带式输送机托辊组振动噪声仿真分析及参数优化 被引量：6

1

作者 郝洪涛 刘建昊 《煤炭工程》 北大核心 2024年第8期218-224,共7页

带式输送机托辊组产生的振动噪声受多因素联合影响,为解决其振动噪声过大问题,文章提出一种基于有限元-边界元理论对托辊组振动噪声分析与优化的方法。首先,对托辊组进行模态分析与动力学仿真,探明托辊组的振动特性;然后,基于有限元-边... 带式输送机托辊组产生的振动噪声受多因素联合影响,为解决其振动噪声过大问题,文章提出一种基于有限元-边界元理论对托辊组振动噪声分析与优化的方法。首先,对托辊组进行模态分析与动力学仿真,探明托辊组的振动特性;然后,基于有限元-边界元复合声场仿真方法,作声场的谐响应分析计算托辊组的声场分布,并搭建实际测试平台验证声学仿真模型的可靠性;最后,结合输送能力与轻量化约束条件,得到托辊组结构参数与工作参数的最优解。结果表明,有限元-边界元法可有效模拟托辊组声场分布和变化规律,优化后托辊组噪声声压级较优化前减小约6.1dB,并且托辊组综合性能均有所改善,可对实际工程中的带式输送机优化设计起到有效的指导作用。 展开更多

关键词 托辊组 振动噪声 有限元-边界元 声压级 参数优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

多级降压调节阀阀芯流阻特性及参数分析 被引量：17

2

作者 王冠 邓建飞 +3 位作者 寇琳媛 金鹏飞 朱学军 马玉山 《流体机械》 CSCD 北大核心 2021年第12期70-77,共8页

为了系统研究节流结构参数对调节阀降压性能的影响,对串式多级降压调节阀阀芯的内流与节流特性进行了研究,分析了不同结构参数对其内部流动特性的影响规律。结果表明,多级降压调节阀整体流量系数随着开度的增大而增大;流道倾角对节流结... 为了系统研究节流结构参数对调节阀降压性能的影响,对串式多级降压调节阀阀芯的内流与节流特性进行了研究,分析了不同结构参数对其内部流动特性的影响规律。结果表明,多级降压调节阀整体流量系数随着开度的增大而增大;流道倾角对节流结构控压性能有重要影响,当节流结构流道倾角设置为48°时,可以获得最低的紊流度;倒角能够显著减少涡流的产生;在流道倒角位置采用6 mm倒角时较无倒角方案平均湍动能降低73%,同时能够有效降低湍流耗散率,减小出口处分配的压降,避免汽蚀的发生。研究结果能够为串式多级降压调节阀的结构设计与优化提供理论支持。 展开更多

关键词 多级降压调节阀 流量系数 流阻系数 结构参数 计算流体力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

腐蚀对2024铝合金板材力学性能的影响 被引量：6

3

作者 王冠 吴妍 +3 位作者 寇琳媛 张沛 邹泽坤 朱学军 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2580-2594,共15页

2024铝合金常用于航空工业中,在海洋大气环境下服役时受到盐水环境的腐蚀,会显著缩短结构的使用寿命。本文以2024铝合金为研究对象,通过力学试验、电化学分析和扫描电子显微镜等分析手段,探讨2024铝合金在不同腐蚀时间下的力学性能变化... 2024铝合金常用于航空工业中,在海洋大气环境下服役时受到盐水环境的腐蚀,会显著缩短结构的使用寿命。本文以2024铝合金为研究对象,通过力学试验、电化学分析和扫描电子显微镜等分析手段,探讨2024铝合金在不同腐蚀时间下的力学性能变化、电化学腐蚀机理与断口裂纹演化特征。结果表明:2024铝合金在EXCO溶液中腐蚀0~9 h后,其腐蚀形貌表现为点蚀和晶间腐蚀的混合腐蚀模式;随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率加快,蚀坑尺寸逐渐增大。腐蚀坑对2024铝合金的力学性能有较大影响。腐蚀时间在1 h内时,蚀坑导致的应力集中使试样的硬度、抗拉强度和伸长率迅速下降,蚀坑萌生的裂纹源诱发疲劳寿命显著下降69%;腐蚀时间超过1 h时,蚀坑在深度方向的缓慢扩展削弱了应力集中的影响,使硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳寿命下降趋势减缓。2024铝合金在EXCO溶液中腐蚀后的疲劳断裂为沿晶断裂、解理断裂和韧性断裂的混合断裂模式。 展开更多

关键词 腐蚀 疲劳 电化学 裂纹 2024铝合金

在线阅读 下载PDF 职称材料

停放时间对6061铝合金性能及微观组织的影响 被引量：11

4

作者 寇琳媛 王冠 +1 位作者 马超 卞东伟 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期750-762,共13页

采用宏观检测与显微分析相结合的手段,研究不同停放时间下6061铝合金的力学性能与微观组织的变化规律。结果表明:停放时间对6061铝合金的晶粒尺寸有较大影响,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势;停放时间对6061铝合金弹塑性变形过渡阶段有较... 采用宏观检测与显微分析相结合的手段,研究不同停放时间下6061铝合金的力学性能与微观组织的变化规律。结果表明:停放时间对6061铝合金的晶粒尺寸有较大影响,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势;停放时间对6061铝合金弹塑性变形过渡阶段有较大影响,但对弹性及塑性阶段变形的影响很小。6061铝合金在停放为0~2 h时,力学性能无明显变化,变形后试样表面光滑,变形协调性较好;停放时间为12 h时,材料的抗拉强度和屈服强度降至最低,但伸长率提高,试样表面呈橘皮形貌,变形均匀性较差;停放时间为24 h^15 d时,合金的强度回升并逐渐趋于稳定。结果表明:随着停放时间的增长,6061铝合金断口的韧窝直径和深度不断增加,第二相粒子的尺寸也不断增大,形状由球状、带状逐渐转变为板状、块状。通过研究得到6061铝合金满足汽车结构强韧化需求,综合性能最优需求的停放时间为12~24 h。此研究结果能够为6061铝合金加工工艺优化提供理论指导。 展开更多

关键词 6061铝合金 停放时间 力学性能 微观组织

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统 被引量：9

5

作者 郝洪涛 王凯 丁文捷 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期120-127,共8页

输送带动态煤量检测是实现顺煤流启动和自动调速等多级带式输送机能耗优化措施的基础和关键。针对现有基于超声波的煤量检测方法精度较低、多超声波传感器之间易受干扰等问题,设计了基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统。利用超声波... 输送带动态煤量检测是实现顺煤流启动和自动调速等多级带式输送机能耗优化措施的基础和关键。针对现有基于超声波的煤量检测方法精度较低、多超声波传感器之间易受干扰等问题,设计了基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统。利用超声波测距原理,通过超声阵列实时检测各超声波传感器阵元对应检测点的煤料高度,采用横截面切片法计算单位时间内输送带上通过煤料的总体积,结合煤料堆积密度计算输送带实时煤流量及总煤量。为降低同频声波串扰及超声波在井下恶劣环境中衰减带来的误差,选用10路中心频率不同的超声波传感器阵元,布置为2×5线性阵列形式,通过多行超声波传感器对采集的煤高数据进行补偿,以提高煤高数据检测准确性。实时性分析结果表明,超声阵列检测速度在理论上满足带速为5 m/s的带式输送机煤量检测要求。实验结果表明:在0.125,0.170 m/s带速下,规则物料体积检测的平均相对误差分别为4.99%,5.16%;模拟实际工况条件下,煤量检测的平均相对误差为5.56%。在低带速状态下,该系统对规则物料和煤料的测量准确度达94%以上,基本实现了输送带动态煤量实时准确检测,满足带式输送机煤量检测需求。 展开更多

关键词 带式输送机 煤量检测 超声阵列 多超声波对向检测法 横截面切片法 超声波测距

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于声音信号的托辊故障诊断方法 被引量：18

6

作者 郝洪涛 倪凡凡 丁文捷 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第3期187-192,共6页

为实现对远程带式输送机托辊故障的检测,研发基于声音信号的托辊故障诊断方法。结合远程带式输送机托辊轴承的特性,针对性提出多种分析方法相结合的方案。诊断系统中包括时域检测、快速傅里叶变换(FFT)峰值检测、功率谱检测、小波包分... 为实现对远程带式输送机托辊故障的检测,研发基于声音信号的托辊故障诊断方法。结合远程带式输送机托辊轴承的特性,针对性提出多种分析方法相结合的方案。诊断系统中包括时域检测、快速傅里叶变换(FFT)峰值检测、功率谱检测、小波包分解与重构和希尔伯特(Hilbert)包络分析结合、经验模态值分解(EMD)检测方法,可实现采集数据显示、波形分析和故障诊断。其中,时域检测、快速傅里叶变换峰值检测、功率谱检测可初步判断托辊是否发生故障,经验模态值分解可以预估出带式输送机托辊发生故障的区段,小波包分解与重构和希尔伯特包络分析联合法可进一步提取托辊轴承故障频率,确定轴承发生故障的部位。最后,通过实验验证了基于声音信号的托辊故障诊断方法的有效性。 展开更多

关键词 声学 声音信号 托辊轴承 故障诊断 经验模态分解 小波包

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于小样本声音信号的托辊故障诊断方法 被引量：7

7

作者 郝洪涛 邱园园 丁文捷 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第8期106-113,共8页

基于深度学习的故障诊断方法对数据集的质量有很高要求,需要大批量数据才能进行良好的模型训练,从而实现准确的故障诊断,而在实际应用中能够采集到的故障信号通常很有限。针对托辊故障声音信号获取困难、样本量少,导致智能故障诊断方法... 基于深度学习的故障诊断方法对数据集的质量有很高要求,需要大批量数据才能进行良好的模型训练,从而实现准确的故障诊断,而在实际应用中能够采集到的故障信号通常很有限。针对托辊故障声音信号获取困难、样本量少,导致智能故障诊断方法性能受限的问题,提出了一种基于小样本声音信号的托辊故障诊断方法。使用特征转换方法将一维声音信号转换为二维时频图像,将频率域的特征融入进来,以提高数据集对故障特征的表达能力;提出了多种类型时频图结合的数据集扩充方法,将短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)、希尔伯特-黄变换(HHT)3种时频分析方法绘制的时频图相结合,以扩充数据集,增加数据样式;引入了深度迁移学习的思想,使用轴承数据集对模型进行预训练,然后使用托辊数据对预训练模型进行微调,以进一步提升模型的识别准确率。实验结果表明:多种类型时频图结合的数据集扩充方法能有效解决使用小样本数据训练模型时易过拟合的问题;使用迁移学习后,模型的测试准确率达98.81%,相较于不使用迁移学习时提升了7%,且没有出现过拟合现象,说明模型训练良好;相较于生成对抗网络扩充STFT时频图数据集+迁移学习的方法,多种类型时频图结合的数据集扩充+迁移学习的方法准确率提高了4%,且更容易实现,可解释性更强。 展开更多

关键词 带式输送机 托辊 故障诊断 小样本 时频图 数据集扩充 迁移学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于负载估计的带式输送机系统节能控制方法研究 被引量：35

8

作者 郝洪涛 杨庭杰 张超 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期139-146,共8页

目前常用的带式输送机节能控制方法是通过建立煤量与带速之间的匹配关系来控制运行速度以达到节能目的,但因其采用传感器测量实时煤量时,受到传感器安装位置及数据处理速度等因素的影响,导致检测信号与实时煤量信息不同步而引起滞后现... 目前常用的带式输送机节能控制方法是通过建立煤量与带速之间的匹配关系来控制运行速度以达到节能目的,但因其采用传感器测量实时煤量时,受到传感器安装位置及数据处理速度等因素的影响,导致检测信号与实时煤量信息不同步而引起滞后现象。当煤量突然增加时,易造成带式输送机无法及时提速引发堆煤或溢煤等故障。为解决上述问题,提出了一种新的节能控制方法:通过采用状态重构的方法建立带式输送机系统状态观测器估计输送带上各段张力值,并以机头传动滚筒处输送带张力值的变化率结合电子输送带秤检测的实时煤量信息,应用模糊推理与决策建立了节能控制系统,控制带式输送机在煤量增加时及时提速。基于此,以带式输送机启动过程线性定常系统模型为依托,建立了基于载荷变化的带式输送机时变系统动力学模型,并利用Simulink与LabVIEW软件结合NI CompactRIO-9038实时控制器做硬件在环实验验证,结果表明:在煤量无较大波动时,输送机仍保持恒定速度,说明系统抗干扰能力强;在煤量突变情况下,张力变化率辅助提速效果明显,解决了堆煤及溢煤故障。 展开更多

关键词 带式输送机 动力学模型 负载估计 节能控制 煤量识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

多尺度特征自适应融合的气动控制阀故障诊断 被引量：10

9

作者 郝洪涛 王凯 +1 位作者 张炳建 刘建昊 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期167-178,共12页

气动控制阀作为过程工业典型的终端执行机构,由于故障发生率高、故障类型繁多,导致故障识别难度大,且故障后果严重,因此对其进行智能的故障检测和诊断具有重要的实际意义。本文提出了一种多尺度特征自适应融合网络用于气动控制阀故障诊... 气动控制阀作为过程工业典型的终端执行机构,由于故障发生率高、故障类型繁多,导致故障识别难度大,且故障后果严重,因此对其进行智能的故障检测和诊断具有重要的实际意义。本文提出了一种多尺度特征自适应融合网络用于气动控制阀故障诊断。首先,搭建了融合自注意力机制的多尺度特征提取网络自动提取信号的空间特征和细节特征。然后,设计了权重自适应特征融合网络对多尺度特征加权融合,提高模型对故障特征的表征能力。最后,由长短时记忆神经网络和SoftMax函数实现特征识别和故障分类。实验结果表明,该模型在DAMADICS阀门基准实验平台上的平均检测准确率达到96.82%,均高于其他对比模型。与最近发表文献中的检测结果对比发现,本文开发的模型在可检测的故障数量和检测准确率方面也具有一定的优势,并且通过实验验证了模型的检测性能。 展开更多

关键词 气动控制阀 故障诊断 特征提取 特征融合 卷积神经网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

湿式双离合器的摩擦参数估计 被引量：4

10

作者 郝洪涛 马辉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期1619-1628,共10页

湿式双离合器扭矩的精准传递对其换挡品质具有重要影响,但离合器的摩擦特性受材料间的相互作用及油液的热降解等因素影响而变化,进而影响传递扭矩的精度,本文提出了一种在线估计离合器摩擦参数的方法。首先设计了自适应扭矩观测器,该观... 湿式双离合器扭矩的精准传递对其换挡品质具有重要影响,但离合器的摩擦特性受材料间的相互作用及油液的热降解等因素影响而变化,进而影响传递扭矩的精度,本文提出了一种在线估计离合器摩擦参数的方法。首先设计了自适应扭矩观测器,该观测器可通过车辆已有的传感器估计出离合器换挡时的传递扭矩;其次将离合器结合阶段分为流体动力润滑阶段、部分润滑阶段和机械接触阶段,并基于Stribeck摩擦模型建立了湿式离合器摩擦因数模型,利用递推最小二乘方法估计出了相应的系数;最后利用Stribeck摩擦模型对所估计出的参数进行计算得到了离合器接合时的实时动态摩擦因数模型,为湿式双离合器在线故障诊断及传递扭矩的精准控制提供了基础。 展开更多

关键词 湿式双离合变速器 摩擦参数估计 自适应扭矩观测器 递推最小二乘法

在线阅读 下载PDF 职称材料

6063铝合金焊接接头力学性能及韧性断裂失效仿真分析 被引量：7

11

作者 徐从昌 李佳 +4 位作者 向瀚林 张欣欣 王冠 何洪 李落星 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期110-117,共8页

采用硬度测试、等效拉伸试验和有限元仿真方法,以汽车用6063铝合金焊接接头为研究对象,研究了T型焊接接头力学性能的不均匀性分布,对其韧性断裂行为开展了数值模拟研究。通过等效拉伸试验对接头各区域开展了拉伸试验和断裂失效仿真分析... 采用硬度测试、等效拉伸试验和有限元仿真方法,以汽车用6063铝合金焊接接头为研究对象,研究了T型焊接接头力学性能的不均匀性分布,对其韧性断裂行为开展了数值模拟研究。通过等效拉伸试验对接头各区域开展了拉伸试验和断裂失效仿真分析,求解了基材(Base Metal,BM)、热影响区(Heat Affected Zone,HAZ)和焊缝(Welded Zone,WZ)等在常温准静态拉伸变形下的Johnson-Cook本构模型参数A、B、n的值和Cockcroft-Latham韧性断裂准则中的断裂应变能W_(c),并将其用于T型接头断裂行为的仿真预测。结果表明,硬度随距焊缝中心距离的增加而升高,BM的屈服强度和抗拉强度明显高于HAZ,但伸长率低于HAZ;采用等效拉伸试样可有效分析焊接接头各软化区域的力学行为;采用Johnson-Cook模型和Cockcroft-Latham韧性断裂准则预测得到的焊接接头断裂位置和载荷-位移曲线与试验结果吻合。 展开更多

关键词 焊接接头 力学性能 韧性断裂 有限元仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于IMCKD和MCCNN的滚动轴承故障诊断方法 被引量：4

12

作者 刘好博 郝洪涛 丁文捷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期241-249,共9页

受外界环境噪声以及振噪耦合的影响,滚动轴承早期故障信号特征微弱,对其实现智能故障诊断具有挑战性。为了解决上述问题,提出一种基于改进最大相关峭度解卷积(improved maximum correlation kurtosis deconvolution,IMCKD)和多通道卷积... 受外界环境噪声以及振噪耦合的影响,滚动轴承早期故障信号特征微弱,对其实现智能故障诊断具有挑战性。为了解决上述问题,提出一种基于改进最大相关峭度解卷积(improved maximum correlation kurtosis deconvolution,IMCKD)和多通道卷积神经网络(multi-channel convolution neural network,MCCNN)的智能故障诊断方法。首先利用萤火虫算法并行搜寻最大相关峭度解卷积的两个影响参数,对原始振动信号进行自适应滤波,得到诊断用的数据源;然后将其输入到MCCNN中进行特征学习,不断更新网络参数;最后将特征应用于分类器识别,从而实现滚动轴承的智能故障诊断。为了验证方法的可行性和有效性,利用滚动轴承故障模拟试验台采集的数据对该算法进行了验证。试验结果表明,该方法能准确、有效地对滚动轴承的故障类型进行分类,即使在强背景噪声下仍具有90%以上的故障识别率,并具有较好的稳定性和泛化能力。 展开更多

关键词 滚动轴承 最大相关峭度解卷积 卷积神经网络 萤火虫优化 特征学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

双丝电弧喷涂Fe(WC)/Ni(WC)复合涂层显微组织及性能

13

作者 邱明坤 张树玲 +6 位作者 陈炜晔 于永川 田宇 郜雪楠 卞东伟 朱学军 Javad Mostaghimi 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期4098-4103,共6页

借助双丝电弧喷涂技术在316L不锈钢基体表面成功制备了高硬度、高强度的FeNi(WC)复合涂层,并对涂层显微组织结构及性能进行了分析研究。利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层截面显微组织形貌,并用其配置的X射线能谱(EDS)对涂层不同区域进... 借助双丝电弧喷涂技术在316L不锈钢基体表面成功制备了高硬度、高强度的FeNi(WC)复合涂层,并对涂层显微组织结构及性能进行了分析研究。利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层截面显微组织形貌,并用其配置的X射线能谱(EDS)对涂层不同区域进行能谱分析,确定涂层中元素组成及分布情况,通过X射线衍射仪(XRD)对涂层进行相组成分析,并使用ImageJ图像处理软件测定涂层的孔隙率,采用维氏显微硬度计分别测定了基体和涂层显微硬度。实验结果表明,双丝电弧喷涂技术所制备的FeNi(WC)复合涂层与基体结合良好,组织均匀致密,涂层中含有部分孔洞和裂纹,但对基体的整体性能影响不大。FeNi(WC)复合涂层中主要物相为Fe和Ni组成的金属固溶体化合物FeNi、Fe_3Ni_2和硬质相WC、W_2C。基体平均显微硬度为213 Hv_(0.1),涂层平均显微硬度高达714 Hv_(0.1),约为基体硬度的3～4倍。涂层EDS面扫描得出涂层中元素均匀混合分布,C和W均匀分布在Fe和Ni元素之间,O元素的存在是喷涂过程中氧化所致。FeNi(WC)复合涂层是由Fe、Ni、C和W等主要元素组成的粘结相和硬质相交叉分布形成的典型层状结构,粘结相中弥散分布的硬质相使得涂层的硬度及整体性能得到明显提高。 展开更多

关键词 双丝电弧喷涂(TWAS) 粉芯丝材 复合涂层 组织结构 显微硬度 孔隙率 相组成

在线阅读 下载PDF 职称材料

Co_(3)S_(4)电极材料的制备及在碱性析氢反应中的重构行为研究 被引量：1

14

作者 郑德勇 晋慧慧 姬鹏霞 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第18期1-4,共4页

因为析氢反应(HER)电位远低于析氧反应(OER),催化剂的重构过程相对迟缓,所以其重构现象鲜有报道。为此,本工作通过水热和硫化两步法成功合成了自支撑碳布(CC)负载纯相Co_(3)S_(4)电极材料,其微观呈纳米颗粒组装的绿疣海葵状结构。该电... 因为析氢反应(HER)电位远低于析氧反应(OER),催化剂的重构过程相对迟缓,所以其重构现象鲜有报道。为此,本工作通过水热和硫化两步法成功合成了自支撑碳布(CC)负载纯相Co_(3)S_(4)电极材料,其微观呈纳米颗粒组装的绿疣海葵状结构。该电极材料在1 mol/L KOH的HER电化学测试中就能发生快速、完全重构,催化活性显著提升,在100 mA·cm^(-2)时过电位降低约55 mV。诱发重构主要是硫组分浸出所致。重构后的电极材料物相为Co(OH)_(2),且形貌已完全转变为数层纳米片堆叠而成的大比表面花状结构,暴露出更多的活性位点,促进电解液与电极材料的接触,加速催化反应中的传质过程,进而提升催化活性。这一发现有助于科研工作者初步认识硫化物催化剂电极材料在HER催化过程中的重构行为。 展开更多

关键词 电催化 Co_(3)S_(4)电极材料 析氢反应 重构行为

在线阅读 下载PDF 职称材料