基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术

1

作者 陈立芳 周宇航 +1 位作者 房务官 郭仪翔 《纺织学报》 北大核心 2025年第3期188-195,共8页

飞行器在高超声速飞行和再入过程中存在热侵蚀的安全隐患,高温高压苛刻环境对热密封材料要求越来越高,针对苛刻环境下飞行器用热密封材料特性评估难的问题,提出一种基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术,并搭建虚拟和实... 飞行器在高超声速飞行和再入过程中存在热侵蚀的安全隐患,高温高压苛刻环境对热密封材料要求越来越高,针对苛刻环境下飞行器用热密封材料特性评估难的问题,提出一种基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术,并搭建虚拟和实体测试系统完成陶瓷纤维毡在不同工况下的气密及传热特性测试。测试前通过虚拟空间开展热密封环境模拟仿真,测试中通过数据在虚实空间的动态交互实现测试过程的监测预警,测试后运行数字孪生系统对测试结果进行评估,并基于孪生模型对超出测试范围的参数完成虚拟测试。实验结果表明:陶瓷纤维毡在30%压缩率、1100℃高温时的泄漏率相较于常温工况约减少了72%,该研究解决了超高参数下热密封材料无法测试的难题。 展开更多

关键词 再入飞行器 数字孪生 热密封材料 气密特性 传热特性 高温测试技术

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基于两阶段鲁棒优化的对转桨扇自动平衡控制算法研究

2

作者 孙亚冰 陈立芳 +2 位作者 王冬寒 易云蔚 鲍锐 《推进技术》 北大核心 2025年第4期243-253,共11页

针对桨扇发动机飞行时振动噪声大的突出问题,提出一种基于两阶段鲁棒优化(Two-Stage Robust Optimization,TSRO)对转桨扇内外双转子不平衡振动在线抑制的原理和方法。模拟某型桨扇发动机搭建结构相似的对转双螺旋桨试验台,分别在内/外... 针对桨扇发动机飞行时振动噪声大的突出问题,提出一种基于两阶段鲁棒优化(Two-Stage Robust Optimization,TSRO)对转桨扇内外双转子不平衡振动在线抑制的原理和方法。模拟某型桨扇发动机搭建结构相似的对转双螺旋桨试验台,分别在内/外转子上安装一套电磁式自动平衡执行器,开展对转双转子自动平衡算法和试验研究。在实时辨识不平衡矢量基础上,应用两阶段鲁棒优化的自动平衡控制算法,实现对转双转子系统不平衡力和力偶的快速稳定抑制。TSRO算法的第一阶段,以转子残余不平衡量单调减小为决策;第二阶段以自动平衡时间最短为决策。利用该算法控制双自动平衡执行器中的配重块移动,实现快速配平,实时高效地抑制对转双转子不平衡振动。在搭建的对转双转子自动平衡试验台上应用TSRO方法进行自动平衡试验,内/外转子振动分别下降87%与91%;对比其他几种算法,仿真及试验结果均表明TSRO算法具有更好的鲁棒性与高效性,自动平衡效率提高29%以上。 展开更多

关键词 桨扇发动机 自动平衡 残余不平衡力 不平衡力偶 两阶段鲁棒优化

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基于补偿距离评估和一维卷积神经网络的离心泵故障快速智能识别方法 被引量：14

3

作者 焦瀚晖 胡明辉 +1 位作者 江志农 冯坤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期41-49,共9页

一维卷积神经网络可适用于振动等一维信号的识别与分类,但将其直接应用于机械故障诊断时小样本训练条件下的识别准确率与识别速度是其亟需解决的问题。针对上述问题,提出一种基于补偿距离评估和一维卷积神经网络的离心泵故障快速智能识... 一维卷积神经网络可适用于振动等一维信号的识别与分类,但将其直接应用于机械故障诊断时小样本训练条件下的识别准确率与识别速度是其亟需解决的问题。针对上述问题,提出一种基于补偿距离评估和一维卷积神经网络的离心泵故障快速智能识别方法。基于离心泵振动分析与故障诊断理论,通过提取时域、频域、能量及熵特征来构造混合域全特征集,充分挖掘训练样本中的故障信息,提高单个训练样本的利用率,使故障识别模型具备小样本训练的能力;通过补偿距离评估方法对全特征集进行降维优化,在有效保留故障特征信息的同时显著降低特征维度,使特征构造及故障识别模型具备快速计算的能力;通过训练样本的降维后特征进行一维卷积神经网络的训练,进而构建故障智能识别模型,保存模型并将其用于离心泵故障分析。经某石化离心泵的抽空和滚动轴承损伤两个故障案例验证,该方法在小样本训练条件下识别准确率达到98%以上,单组数据识别时间小于3 s,可满足工程中离心泵故障实时智能识别的需求。 展开更多

关键词 离心泵 故障诊断 振动 卷积神经网络(CNN) 小样本

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基于领域对抗网络的轴承故障诊断方法研究 被引量：8

4

作者 刘嘉濛 郑凡帆 +1 位作者 梁丽冰 马波 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第3期227-233,共7页

在使用传统机器学习方法进行机械设备故障诊断过程中,因运行工况复杂多变无法满足测试数据和训练数据的同分布,导致模型诊断性能不高。针对这一问题,提出了一种基于领域对抗网络的设备变工况故障诊断方法。在卷积神经网络基础上,建立了... 在使用传统机器学习方法进行机械设备故障诊断过程中,因运行工况复杂多变无法满足测试数据和训练数据的同分布,导致模型诊断性能不高。针对这一问题,提出了一种基于领域对抗网络的设备变工况故障诊断方法。在卷积神经网络基础上,建立了包含特征提取器、故障分类器以及领域判别器的诊断模型,对测试与训练样本进行了分析处理,通过最小化故障分类器损失和最大化领域判别器损失,实现了对机械设备的故障诊断过程;通过在轴承试验台上进行了故障诊断模拟实验,将该方法诊断结果与其他故障诊断方法结果进行了对比,验证了该诊断模型对故障的识别能力。研究结果表明:该方法取得了96%以上的平均诊断准确率,在诊断过程中具有不受训练样本和测试样本差异影响的效果。 展开更多

关键词 故障诊断 领域对抗网络 轴承故障 网络诊断

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基于特征快速构造与卷积神经网络的机泵故障识别研究 被引量：9

5

作者 焦瀚晖 胡明辉 +2 位作者 王星 冯坤 石保虎 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第9期1063-1068,共6页

将卷积神经网络(CNN)应用于振动信号分析时,往往会出现由于一维信号转化为二维特征导致的计算量巨大的问题,针对这一问题,对卷积神经网络输入构造及不同构造方式对神经网络性能的影响进行了研究。基于机泵振动信号分析特点,提出了一种... 将卷积神经网络(CNN)应用于振动信号分析时,往往会出现由于一维信号转化为二维特征导致的计算量巨大的问题,针对这一问题,对卷积神经网络输入构造及不同构造方式对神经网络性能的影响进行了研究。基于机泵振动信号分析特点,提出了一种新的将一维振动信号转换为二维的特征快速构造方法;基于特征快速构造方法和卷积神经网络,构建了机泵故障智能识别模型;利用某石化现场轴承故障和不平衡故障数据对故障模型进行了测试,并与其他信号转化方法及故障识别模型进行了对比。研究结果表明:不同故障类型模型均可以快速收敛,故障识别准确率均达95%以上;在故障识别准确率和训练效率方面,该模型较其他模型有着较显著的优势。 展开更多

关键词 卷积神经网络 特征快速构造 振动信号分析 故障诊断 机泵故障

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柴油机多源冲击振动信号稀疏表示及其故障诊断应用 被引量：2

6

作者 赵南洋 茆志伟 +1 位作者 张进杰 江志农 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第4期125-131,152,共8页

柴油机在船舶、核电、车辆等领域应用广泛,对其进行监测与故障诊断具有重要意义。随着设备健康监测技术的发展,数据存储压力日益显著,信号稀疏表示成为一种有效的解决措施。针对柴油机振动信号具有强冲击、非平稳的特点,提出一种基于分... 柴油机在船舶、核电、车辆等领域应用广泛,对其进行监测与故障诊断具有重要意义。随着设备健康监测技术的发展,数据存储压力日益显著,信号稀疏表示成为一种有效的解决措施。针对柴油机振动信号具有强冲击、非平稳的特点,提出一种基于分解信号(Decomposed Signal,DS)字典的柴油机多源冲击信号稀疏表示方法,并以稀疏系数作为特征应用于柴油机气门间隙异常故障诊断。首先,采用变分时域分解(Variational Time-domain Decomposition,VTDD)对信号进行处理获得分解信号。然后,将分解信号组成DS字典。接着,通过正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法实现原信号和分解冲击信号的稀疏表示。最后,以稀疏系数作为特征进行柴油机气门间隙异常故障诊断。测试结果表明,所提方法具有较好的应用效果,故障诊断准确率高于90%。 展开更多

关键词 故障诊断 柴油机 振动与冲击 信号分解 稀疏表示

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微速差双转子信号分离方法精度研究 被引量：1

7

作者 张梦 潘鑫 +2 位作者 高金吉 卢加乔 马威龙 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-6,27,共7页

针对提取频率相近信号特征的经典算法Zoom-FFT(ZFFT)在分离差频1 Hz以内的微速差信号时,需要足够的数据长度才能达到良好的信号分离效果的问题,为了在不增加数据长度的基础上提高信号频率分辨率,在ZFFT算法的基础上产生了ZFFT+FT算法。... 针对提取频率相近信号特征的经典算法Zoom-FFT(ZFFT)在分离差频1 Hz以内的微速差信号时,需要足够的数据长度才能达到良好的信号分离效果的问题,为了在不增加数据长度的基础上提高信号频率分辨率,在ZFFT算法的基础上产生了ZFFT+FT算法。通过LabVIEW软件仿真试验研究了该算法对频率差1 Hz和0.5 Hz的微速差信号提取精度,并与chirp Z transform(CZT)算法、ZFFT算法以及FFT算法的提取精度作了对比,通过提取结果的相对误差及方差来衡量提取精度。在同轴微速差双转子试验台进行现场试验,利用FFT对微速差信号28 s数据集的提取结果与CZT,ZFFT及ZFFT+FT算法对4 s数据集的提取结果作对比,ZFFT+FT与FFT算法的提取结果最大相差0.56 μm,验证了ZFFT+FT的实时性和精确性。结果表明,ZFFT+FT算法能够实时精准提取频率差1 Hz以内的微速差信号。研究结果可为旋转机械微速差信号的提取提供参考。 展开更多

关键词 微速差 双转子 ZOOM-FFT ZFFT+FT

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电机无级调节的振动抑制自动平衡测控系统 被引量：1

8

作者 郭仪翔 陈立芳 +1 位作者 周博 张洪 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期843-848,1032,1033,共8页

针对旋转机械转子系统在实际运转中不停机的情况下振动值超标的问题,提出了一种机电式自动平衡综合测控系统,可对转子系统的振动进行主动精稳靶向抑制。首先,自主设计自动平衡执行器并开发了机电式自动平衡执行器无错调驱动控制算法,该... 针对旋转机械转子系统在实际运转中不停机的情况下振动值超标的问题,提出了一种机电式自动平衡综合测控系统,可对转子系统的振动进行主动精稳靶向抑制。首先,自主设计自动平衡执行器并开发了机电式自动平衡执行器无错调驱动控制算法,该算法通过可编程逻辑控制器(programmable logic controller,简称PLC)编程实现;其次,通过安装于转子轴端的自动平衡执行机构,结合上位机程序测控系统,能够在设备运行过程中实时监测转子不平衡振动并进行主动自动平衡,具备更大的配重占比和更优的电磁兼容性,可实现配重的无级调节;最后,对算法进行了仿真及现场不同转速下的自动平衡测试验证。结果表明,机电式自动平衡执行器降振仿真能达到很好的平衡效果,现场试验不同转速下均具备90%以上的降振能力,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 自动平衡 控制算法 振动抑制 仿真分析 测试技术

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滚珠丝杠副动力学行为仿真及滚珠磨损故障特征信号研究

9

作者 雷建新 高志龙 +2 位作者 张文波 江志农 辛博 《机床与液压》 北大核心 2024年第10期161-167,共7页

滚珠丝杠副作为精密机械和数控机床等装置中最常使用的传动元件,其工作状况的优劣直接影响着整套设备能否安全稳定运行。大多数针对滚动功能部件失效形式的研究主要集中于滚动轴承,而对滚珠丝杠副的失效演变机制却鲜有论述。以滚珠丝杠... 滚珠丝杠副作为精密机械和数控机床等装置中最常使用的传动元件,其工作状况的优劣直接影响着整套设备能否安全稳定运行。大多数针对滚动功能部件失效形式的研究主要集中于滚动轴承,而对滚珠丝杠副的失效演变机制却鲜有论述。以滚珠丝杠副为研究对象,建立由丝杠、滚珠、螺母等关键部件组成的滚珠丝杠副三维模型,运用ADAMS软件对滚珠丝杠副进行动力学行为仿真分析以及故障特征信号研究,分析滚珠丝杠正常运行及滚珠磨损故障状态下的特征信号变化规律,最后通过对比试验值与理论值验证所提方法的有效性。结果表明:随着滚珠表面擦伤缺陷扩展,丝杠副产生的振动变得更加剧烈,频谱尖峰幅值明显增大;试验所得结果与理论值相对误差为4.67%,证明了仿真分析的准确性。 展开更多

关键词 滚珠丝杠副 动力学仿真 特征分析 故障诊断

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一种兼具强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模拟生成方法 被引量：1

10

作者 吕东旭 左彦飞 +2 位作者 范满意 孙泽茹 孔祥兴 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第11期1923-1934,共12页

在对燃气涡轮发动机的轴承故障进行智能诊断时,存在着智能诊断难度大、实测案例稀缺等问题。为此,在考虑了非线性接触碰撞激励、发动机薄壁机匣支承结构复杂传递特性的基础上,提出了一种兼具发动机强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模... 在对燃气涡轮发动机的轴承故障进行智能诊断时,存在着智能诊断难度大、实测案例稀缺等问题。为此,在考虑了非线性接触碰撞激励、发动机薄壁机匣支承结构复杂传递特性的基础上,提出了一种兼具发动机强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模拟生成方法,并将其与实验数据进行了对比,验证了两者故障特征的一致性。首先,建立了典型发动机高压转子-轴承系统多体接触瞬态动力学模型,通过模拟故障轴承复杂接触碰撞过程,获取了非线性轴承故障激励力;其次,基于该发动机机匣高保真有限元模型,计算了故障轴承位置到测点的脉冲激励响应,并结合模态振型探明了发动机机匣的复杂传递特性;然后,在此基础上提出了基于非线性轴承故障激励与复杂传递的机匣测点信号时域离散卷积的重构方法,模拟了轴承故障在机匣测点的关键机理特征,并进一步融合了健康发动机的实测振动数据,构造了包含工作状态气流激振、非线性干扰等因素影响下的轴承故障仿真数据;最后,为了验证仿真数据故障特征的合理性,利用基于特征传递机理的包络解调方法提取了微弱轴承故障特征,并将其与发动机实测轴承故障实验数据进行了比较。研究结果表明:发动机轴承故障仿真数据与实验数据时域特征相似,二者包络谱中的故障特征频率误差小于1%,且故障特征频率及其倍频幅值大小相近,证明发动机轴承故障的仿真数据故障特征具有一定的合理性,可为基于机匣测点的发动机轴承故障特征提取、智能诊断算法训练等提供支撑。 展开更多

关键词 燃气涡轮发动机 接触碰撞激励 机匣复杂传递 非线性激励 传递特性 时域离散卷积 多体接触瞬态动力学 故障信号融合重构

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平行轴涡动黏性充液转子动力稳定性计算和影响因素分析

11

作者 王威 王维民 +2 位作者 任映霖 王珈乐 李维博 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期644-658,共15页

超重力离心机转子系统在临界转速之上存在液-固耦合激振诱发的失稳区域,该失稳区域的存在直接威胁充液类超重力离心机转子的安全稳定运行,同时严重制约了离心机转子向高转速、大型化方向发展.本研究旨在探究充液离心机转子的液-固耦合... 超重力离心机转子系统在临界转速之上存在液-固耦合激振诱发的失稳区域,该失稳区域的存在直接威胁充液类超重力离心机转子的安全稳定运行,同时严重制约了离心机转子向高转速、大型化方向发展.本研究旨在探究充液离心机转子的液-固耦合机理及减振措施,通过建立黏性充液转子的流体动力学方程,结合连续性方程以及边界条件并耦合转子的动力学方程,开展超重力充液类离心机转子的动力稳定性的计算方法研究.首先,推导扰动形式的纳维-斯托克斯方程,采用有限差分的数值计算手段求解上述扰动形式的流体动力学方程,得到壁面处的流体压强与流体剪切力并进行数值积分;其次,将所求液体等效主刚度系数及交叉刚度系数与转子动力学方程进行耦合,并采用状态空间法降阶求解动力学方程的阻尼衰减指数和涡动频率.经过对比充液转子系统在变转速区间内的阻尼衰减指数变化瀑布图与交叉刚度变化瀑布图,发现充液转子的稳定性是转子系统的阻尼、刚度、充液比和流体黏性等多个特性参数作用的结果,具体表现为增加转子系统外阻尼以及降低系统交叉刚度对抑制转子失稳与振动具有明显效果. 展开更多

关键词 黏性充液转子 动力稳定性 有限差分法 阻尼衰减指数

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基于多体接触瞬态动力学的轴承故障与转子不平衡耦合分析

12

作者 史守州 冯坤 +2 位作者 李宁 吕东旭 左彦飞 《轴承》 北大核心 2024年第10期124-131,共8页

以典型带中介轴承的燃气轮机高压转子系统为研究对象,提出了复杂运动与接触状态下轴承、高压转子、柔性支承耦合多体动力学模拟方法,构建了滚动轴承-高压转子-局部薄壁支承系统的动力学模型,研究了单个滚动体、所有滚动体与轴承外圈瞬... 以典型带中介轴承的燃气轮机高压转子系统为研究对象,提出了复杂运动与接触状态下轴承、高压转子、柔性支承耦合多体动力学模拟方法,构建了滚动轴承-高压转子-局部薄壁支承系统的动力学模型,研究了单个滚动体、所有滚动体与轴承外圈瞬态接触力以及薄壁支承结构的振动速度和加速度响应。结果表明:轴承外圈故障与转子不平衡耦合状态下,轴承外圈故障特征频率被转频调制,其两侧存在差值为转频的边频带;不平衡量的位置离故障轴承越近,幅值调制现象越明显,转子转频和轴承外圈故障特征频率越大。 展开更多

关键词 滚动轴承 燃气涡轮发动机 柔性多体动力学 不平衡 耦合分析 特征频率

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基于自适应粒子群优化的非稳态自动平衡控制算法研究 被引量：14

13

作者 陈立芳 陈哲超 +3 位作者 王维民 秦悦 李兆举 晏资文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期131-136,共6页

自动平衡作为新兴的动平衡技术,可实现在线振动抑制。针对非稳态过程提出一种基于自适应粒子群优化(APSO)的自动平衡控制算法,结合BP神经网络,实现一次启停机跟踪后系统的自动平衡控制,在变速模拟试验台上进行了验证。该算法以启停机过... 自动平衡作为新兴的动平衡技术,可实现在线振动抑制。针对非稳态过程提出一种基于自适应粒子群优化(APSO)的自动平衡控制算法,结合BP神经网络,实现一次启停机跟踪后系统的自动平衡控制,在变速模拟试验台上进行了验证。该算法以启停机过程中配重块的调整参数及工作转速作为神经网络的输入,以系统残余振动值作为网络输出,建立输入输出量间的神经网络。将网络培训后输出残余振动预测值作为目标函数,采用粒子群优化对目标函数值最小时的配重块的调整参数进行寻优。仿真及试验结果表明,APSO-BP方法在稳态与非稳态状态下皆可完成系统的自动配平,该控制策略在悬臂试验台上进行测试:变速过程中,不平衡振动幅值在14 s内下降约75%。 展开更多

关键词 非稳态动平衡 自动平衡 粒子群算法 BP神经网络

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基于径向励磁和永磁-电磁联合驱动的主动平衡执行器 被引量：8

14

作者 潘鑫 彭瑞轩 +3 位作者 何啸天 吴海琦 葛德宏 江志农 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期23-28,共6页

在线主动平衡系统因可实时抑制旋转设备运行过程中的不平衡振动,在高端机床和航空发动机等高端装备领域具有重要应用价值。平衡执行器作为主动平衡系统的终端执行机构,其性能参数决定了平衡系统的整体指标。对已有电磁滑环式平衡执行器... 在线主动平衡系统因可实时抑制旋转设备运行过程中的不平衡振动,在高端机床和航空发动机等高端装备领域具有重要应用价值。平衡执行器作为主动平衡系统的终端执行机构,其性能参数决定了平衡系统的整体指标。对已有电磁滑环式平衡执行器的轴向励磁方法进行了改进研究,提出了一种基于径向励磁和永磁-电磁联合驱动方法的新型执行器结构,通过建立有限元模型定量分析了执行器的关键性能参数,并最终通过试验验证了上述结构的可行性和有效性。结果表明,径向励磁结构在整周范围内均可驱动配重盘完成自锁和步进动作,结构设计方案可行,且利用永磁-电磁联合驱动可将驱动电压有效降低12.5%,为该类执行器的工业应用提供了技术支撑。 展开更多

关键词 不平衡振动抑制 主动平衡 平衡执行器 径向励磁 有限元分析

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内装电磁滑环式主动平衡系统的研究 被引量：6

15

作者 潘鑫 何啸天 +2 位作者 吴海琦 高金吉 江志农 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期7-11,共5页

质量不平衡超标是导致机床主轴功能失效的一种典型故障,而主动平衡系统由于可在线自动降低主轴因刀具或砂轮不均匀磨损等因素造成的不平衡振动,是智能机床主轴的重要组成部分之一。介绍了一种可集成安装于主轴中空转子中的内装电磁滑环... 质量不平衡超标是导致机床主轴功能失效的一种典型故障,而主动平衡系统由于可在线自动降低主轴因刀具或砂轮不均匀磨损等因素造成的不平衡振动,是智能机床主轴的重要组成部分之一。介绍了一种可集成安装于主轴中空转子中的内装电磁滑环式平衡执行器,并通过磁场驱动两个配重盘的步进旋转来在线补偿主轴转子的初始不平衡量。在详细介绍该执行器的工作原理以及平衡精度和自锁能力两项性能参数的基础上,通过主动平衡实验验证了该平衡系统的有效性。实验结果表明,该主动平衡系统可在3 600 r/min的转速下将机床主轴的不平衡振动降低87.5%。 展开更多

关键词 智能主轴 振动控制 不平衡振动 主动平衡 电磁滑环

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支承非对称对双转子系统动力特性的影响规律 被引量：6

16

作者 王杰 左彦飞 +3 位作者 江志农 冯坤 胡明辉 张文海 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期27-33,共7页

支承刚度非对称广泛存在于转子支承系统中,然而非对称支承对工程中双转子系统动力特性的复杂影响规律尚不明确。为此,以典型发动机同向转动的双转子支承系统为研究对象,根据该发动机薄壁柔性机匣支承的特点,提出支承非对称系数指标,研... 支承刚度非对称广泛存在于转子支承系统中,然而非对称支承对工程中双转子系统动力特性的复杂影响规律尚不明确。为此,以典型发动机同向转动的双转子支承系统为研究对象,根据该发动机薄壁柔性机匣支承的特点,提出支承非对称系数指标,研究了支承非对称存在与否及其变化对双转子支承系统临界转速、稳态不平衡响应、进动方向及进动轨迹的影响。研究发现:支承非对称的存在会导致与之相关的振型所对应的正进动临界转速增大、反进动临界转速减小;部分支点在反进动临界转速附近出现响应峰值并且伴随着进动平面内振动相位的变化;转子进动更为复杂,同一个转子上正反进动同时出现,转子特定节点的进动轨迹也会随转速产生较为复杂的变化;进一步研究发现,非对称系数的增大会使得出现反进动的转速和位置区域总体增大,但在特定转速或特定位置反进动区域也可能变小;所得规律可为发动机双转子系统复杂支承条件下的动力学设计及特殊振动现象产生原因阐释提供参考。 展开更多

关键词 双转子 非对称支承 不平衡响应 反进动 进动轨迹

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基于OCSVM的燃气轮机叶片断裂故障诊断方法 被引量：4

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作者 江志农 党伟 +1 位作者 胡明辉 冯坤 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第12期1-5,10,共6页

针对管道、发电等行业使用的燃气轮机转子叶片断裂故障问题,开展了叶片断裂故障诊断方法研究。首先,基于燃气轮机叶片尾流激振力产生机理和转子叶片断裂进一步引发的突发不平衡振动机理,提出了基于转子叶片通过频率(BPF)成分振动幅值、... 针对管道、发电等行业使用的燃气轮机转子叶片断裂故障问题,开展了叶片断裂故障诊断方法研究。首先,基于燃气轮机叶片尾流激振力产生机理和转子叶片断裂进一步引发的突发不平衡振动机理,提出了基于转子叶片通过频率(BPF)成分振动幅值、转子工频振动幅值及同截面不同方向的转子工频振动相对相位的燃气轮机叶片断裂故障敏感特征集。然后,以各级BPF振动幅值为输入参数,基于单分类支持向量机(OCSVM)建立了叶片故障识别模型;进一步地,将该识别模型与叶片断裂引发的突发不平衡故障诊断规则结合,构建了一种燃气轮机叶片断裂故障诊断方法。最后,利用某型燃气轮机叶片断裂故障案例数据,验证了提出的特征参数和叶片断裂故障诊断方法的有效性。 展开更多

关键词 燃气轮机 叶片断裂 故障诊断 叶片通过频率 OCSVM

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大型轴流压气机叶片无键相振动监测与故障预警方法 被引量：17

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作者 王维民 张旭龙 +2 位作者 陈康 户东方 李维博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期54-61,118,共9页

压气机运行过程中叶片承受复杂的交变载荷,容易产生高周疲劳故障,若不及时预警将会导致重大事故。为解决用叶尖定时法在叶片振动监测过程中键相传感器安装困难(如航空发动机等装备无键相传感器)或键相参考不准确的难题,提出了基于叶片... 压气机运行过程中叶片承受复杂的交变载荷,容易产生高周疲劳故障,若不及时预警将会导致重大事故。为解决用叶尖定时法在叶片振动监测过程中键相传感器安装困难(如航空发动机等装备无键相传感器)或键相参考不准确的难题,提出了基于叶片失谐特性的无键相叶片振动监测方法,并在此基础上,对算法改进,提出了谐调叶片的无键相监测方法。通过模拟,对所提出的方法进行了验证,然后在某大型轴流压气机上进行了实验研究,分别利用有键相法与无键相法对监测数据进行分析,完成了叶片同步振动参数的辨识,分析结果表明所提出的无键相法可以准确识别叶片同步振动参数,有键相法和无键相法的叶片共振频率识别相对误差小于0.06%。该方法在大型轴流压气机叶片的振动监测与故障预警中是有效和可行的。 展开更多

关键词 叶尖定时 无键相 同步振动 参数辨识

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基于GAN样本生成技术的智能诊断方法 被引量：16

19

作者 马波 蔡伟东 赵大力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期153-160,共8页

基于数据驱动的设备故障智能诊断方法是监测设备健康状况的重要手段,然而实际应用中,难以获取到足量有效的故障数据训练智能诊断模型。鉴于设备健康状态数据充足和现有智能诊断方法故障机理利用不足,提出基于生成对抗网络(GAN)样本生成... 基于数据驱动的设备故障智能诊断方法是监测设备健康状况的重要手段,然而实际应用中,难以获取到足量有效的故障数据训练智能诊断模型。鉴于设备健康状态数据充足和现有智能诊断方法故障机理利用不足,提出基于生成对抗网络(GAN)样本生成技术的智能诊断方法。健康状态数据反映了设备个性特征,故障机理反映了设备共性特征,基于两种特征融合,得到故障数据样本,通过对深度卷积神经网络的训练为设备个体构建个性化的智能诊断模型。采用来自CWRU轴承数据和实验台模拟故障数据进行的实验结果表明,该方法相比现有智能诊断方法无需真实故障样本,在变负载条件下实现了很高的诊断准确率,具有较好的变工况迁移能力。 展开更多

关键词 生成对抗网络(GAN) 样本生成 故障机理 智能诊断 迁移学习

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先验知识指导生成虚拟样本在指针式仪表识别上的应用 被引量：11

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作者 马波 蔡伟东 郑凡帆 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1549-1557,共9页

为解决现有指针式仪表识别方法依赖于预处理的有效性且泛化能力不足的问题,提出一种基于深度卷积神经网络与虚拟样本结合的识别方法.该方法利用深度卷积神经网络自适应地提取仪表图像关键特征,避免无关信息的干扰;采用先验知识构建指针... 为解决现有指针式仪表识别方法依赖于预处理的有效性且泛化能力不足的问题,提出一种基于深度卷积神经网络与虚拟样本结合的识别方法.该方法利用深度卷积神经网络自适应地提取仪表图像关键特征,避免无关信息的干扰;采用先验知识构建指针式仪表虚拟样本生成模型,解决深度卷积神经网络面临的小样本难题.仿真数据、实验数据和现场实际应用结果表明,文中方法是可行有效的,且比传统的指针定位方法识别效果更好,尤其在更换仪表、局部信息缺失等复杂情况下具有很好的鲁棒性. 展开更多

关键词 指针式仪表 虚拟样本生成 小样本 先验知识 卷积神经网络

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