电梯块式制动器热结构耦合仿真及寿命预测

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作者 李武 路明雪 +4 位作者 周晓峰 侯巍 胡明 王文斌 林青云 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1358-1366,共9页

针对电梯制动器在交变热循环应力作用下易发生疲劳失效,从而导致制动器使用寿命降低的问题,以电梯块式制动器为研究对象,对制动器紧急制停时的能量转化进行了理论推导、仿真分析。首先,利用制动轮和闸瓦摩擦片的接触区域将电梯的机械能... 针对电梯制动器在交变热循环应力作用下易发生疲劳失效,从而导致制动器使用寿命降低的问题,以电梯块式制动器为研究对象,对制动器紧急制停时的能量转化进行了理论推导、仿真分析。首先,利用制动轮和闸瓦摩擦片的接触区域将电梯的机械能转化为热能,依靠相关介质将温度以热量的形式散发,采用理论推导对制动器摩擦接触区域进行了理论建模;然后,利用Abaqus对制动器温度场和应力场变化规律进行了分析,研究了制动轮轴向、径向及周向的应力场和温度场分布规律,确定了制动器易发生热疲劳的危险部位;最后,基于Manson-Coffin对紧急工况下的制动轮进行了寿命预测,确定了制动轮与闸瓦接触表面温度场和应力场变化规律对制动器制动性能的影响。研究结果表明:制动轮和闸瓦摩擦片间的接触压力分布不均匀,温度场和应力场存在较强耦合,且最大等效应力出现在制动轮与闸瓦接触区域。 展开更多

关键词 块式制动器 紧急制动 热机耦合 热疲劳寿命 制动轮温度场分布 应力分布特性

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非线性调频模式分解及在机械设备故障诊断中的应用 被引量：4

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作者 林青云 魏连友 +1 位作者 叶杰凯 易灿灿 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第5期77-81,共5页

由于机械设备传动系统中的关键零部件如轴承的振动信号具有典型非平稳的特征,将非线调频模式分解算法引入到机械设备故障诊断中,实现了对轴承等关键零部件早期微弱故障的特征识别。该方法在变模式分解理论的基础上,利用解调算子,将宽带... 由于机械设备传动系统中的关键零部件如轴承的振动信号具有典型非平稳的特征,将非线调频模式分解算法引入到机械设备故障诊断中,实现了对轴承等关键零部件早期微弱故障的特征识别。该方法在变模式分解理论的基础上,利用解调算子,将宽带信号变为窄带信号,实现了复杂信号的多尺度分解,同时使得多组分信号具有较高的时频分辨率。利用该方法对具有时频交叉干扰特性的仿真信号和故障实验台的实测轴承信号进行了分析,结果表明提出的方法在复杂信号模式分解和故障特征识别方面具有明显的优势。 展开更多

关键词 非线性调频 模式分解 故障诊断 特征识别

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基于VMD-GRU-Transformer的电梯轴承故障诊断方法 被引量：4

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作者 盛宇 李维武 +2 位作者 杨吴奔 李武 巩浩 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第11期178-185,共8页

随着城市化进程的加速,电梯作为高层建筑中不可或缺的设施,其安全运行受到高度关注。电梯轴承的故障诊断对于保证电梯安全运行至关重要。传统的故障诊断方法主要依赖于人工经验和简单的信号处理技术,难以应对复杂和非线性的故障模式。... 随着城市化进程的加速,电梯作为高层建筑中不可或缺的设施,其安全运行受到高度关注。电梯轴承的故障诊断对于保证电梯安全运行至关重要。传统的故障诊断方法主要依赖于人工经验和简单的信号处理技术,难以应对复杂和非线性的故障模式。文中提出了一种基于变分模态分解(VMD)、门控循环单元(GRU)和Transformer的电梯轴承故障诊断方法。该方法首先采用VMD对电梯轴承的振动信号进行自适应分解,提取出关键的模态成分;然后,通过GRU网络深入学习每个模态成分的时间序列特征,捕捉故障信号中的动态信息,引入Transformer模型的多头自注意力机制,实现对特征的全局分析和融合,从而提高故障诊断的准确性和效率;最后,公共轴承数据集的试验结果验证了所提方法在电梯轴承故障诊断方面的有效性。 展开更多

关键词 轴承 故障诊断 电梯 信号分析 深度学习

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基于频域窗函数的短时傅里叶变换及其在机械冲击特征提取中的应用 被引量：16

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作者 朱亚军 胡建钦 +2 位作者 李武 林青云 易灿灿 《机床与液压》 北大核心 2021年第18期177-182,共6页

提取冲击特征是实现轴承、齿轮故障识别的关键,但是容易受到噪声和其他无关成分的干扰。区别于经典的时频分析方法如短时傅里叶变换和同步压缩小波变换,提出基于频域窗函数的短时傅里叶变换法。利用最大相关峭度反卷积的方法对振动信号... 提取冲击特征是实现轴承、齿轮故障识别的关键,但是容易受到噪声和其他无关成分的干扰。区别于经典的时频分析方法如短时傅里叶变换和同步压缩小波变换,提出基于频域窗函数的短时傅里叶变换法。利用最大相关峭度反卷积的方法对振动信号进行滤波,使信号的质量得到提高;通过频域窗函数,实现二维时频平面中时间的精准定位和冲击特征的准确识别,进一步锐化了复杂多组分信号的时频脊线。利用所提方法对数值仿真信号和实际轴承故障信号进行分析,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 频域窗函数 短时傅里叶变换 最大相关峭度反卷积 故障诊断

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基于变模式提取与去趋势波动分析的液压泵故障诊断研究 被引量：5

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作者 金林彩 叶杰凯 +2 位作者 汤小明 赵健 易灿灿 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第12期1628-1635,共8页

由于液压泵故障识别难度大,并且检测到的液压泵故障振动信号中包含噪声等无关干扰信息,为此,提出了一种基于变模式提取和去趋势波动分析的方法,用于对液压泵故障进行识别和诊断。首先,通过变分模式提取方式,对采集到的液压泵振动信号进... 由于液压泵故障识别难度大,并且检测到的液压泵故障振动信号中包含噪声等无关干扰信息,为此,提出了一种基于变模式提取和去趋势波动分析的方法,用于对液压泵故障进行识别和诊断。首先,通过变分模式提取方式,对采集到的液压泵振动信号进行了分解,得到了一系列固有模态函数分量;然后,通过去趋势波动分析方法,得到了不同模式分量的标度指数;利用标度指数的幅值阈值区分有用信号和噪声信号,并对含噪的模式分量进行了小波降噪,以最大程度地保留其中的有效信息;最后,将降噪处理后的模式分量和不含噪的模式分量进行了重构,并对重构信号进行了多统计学特征计算和局部保留投影降维。研究结果表明:变模式提取对信号进行分解后的结果,与原始不含噪信号的均方根误差仅为0.3251,该结果可为后续基于局部保留投影的液压泵不同故障类型的准确聚类提供数据支撑;同时,通过分析数值仿真信号和轴向柱塞泵液压实验系统所采集到的数据,进一步验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 液压泵 故障诊断 变模式提取 去趋势波动分析 小波降噪

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基于SWD和MOMEDA的滚动轴承微弱故障特征识别 被引量：1

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作者 朱亚军 胡建钦 +2 位作者 李武 林青云 易灿灿 《轴承》 北大核心 2021年第6期38-43,共6页

针对复杂工况下轴承微弱故障特征难以提取的问题,提出一种基于群体分解(SWD)和多点调整最优最小熵解卷积(MOMEDA)的故障诊断方法。首先,利用SWD对振动信号进行模态分解,并根据相关系数选择有用分量;然后,利用MOMEDA对选取的分量实现弱... 针对复杂工况下轴承微弱故障特征难以提取的问题,提出一种基于群体分解(SWD)和多点调整最优最小熵解卷积(MOMEDA)的故障诊断方法。首先,利用SWD对振动信号进行模态分解,并根据相关系数选择有用分量;然后,利用MOMEDA对选取的分量实现弱信号特征的增强;最后,通过快速傅里叶变换进行故障特征的识别。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 特征提取 群体分解 多点调整最优最小熵解卷积

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张量秩-(Lr,Lr,1)分解算法在机械故障盲源分离中的应用 被引量：1

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作者 魏连友 朱亚军 +2 位作者 金林彩 张珍 易灿灿 《机床与液压》 北大核心 2020年第15期199-203,共5页

当源信号不满足统计独立的假设,或者观测通道数少于源信号数时,经典的盲源分离方法如独立分量分析的处理效果很差。提出了一种基于张量分解模型的盲源分离算法,该方法将观测信号分解为一系列由源信号拟合的有理函数。将观测信号的每一... 当源信号不满足统计独立的假设,或者观测通道数少于源信号数时,经典的盲源分离方法如独立分量分析的处理效果很差。提出了一种基于张量分解模型的盲源分离算法,该方法将观测信号分解为一系列由源信号拟合的有理函数。将观测信号的每一个通道映射为Löwner矩阵并堆叠形成三维张量数据;根据Löwner矩阵的秩和源信号拟合多项式阶数的对应属性,通过张量秩-(Lr,Lr,1)将张量唯一地分解为由源信号的Löwner矩阵表示的前2个模式和由相应的混合向量表示的第3个模式,从而准确地分离出不同源信号;通过数值仿真实验和实测轴承混合故障的盲信号分析,证明了该方法在盲源分离的优良性能。 展开更多

关键词 独立分量分析 盲源分离 Löwner矩阵 张量秩-(Lr Lr 1)分解 故障诊断

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一种便捷式电梯钢丝绳张力计及控制系统的设计 被引量：4

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作者 张庆丰 赵在俊 +1 位作者 李武 赵德栋 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第12期201-206,共6页

针对目前的电梯钢丝绳张力检测还停留在普通弹簧测力法,精度低下,操作不便,而现有的电子张力计体积较大、安装不便的问题,提出了一种操作方式类似于普通弹簧秤测力法的便捷式电梯钢丝绳电子张力计,该张力计配置了一种体积精巧的工装结构... 针对目前的电梯钢丝绳张力检测还停留在普通弹簧测力法,精度低下,操作不便,而现有的电子张力计体积较大、安装不便的问题,提出了一种操作方式类似于普通弹簧秤测力法的便捷式电梯钢丝绳电子张力计,该张力计配置了一种体积精巧的工装结构,通过监测工装结构的张角从而来确定拉动各钢丝绳至同一水平径向位置,解决了现有电子张力计无法精确控制加载钢丝绳的水平径向位置的问题。为实现张力计的功能和达到张力计的设计精度要求,开发了以dsPIC30F4012为主控芯片,以HX711+悬臂梁传感器为张力采集模块,以AS5045为张角监测模块的张力计控制系统。实验结果表明:该控制系统张力测量稳定性达到99.2%,非线性误差为0.14%,角度采集稳定性达到100%。该张力计兼顾了普通弹簧测力法和现有电子张力计的优点,具有操作便捷、携带方便、精度精准的优点。 展开更多

关键词 钢丝绳 张力计 精度 工装结构 张角 控制系统

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基于凸优化的RPSEMD及其在滚动轴承故障诊断中的应用

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作者 张永庆 柯伟 +2 位作者 林青云 易灿灿 马毓博 《轴承》 北大核心 2020年第6期51-57,共7页

为改善再生相移正弦辅助经验模态分解(RPSEMD)在噪声影响下鲁棒性较差的缺陷,引入了一种广义的极小极大凹罚函数(GMC)作为1范数的替代,建立起了基于凸优化的降噪框架。将该凸优化降噪方法作为一种前处理手段,随后利用RPSEMD对预处理过... 为改善再生相移正弦辅助经验模态分解(RPSEMD)在噪声影响下鲁棒性较差的缺陷,引入了一种广义的极小极大凹罚函数(GMC)作为1范数的替代,建立起了基于凸优化的降噪框架。将该凸优化降噪方法作为一种前处理手段,随后利用RPSEMD对预处理过的信号进行模态分解。数值仿真信号和实测轴承故障信号的试验结果,以及与EMD及EEMD的对比分析表明,该方法能够消除模态混叠现象的影响,有效提取轴承的故障特征频率。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 凸优化 再生相移正弦辅助经验模式分解 特征提取

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基于DMD和t-SNE的液压泵故障诊断

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作者 金林彩 叶杰凯 +3 位作者 张珍 汤小明 邵锡余 庹帅 《机床与液压》 北大核心 2021年第14期187-192,200,共7页

液压泵长期处于高压、高速的运行工况下,泵体零部件极易发生故障。实际工况下测量的振动信号往往包含着许多无关信号成分如噪声,导致传统方法难以实现故障类型的准确识别。提出一种基于动模式分解(DMD)和t分布随机近邻嵌入(t-SNE)聚类... 液压泵长期处于高压、高速的运行工况下,泵体零部件极易发生故障。实际工况下测量的振动信号往往包含着许多无关信号成分如噪声,导致传统方法难以实现故障类型的准确识别。提出一种基于动模式分解(DMD)和t分布随机近邻嵌入(t-SNE)聚类的液压泵故障模式识别方法。在泵体布置传感器进行监测获得振动信号,首先利用DMD进行分解获得表征信号本质特征的模式分量,再利用t-SNE进行降维聚类,实现不同故障类型的准确识别。通过数值仿真和试验台故障数据分析,验证了提出方法的可行性及有效性。 展开更多

关键词 动模式分解 t分布随机近邻嵌入 液压泵 故障分类

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基于模糊动态故障树的斜行电梯安全制动系统可靠性分析

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作者 路明雪 胡明 +3 位作者 林青云 叶杰凯 李武 周奇彪 《机械强度》 2025年第11期142-149,共8页

在斜行电梯运行中,其安全制动系统是影响设备安全性和可靠性的关键因素。针对斜行电梯安全制动系统故障的发生具有动态性及不确定性的特点,提出了一种基于模糊动态故障树的斜行电梯安全制动系统可靠性分析方法。基于模糊数学理论对安全... 在斜行电梯运行中,其安全制动系统是影响设备安全性和可靠性的关键因素。针对斜行电梯安全制动系统故障的发生具有动态性及不确定性的特点,提出了一种基于模糊动态故障树的斜行电梯安全制动系统可靠性分析方法。基于模糊数学理论对安全制动系统的底事件故障率进行表征,结合动态故障树分析方法,将斜行电梯安全制动系统动态故障树划分为静态子树与动态子树,静态子树采用静态或逻辑门求解事件的模糊故障概率,动态子树采用基于马尔可夫(Markov)模型中不同状态模糊转移率获得安全制动系统随时间变化的失效率函数,得到不同运行时间安全制动系统故障失效概率的隶属函数,实现斜行电梯系统故障发生率不确定条件下的动态可靠性分析。基于模糊概率重要度求解原理,对安全制动系统底事件进行概率重要度排序分析,为斜行电梯安全制动系统的定期检修和维护提供了依据。 展开更多

关键词 模糊数学理论 动态故障树 斜行电梯安全制动系统 马尔可夫模型 模糊概率重要度

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