因此,本文提出一种融合自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)、遗传算法(GA)与小波阈值降噪(WTD)的复合去噪方法,通过构造真值未知条件下时-频-能三维评估指标,建立参数空间映射模型,实现小波基函数、分解层数、阈值规则及相关系数阈值的多元协同优化,该体系通过平滑度、谱熵与残差能量比的互补验证,克服了单一指标的局限性。实验结果表明,该方法在模拟信号中能够将信噪比提升至12.16 dB,均方根误差为0.78×10^(-2)。通过CEEMDAN模态分解与WTD的层次化噪声滤除机制,结合GA的全局参数优化能力,突破了传统方法依赖人工经验、参数耦合优化困难的瓶颈。为风机齿轮箱早期故障诊断提供了高保真信号预处理方案,对提升风电机组状态监测可靠性具有重要工程意义。 展开更多
关键词 风机齿轮箱 振动信号 自适应噪声完备集合经验模态分解 小波阈值 自适应去噪
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