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基于BPNN和MOOGA的高速联轴器多目标优化方法 被引量：2
1
作者 王艺琳 王维民 +2 位作者 李维博 王珈乐 张帅 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期236-244,共9页
针对高转速、复合工况下膜盘联轴器难以保证其强度特性问题,对已有膜盘联轴器强度及动力学特性进行了研究,提出了一种基于反向传播神经网络(BPNN)和多目标优化遗传算法(MOOGA)的高速联轴器多目标优化方法。首先,为了得到优化所需的关键... 针对高转速、复合工况下膜盘联轴器难以保证其强度特性问题,对已有膜盘联轴器强度及动力学特性进行了研究,提出了一种基于反向传播神经网络(BPNN)和多目标优化遗传算法(MOOGA)的高速联轴器多目标优化方法。首先,为了得到优化所需的关键参数,采用了正交实验结合多因素方差分析的方法,选取了联轴器优化参数;然后,基于已选取的关键参数,采用BPNN方法构建了截面应力和弯曲刚度的目标函数,并将其与多项式拟合方法进行了对比,对BPNN方法的精确性进行了验证;最后,采用MOOGA方法对目标函数进行了多目标优化,并将优化前后结果进行了对比分析。研究结果表明:采用BPNN结合MOOGA的方法对联轴器设计参数进行优化,在满足联轴器刚度需求的情况下,可有效降低联轴器膜盘的危险截面应力;优化后,联轴器危险应力减小了18.2%,弯曲刚度降低了5.05%,联轴器角向补偿能力增加了0.1°,从而证明了仿真的有效性。该结果可以为挠性联轴器参数优化设计提供参考。 展开更多
关键词 膜盘联轴器 机械强度 动力学特性 反向传播神经网络 多目标优化遗传算法 参数优化
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基于物理信息神经网络的航空发动机叶片高周疲劳剩余寿命预测方法
2
作者 张羽 刘佩 +3 位作者 刘庆成 韩可欣 王维民 高金吉 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1190-1198,共9页
叶片作为航空发动机核心部件,其结构完整性直接决定发动机的性能与飞行安全。在高温、高压及高速旋转等极端工况下,叶片易在复杂应力场作用下产生微裂纹,一旦裂纹扩展、叶片发生断裂,将引发连锁破坏,构成重大安全隐患。基于损伤容限理念... 叶片作为航空发动机核心部件,其结构完整性直接决定发动机的性能与飞行安全。在高温、高压及高速旋转等极端工况下,叶片易在复杂应力场作用下产生微裂纹,一旦裂纹扩展、叶片发生断裂,将引发连锁破坏,构成重大安全隐患。基于损伤容限理念,叶片在出现裂纹后仍能维持安全运行的临界时长被界定为剩余寿命(remaining useful life,RUL)。为此,本文提出一种基于Paris裂纹扩展定律与物理信息神经网络(physics-informed neural network,PINN)融合的机理-数据双驱动的剩余寿命预测方法。该方法通过构建包含物理约束的损失函数,对神经网络梯度进行正则化约束,在实现裂纹扩展参数逆向辨识的同时,有效提升了模型在有限监测数据条件下的预测准确性。针对航发叶片与CT试样,相较于传统物理模型与数据驱动方法,本文方法动态更新特征参数以适应系统的变化,在有限样本条件下的预测误差显著降低。此外,本文所构建的PINN模型具有轻量化特性与快速推理能力,可以满足在线监测与预测性维护的需求,为航空发动机健康管理和智能运维提供了一种技术路径。 展开更多
关键词 剩余寿命 疲劳寿命预测 疲劳裂纹扩展 物理信息神经网络 航空发动机叶片
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基于T-S模糊故障树和剩余寿命的离心泵健康评估方法 被引量：2
3
作者 王语嘉 李金波 +1 位作者 侯继洁 马波 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第12期2272-2281,共10页
针对现有离心泵健康评估方法只考虑单部件,无法客观反映离心泵真实健康状态的问题,提出了一种考虑多部件的基于T-S模糊故障树和剩余寿命的离心泵健康评估方法。首先,对离心泵故障进行了T-S模糊故障树建模,在故障树中用T-S门连接了部件... 针对现有离心泵健康评估方法只考虑单部件,无法客观反映离心泵真实健康状态的问题,提出了一种考虑多部件的基于T-S模糊故障树和剩余寿命的离心泵健康评估方法。首先,对离心泵故障进行了T-S模糊故障树建模,在故障树中用T-S门连接了部件与离心泵,用T-S门规则表征了部件失效概率与离心泵失效概率的影响关系;然后,根据部件的劣化可监测性,采用了基于Wiener过程或Weibull分布的寿命预测方法,根据部件的状态监测数据或历史失效记录,计算了部件的失效概率;最后,根据部件失效概率和T-S门算法,计算了离心泵失效概率和健康因子,得到了离心泵健康状态及其使用和维修建议,并将该健康评估方法应用于离心泵试验台数据集、西安交通大学和SY公司合作开发的(XJTU-SY)数据集。研究结果表明:离心泵试验台中离心泵健康因子为0.789,健康状态为比较健康,该方法综合考虑多部件对离心泵进行状态评估;采用XJTU-SY数据集进行验证可知,相较于基于单部件的健康评估方法,该方法评估健康因子始终低于0.6,且降至0.4的时间明显提前于基于单部件的健康评估方法,评估结果更准确。该方法可为离心泵健康评估方法的改进提供参考。 展开更多
关键词 离心泵 T-S模糊故障树 健康状态评估 健康因子 失效概率计算 T-S门算法
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畸变来流下高转速叶片气弹失稳机理研究 被引量：2
4
作者 韦雪阳 陈富强 +2 位作者 李芙东 蔡勤榕 王维民 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期79-86,96,共9页
为了探究先进压气机侧向进气诱发的进气畸变沿高速动叶(R1)的传递规律及耦合机制,基于弱流固耦合方法和畸变来流数据对动叶气弹稳定性进行了仿真研究。结果表明:压气机畸变来流含总压畸变和旋流畸变,复合畸变诱导R1叶尖处形成沿周向传... 为了探究先进压气机侧向进气诱发的进气畸变沿高速动叶(R1)的传递规律及耦合机制,基于弱流固耦合方法和畸变来流数据对动叶气弹稳定性进行了仿真研究。结果表明:压气机畸变来流含总压畸变和旋流畸变,复合畸变诱导R1叶尖处形成沿周向传播的分离涡,而叶尖分离涡导致全周叶片在同一时刻承受不同大小和频率的气动力。经对比,气动阻尼稳定后,得到均匀进气下的气动阻尼为0.14,而畸变来流下的气动阻尼为0.1,降幅达28.57%,进气畸变显著降低动叶气弹稳定性。此外,由叶尖分离涡造成的众多集中在3倍转频附近的气流激励频率,激发了叶片低模态共振。发生共振的叶片在叶尖分离涡消失后,振动幅值仍相较于均匀进气增大2.3倍。研究结果可为先进压气机抗畸变设计及提升动叶气弹稳定性提供重要参考。 展开更多
关键词 先进压气机 进气畸变 流固耦合 气弹稳定性
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带式输送机托辊轴承声信号增强方法 被引量：5
5
作者 游卿华 伍鹏 马波 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期70-77,共8页
针对目前带式输送机托辊轴承声信号增强方法存在过度降噪导致信号失真、适应性差,提取复杂声场特征效果较差等问题,提出一种基于直方图噪声估计和维纳滤波的带式输送机托辊轴承声信号增强方法。首先,计算轴承声信号各频带功率谱,构建功... 针对目前带式输送机托辊轴承声信号增强方法存在过度降噪导致信号失真、适应性差,提取复杂声场特征效果较差等问题,提出一种基于直方图噪声估计和维纳滤波的带式输送机托辊轴承声信号增强方法。首先,计算轴承声信号各频带功率谱,构建功率谱直方图进行噪声谱估计,并对噪声谱进行一阶递归平滑;其次,利用噪声谱估计计算维纳滤波增益函数,得到维纳滤波降噪后的声信号;然后,对降噪后的声信号进行包络谱分析,通过对比实际测得的故障特征频率和理论的故障特征频率,实现对带式输送机托辊轴承故障诊断。实验和现场测试结果表明:基于直方图噪声估计和维纳滤波的带式输送机托辊轴承声信号增强方法得到的包络谱中含有明显的故障频率及其倍频成分,实验数据信噪比至少提升了1.14 dB,现场数据信噪比至少提升了1.04 dB,轴承故障特征提取效果较好,可实现环境噪声干扰严重下的带式输送机托辊轴承声信号增强。 展开更多
关键词 带式输送机 托辊轴承 声信号增强 直方图噪声估计 维纳滤波
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基于多任务门控网络的滚动轴承寿命预测方法 被引量：1
6
作者 宋浏阳 郑传浩 +3 位作者 金烨 林天骄 韩长坤 王华庆 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期107-117,共11页
[目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测,提出基于双向门控循环单元(BiGRU)、变分自编码器(VAE)和多门控专家混合层(MMoE)的多任务门控网络预测模型。[方法]首先,计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势;然后,建立... [目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测,提出基于双向门控循环单元(BiGRU)、变分自编码器(VAE)和多门控专家混合层(MMoE)的多任务门控网络预测模型。[方法]首先,计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势;然后,建立轴承健康状态(HS)评估和剩余使用寿命(RUL)预测子任务构成多任务门控网络预测模型,子任务中使用BiGRU和VAE提取时域特征趋势信号中的退化信息,再利用MMoE自适应分离子任务的差异特征。最后,在XJTU-SY轴承数据集上进行有效性验证。[结果]结果表明,与长短期记忆网络(LSTM)等经典时序数据预测模型相比,多任务门控网络预测模型的预测精度更高,误差指标MAE和RMSE分别提升62.5%和67.81%。[结论]所提方法可以实现轴承剩余寿命的预测,对船舶机械设备健康管理与智能运维具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 船舶设备 轴承 剩余寿命预测 多任务门控网络预测模型
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高压往复压缩机管道振动测试分析与应用 被引量：6
7
作者 江志农 王辰 冯坤 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第12期6-10,共5页
提出了应用LMS Test.lab和Bentley AutoPIPE相结合进行往复压缩机管道系统振动测试的新方法,利用LMS Test.lab软件、LMS SCADAS Mobile可扩展数据采集前端及相关硬件,搭建了往复压缩机管道振动测试分析系统,对北京某管道公司高压压缩机... 提出了应用LMS Test.lab和Bentley AutoPIPE相结合进行往复压缩机管道系统振动测试的新方法,利用LMS Test.lab软件、LMS SCADAS Mobile可扩展数据采集前端及相关硬件,搭建了往复压缩机管道振动测试分析系统,对北京某管道公司高压压缩机管道系统的试验模态和工作模态进行了测试分析,并对测试结果与Bentley AutoPIPE计算出的理论模态结果进行了对比。根据模态分析的结论,制定了合理的减振方案,减振措施现场实施后效果显著,验证了本文模态分析方法的正确及有效性。 展开更多
关键词 往复压缩机 管道系统 固有频率 LMS Test.lab BENTLEY AutoPIPE
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基于加权遗传算法的旋转机械不平衡振动溯源定位方法研究 被引量：3
8
作者 康敬欣 石瑞玉 潘鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期256-261,292,共7页
针对高端旋转机械多平面多转速下的不平衡振动定位问题,提出一种基于加权遗传算法的转子不平衡溯源定位方法,并开发了一套不平衡溯源计算软件。该方法在遗传算法的基础上进行改进,增加了针对各测点各转速下振动的赋权过程,并分别在某双... 针对高端旋转机械多平面多转速下的不平衡振动定位问题,提出一种基于加权遗传算法的转子不平衡溯源定位方法,并开发了一套不平衡溯源计算软件。该方法在遗传算法的基础上进行改进,增加了针对各测点各转速下振动的赋权过程,并分别在某双跨转子有限元模型以及某模拟发电机实验台上,通过将该方法与最小二乘法和遗传算法进行对比,进一步验证该改进方法的不平衡量溯源效果。仿真结果表明,该技术针对高权重测点处的溯源精度高于其余两种算法。在模拟发电机转子实验台上,应用该技术开展多平面多转速不平衡溯源定位实验。实验结果表明,基于加权遗传算法的溯源结果进行平衡后,高权重测点振幅降幅超过80%,降幅较其余两种算法有明显提升。综合仿真与实验结果,该方法较最小二乘法与遗传算法更有针对性及目的性。 展开更多
关键词 多转速 不平衡溯源 加权遗传算法 振动抑制 转子动平衡
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基于CA-YOLOv8的输送带大块煤检测方法
9
作者 油亚鹏 马波 +1 位作者 赵乐 王鹏琪 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第7期1217-1227,共11页
针对煤矿环境复杂多变以及输送带图像模糊,导致大块煤难以被准确检测及泛化性差的问题,提出一种基于CA-YOLOv8的大块煤检测方法.首先针对输送带图像特点,采用图像复原技术对模糊的输送带图像进行预处理,使得图像恢复清晰,为后续的大块... 针对煤矿环境复杂多变以及输送带图像模糊,导致大块煤难以被准确检测及泛化性差的问题,提出一种基于CA-YOLOv8的大块煤检测方法.首先针对输送带图像特点,采用图像复原技术对模糊的输送带图像进行预处理,使得图像恢复清晰,为后续的大块煤检测提供了高质量的图像输入;然后通过分析大块煤特征对YOLOv8算法进行改进,包括在输入端对图像进行基于现实尺寸的自适应缩放、网络结构中嵌入坐标注意力机制以及移除多余的检测头,实现对大块煤的准确、稳定和高效的检测.在由某煤矿4条不同的输送带的监控视频图像制作的数据集上进行实验,结果表明,所提方法在相同环境条件下精确率达95.6%,召回率达89.0%;与原YOLOv8算法相比,在不同环境条件下精确率提升超17.0%,召回率提升超15.3%. 展开更多
关键词 大块煤检测 输送带 图像复原 YOLOv8 坐标注意力机制
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基于转速提取和优化MSB的滚动轴承故障诊断 被引量：4
10
作者 冯坤 李业政 贺雅 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第4期452-459,共8页
在变转速工况下,齿轮箱滚动轴承的振动信号呈现强烈的非平稳性特征,导致无法对其进行故障诊断。针对这一问题,提出了一种基于转速提取和优化调制信号双谱(MSB)的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用同步提取变换(SET),从原始振动信号中提... 在变转速工况下,齿轮箱滚动轴承的振动信号呈现强烈的非平稳性特征,导致无法对其进行故障诊断。针对这一问题,提出了一种基于转速提取和优化调制信号双谱(MSB)的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用同步提取变换(SET),从原始振动信号中提取了参考轴的瞬时转速;再对原始信号进行了预白化和最小熵反褶积(MED)滤波,得到了特征增强的降噪信号,并结合提取的转速信号进行了角域重采样,建立了阶次域调制信号双谱(MSB);基于MSB分布,构造了更能体现主导调制分量与载波分量非线性耦合程度的改进载波谱;最后,根据改进载波谱对载波切片进行了择优挑选,结合MSB和双谱相干函数构造了改进调制谱,进一步消除了噪声的干扰,从而提取到了滚动轴承的显著故障特征。研究结果表明:该方法可以用于有效提取变转速齿轮箱滚动轴承的故障特征阶次,从而实现对滚动轴承进行有效的故障诊断;与传统的诊断方法相比,该方法具有明显的优势。 展开更多
关键词 齿轮箱滚动轴承 故障特征阶次 同步提取变换 转速提取 调制信号双谱 改进调制谱
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基于横向振动的旋转机械扭振信号提取方法 被引量：1
11
作者 李启行 谌璨 +1 位作者 王维民 李帅 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1211-1216,1250,共7页
在转子系统中存在横向振动与扭转振动的耦合,扭转振动的信息被调制在横向振动之中。鉴于此,提出一种基于横向振动传感器信号提取微弱扭转振动信息的方法。通过对横向振动信号进行Hilbert振动分解得到单一成分的信号,再通过Hilbert变换... 在转子系统中存在横向振动与扭转振动的耦合,扭转振动的信息被调制在横向振动之中。鉴于此,提出一种基于横向振动传感器信号提取微弱扭转振动信息的方法。通过对横向振动信号进行Hilbert振动分解得到单一成分的信号,再通过Hilbert变换从中提取相位角,分解相位角即可获得扭振信号,进而计算出原始扭振信号的幅值与频率。数值仿真和试验结果表明,该方法可以精确地获取扭振信号,具有较高的频率分辨率,试验提取得到的频率相对误差仅为0.38%,并通过工业级离心压缩机试验台验证了其工程应用的可行性。该方法可实现对未安装专门扭振测试仪的机组进行扭振补充监测,提供了一种工程扭振监测的便捷途径。 展开更多
关键词 扭振测量 HILBERT变换 旋转机械 振动分解
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航天飞行器用高温密封测试技术研究 被引量：2
12
作者 陈立芳 周宇航 郭仪翔 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期74-79,共6页
航天飞行器用高温密封的工作环境苛刻,为保障飞行安全需进行密封件性能测试,然而现有的测试设备和方法无法达到理想的高温高压且可变的模拟工作环境。以W形金属密封圈气密性测试为例,设计密封件试验器并搭建高温热密封试验平台;对试验... 航天飞行器用高温密封的工作环境苛刻,为保障飞行安全需进行密封件性能测试,然而现有的测试设备和方法无法达到理想的高温高压且可变的模拟工作环境。以W形金属密封圈气密性测试为例,设计密封件试验器并搭建高温热密封试验平台;对试验器模型进行瞬态热分析,得到试验器温度场分布和结构总变形;完成W形金属密封圈从室温至740℃的多种温度、0~1.2 MPa内外压差工况下的连续、自动化的泄漏率测试。结果表明:试件在试验器内受热均匀,可达到要求的最高温度740℃,试验器可承受1.1 MPa内压,在高温工况下无塑性变形;提出的测试技术可有效判定不同W形金属密封圈的密封性能优劣,可实现W形密封件在多种压差、温度工况的气密性测试。 展开更多
关键词 金属密封圈 航天飞行器 试验台 高温密封测试
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基于等参元示功图的往复式压缩机智能诊断
13
作者 吴斯琪 王维民 +3 位作者 曹颜玉 李启行 孟繁城 方志法 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期558-565,625,共9页
针对往复式压缩机在线监测以及智能化故障诊断预警实际需求,提出一种等参元归一化示功图预处理方法。首先,使用转换示功图坐标域的等参元方式归一化处理示功图;其次,将归一化后的示功图输入卷积神经网络进行分类识别,实现压缩机数据的... 针对往复式压缩机在线监测以及智能化故障诊断预警实际需求,提出一种等参元归一化示功图预处理方法。首先,使用转换示功图坐标域的等参元方式归一化处理示功图;其次,将归一化后的示功图输入卷积神经网络进行分类识别,实现压缩机数据的自学习与故障智能诊断;最后,针对部分易混淆故障类型,将融合阀盖振动频域信号作为模型附加输入,可显著提升模型的识别准确率。采用等参元方式归一化处理过的示功图,无需考虑工艺变化、环境改变等造成示功图图形改变的因素,处理后的样本有助于神经网络智能识别,有更高的准确率和普适性。经480个模拟仿真和实验台故障数据验证表明,未融合信号前模型的诊断准确率为97.99%,融合信号后模型的诊断准确率达到100%,可用于往复式压缩机的故障识别和健康管理。 展开更多
关键词 示功图 归一化 往复式压缩机 智能故障诊断 振动信号
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基于知识图谱的旋转机械故障诊断方法 被引量：15
14
作者 盛林 马波 张杨 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第9期1194-1202,共9页
对旋转机械进行故障诊断时,在输入征兆条件缺失的情况下,采用传统的基于规则的故障诊断推理方法,其诊断结果会出现较大的偏差。针对这一问题,提出了一种基于知识图谱的旋转机械故障诊断推理方法。首先,阐述了基于本体的旋转机械故障诊... 对旋转机械进行故障诊断时,在输入征兆条件缺失的情况下,采用传统的基于规则的故障诊断推理方法,其诊断结果会出现较大的偏差。针对这一问题,提出了一种基于知识图谱的旋转机械故障诊断推理方法。首先,阐述了基于本体的旋转机械故障诊断知识表示方法,通过构建旋转机械故障诊断知识本体表示模型进行了知识表达,在此基础上构建了旋转机械故障诊断的知识图谱;然后,结合基于关系路径的知识图谱推理方法,提出了基于知识图谱的旋转机械故障诊断方法,利用旋转机械设备结构间关系进行了故障原因推理;最后,以核电厂主泵为例,构建了主泵故障诊断的知识图谱,对基于知识图谱的旋转机械故障诊断方法进行了验证。研究结果表明:在输入征兆缺失的条件下,采用该方法得到的故障诊断准确率达到92.1%,远高于传统的基于规则的故障诊断推理方法的准确率,有效地解决了以往征兆缺失时故障诊断准确率低的问题;同时,知识图谱的应用也可为其他机械设备智能诊断方法提供一种新的思路。 展开更多
关键词 知识图谱构建 输入征兆缺失 基于本体的知识表示方法 解析模型 数据驱动 基于规则的故障诊断方法
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基于生成对抗网络与个性机理模型的旋转机械故障诊断方法 被引量：4
15
作者 吕哲 马波 +1 位作者 于功也 陈一伟 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第9期1203-1210,1219,共9页
在工业生产中,由于故障数据缺失会导致诊断模型构建困难,针对这一问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)与个性机理模型(MCGM)的旋转机械故障智能诊断方法。首先,采用源域数据完成了对目标域数据的领域自适应,提取出了源域中反映设备故... 在工业生产中,由于故障数据缺失会导致诊断模型构建困难,针对这一问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)与个性机理模型(MCGM)的旋转机械故障智能诊断方法。首先,采用源域数据完成了对目标域数据的领域自适应,提取出了源域中反映设备故障状态的共性参数,并依据GAN构建了其分布模型;然后,从构建好的分布模型中提取出共性参数,并结合MCGM与目标域正常状态数据,生成了目标域虚拟故障样本,通过虚拟故障样本与目标域正常状态样本训练,得到了目标域故障诊断模型;最后,采用标准数据集与实验室轴承数据,对基于生成对抗网络(GAN)与个性机理模型(MCGM)的旋转机械智能诊断方法进行了验证。研究结果表明:基于GAN-MCGM的旋转机械智能诊断方法在诊断任务中的平均准确率达到了92.5%,平均准确率相较其他对比方法有显著提高。 展开更多
关键词 机械运行与维修 转动机件 领域自适应 故障诊断模型 生成对抗网络 个性机理模型 故障机理
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基于敏感特征频带的旋转机械故障源定位方法 被引量：1
16
作者 谭逸 马波 张强升 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第8期1080-1087,1095,共9页
在基于声阵的旋转机械故障监测过程中,目前通常依据专家经验人为确定声阵信号频率范围,以此来进行定位分析,容易造成故障源定位不准确,针对这一问题,提出了一种基于敏感特征频带的旋转机械故障源定位方法。首先,依据旋转机械故障声信号... 在基于声阵的旋转机械故障监测过程中,目前通常依据专家经验人为确定声阵信号频率范围,以此来进行定位分析,容易造成故障源定位不准确,针对这一问题,提出了一种基于敏感特征频带的旋转机械故障源定位方法。首先,依据旋转机械故障声信号具有明显的周期性冲击特性,利用Protrugram方法确定了声阵信号的敏感特征频带范围,并从中提取出了敏感特征频带信号;然后,通过最小均方无失真响应方法(MVDR)对敏感特征频带信号进行了分析,计算了旋转机械所处平面的声场分布,做出了声场分布图;将摄像头监控画面与声场分布图相结合,识别了最大声源位置,即故障源位置;最后,设计了故障模拟实验,对该方法的可行性进行了验证。研究结果表明:该方法对于轴承类故障和不平衡故障的定位误差不超过0.10 m,能有效确定旋转机械的故障源位置,实现旋转机械故障源定位的可视化。 展开更多
关键词 机械运行与维修 声信号监测 转子不平衡故障 轴承故障 声阵信号频率 声场分布图 最小均方无失真响应 信号冲击特性
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薄壁工件铣削加工振动主动控制实验研究 被引量：4
17
作者 杨建江 何立东 +1 位作者 陈钊 王健 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第5期592-598,共7页
针对薄壁工件在铣削加工过程中的振动问题,采用主动阻尼装置对薄壁工件进行了铣削振动控制实验研究。首先,对主动阻尼装置的原理进行了阐述;然后,建立了薄壁工件的有限元模型,并对其进行了ANSYS模态分析;最后,搭建了铣削振动主动控制试... 针对薄壁工件在铣削加工过程中的振动问题,采用主动阻尼装置对薄壁工件进行了铣削振动控制实验研究。首先,对主动阻尼装置的原理进行了阐述;然后,建立了薄壁工件的有限元模型,并对其进行了ANSYS模态分析;最后,搭建了铣削振动主动控制试验台,进行了主动控制实验,将惯性作动器分别安装在工件的不同位置和铣床主轴上,对不同工况下主动阻尼装置的振动控制效果进行了对比分析。实验及研究结果表明:主动阻尼装置可以有效抑制薄壁工件的铣削振动,降幅最高可达40.6%;将作动器置于工件的减振效果优于将其置于铣床主轴的效果;且作动器离铣刀切削位置越近,振动控制效果越好。 展开更多
关键词 主动阻尼装置 惯性作动器 薄壁工件 铣削振动 振动主动控制
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半主动调谐质量阻尼器控制管道振动实验研究 被引量：6
18
作者 丁继超 何立东 冀沛尧 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第3期215-220,共6页
在石化企业,气流在弯头、异径管处发生冲击,使得管道产生强烈受迫振动,影响机组的正常运行和生产。针对管道振动现象,建立了二维门型管道振动试验台,首先利用ANSYS有限元仿真软件对管道模型进行建模,得到前五阶固有频率,管道的第1阶固... 在石化企业,气流在弯头、异径管处发生冲击,使得管道产生强烈受迫振动,影响机组的正常运行和生产。针对管道振动现象,建立了二维门型管道振动试验台,首先利用ANSYS有限元仿真软件对管道模型进行建模,得到前五阶固有频率,管道的第1阶固有频率为20Hz,并用作调谐质量阻尼器的目标频率。在管道上安装调谐质量阻尼器(TMD),实验研究调谐质量阻尼器振动控制技术抑制管道振动的影响规律。结果表明,调谐质量阻尼器能有效控制目标频率附近频带的振动,降幅达81%,在管道不同位置安装调谐质量阻尼器都具有很好的减振效果,但在其他频带减振效果差。在调谐质量阻尼器上施加半主动开关控制策略后,可消除移频效应,目标频率的降幅可达98%,最终实现变频调节,宽频减振。 展开更多
关键词 振动与波 调谐质量阻尼器 半主动控制 阻尼减振 管道系统
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高转速风扇叶片外物撞击损伤的定量评价方法
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作者 李涵 王维民 +2 位作者 户东方 张旭龙 李天晴 《航空发动机》 北大核心 2023年第6期54-61,共8页
外物撞击是造成航空发动机风扇叶片变形、损伤甚至断裂的主要因素。针对外物撞击持续时间短、瞬间载荷大、损伤影响因素多,难以进行定量损伤评价的问题,提出基于叶片损伤参数α的叶片损伤定量评价方法。以发动机风扇叶片受冰撞为例,采... 外物撞击是造成航空发动机风扇叶片变形、损伤甚至断裂的主要因素。针对外物撞击持续时间短、瞬间载荷大、损伤影响因素多,难以进行定量损伤评价的问题,提出基于叶片损伤参数α的叶片损伤定量评价方法。以发动机风扇叶片受冰撞为例,采用非接触叶尖计时测量方法,对叶片撞击产生的叶尖位移进行监测分析,验证了该方法的可行性。采用瞬态动力学分析方法对叶片经受撞击过程进行全流程仿真模拟,并采用正交试验法定量研究了外物撞击过程中的撞击速度、叶片转速、撞击位置3种因素对叶片损伤参数α的影响,拟合回归方程并绘制了这3种因素的3D响应曲面图,得到各因素的影响权重。结果表明:冰块速度与撞击位置同时下降时,叶片损伤弱化效果显著。该方法可为大型风扇叶片抗外物打击性能设计和在役健康监测提供理论支撑。 展开更多
关键词 风扇叶片 外物撞击 定量评价 正交试验 影响因素 航空发动机
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悬臂同轴双转子系统不平衡耦合振动抑制试验研究 被引量：3
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作者 卢加乔 潘鑫 +2 位作者 高金吉 张梦 马威龙 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期1087-1094,共8页
针对悬臂同轴双转子系统不平衡耦合振动突出问题,以某开式转子发动机输出端双转子系统为研究对象,对悬臂双转子系统振动耦合机理进行了理论推导、仿真分析和试验研究。首先,采用有限元法(FEM)建立了双转子系统等效动力学模型和耦合动力... 针对悬臂同轴双转子系统不平衡耦合振动突出问题,以某开式转子发动机输出端双转子系统为研究对象,对悬臂双转子系统振动耦合机理进行了理论推导、仿真分析和试验研究。首先,采用有限元法(FEM)建立了双转子系统等效动力学模型和耦合动力学方程,分析了悬臂同轴双转子系统耦合振动机理;然后,利用有限元软件对双转子系统进行了模态分析、临界转速分析以及不平衡响应分析,建立了自敏感系数概念以定量评价系统对不平衡振动的敏感度和耦合状态;最后,根据实际结构设计了悬臂同轴双转子实验台,进行了不同转速比下的不平衡振动抑制实验,并结合实验结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:模拟仿真提出的自敏感系数可作为双转子系统实际振动测点布置和不平衡振动抑制策略的理论依据;通过应用先平衡内转子后平衡外转子的不平衡振动分步抑振策略,可使双转子系统不平衡振动降幅达80%以上。该研究对双转子系统传感器测点布局和系统耦合振动抑制具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 机械振动 耦合振动机理 有限元方法 动力学方程 动力学特性 稳态响应分析 不平衡 模态分析
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