超声磨削加工表面分形维数计算方法

基于盒维数法、差分盒维数法、结构函数法,用MATLAB模拟出已知分形维数的理论分形曲面,对其进行分形维数的计算,并计算其误差,结果表明:盒维数法的计算结果误差最小,可确定超声磨削加工表面分形维数的计算方法,为超声磨削加工表面形貌的特征分析奠定理论基础.     

分形在齿轮磨损监测中的应用

将分形理论用于齿轮磨损的监测,从工程应用角度介绍了振动信号盒维数的计算方法。通过对齿轮振动信号分形维数的计算,揭示了分形维数与信号复杂程度之间的内在联系。结果表明:随齿轮磨损的增加,齿轮振动信号盒维数呈下降趋势,运用振动信号的分形维数特征可有效实现齿轮磨损监测。     

Fe3Al基复合材料摩擦表面的分形特性研究

利用结构函数法对Fe3A l基复合材料干滑动摩擦表面的分形特性进行了研究,并计算其分形维数。结果表明Fe3A l基复合材料摩擦表面具有明显的分形特征,分形维数和摩擦因数以及磨损率之间有着密切相关性,随着分形维数的增大,摩擦因数和磨损率都逐渐减小,磨损率尤为明显,说明材料摩擦表面形貌特征对其摩擦学性能具有显著影响。     

PEEK摩擦信号分形维数与表面形貌相关性试验研究

为研究聚醚醚酮树脂/球墨铸铁摩擦副磨合初期摩擦信号分形维数与聚醚醚酮初始表面形貌分形维数的相关性,在UMT-3MT摩擦磨损试验机上对聚醚醚酮树脂/球墨铸铁摩擦副进行了摩擦磨损试验,运用结构函数测度法对初始表面形貌、摩擦力信号、摩擦因数信号进行了分形表征,计算得到了不同载荷下的分形维数。研究结果表明,聚醚醚酮初始表面和摩擦信号均具有显著的分形特征;在相同速度、相同初始表面下,摩擦信号的分形维数随着载荷的增大而增大;在相同速度、不同载荷下,磨合初期摩擦信号的分形维数均与初始表面分形维数负相关。     

分形特征在湿式离合器磨合状态预测中的运用

针对湿式离合器试验过程中磨合状态的预测问题,提出利用摩擦转矩信号分形特征来预测和评价磨合状态的新方法.首先,分别阐述了摩擦转矩信号盒子维数和关联维数的计算方法;然后,在湿式离合器试验台上提取了磨合试验的摩擦转矩信号,并对信号进行了自相似性分析;最后,应用盒子维数和关联维数分别对摩擦转矩信号进行了分形研究.分析结果表明:盒子维数和关联维数都能定量描述试验过程中摩擦转矩信号的分形特征,随着磨合次数的增加,摩擦转矩信号的盒子维数和关联维数的波动范围都逐渐减小,并且最终收敛于较小的波动范围.因此,利用试验中摩擦转矩信号的分形特征能够在不开箱条件下定量地预测和评价湿式离合器的磨合状态.     

广义分形维数在旋转机械故障诊断中的应用研究

运用分形理论，提出广义维数最小二乘法的计算公式，对实测的时域信号进行了广义维数计算，从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数。对故障样本进行功率谱分析、广义维数计算分析，提出谱能量与分形维数的关系，为用分形维数来分析故障的强度提供了依据。运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法，并通过实例诊断、识别故障及其故障程度，说明该方法具有较好的实效性。     

基于多重分形维数的GIS局部放电模式识别

根据气体绝缘组合电器（GIS）设备内部绝缘缺陷产生局部放电的特点，设计了4种典型的GIS缺陷模型，采用甚高频高速采集大量局部放电样本，构造了局部放电图谱；以差盒维数和多重分形理论为基础，给出了基于差盒维数的多重分形计算方法；提出了一种基于多重分形特征的GIS局部放电图谱特征提取方法，对局放图像求取了相应的差盒维数、多重分形维数及放电重心特征，最后将提取的特征量通过RBF神经网络进行分类，识别结果显示本文方法有效地提高了GIS局部放电4种缺陷的识别率。     

基于Ф OTDR光纤传感技术的供水管道泄漏辨识方法

由于城市供水管道周边工况复杂,如何实现对不同工况的泄漏及其他干扰振动的模式识别成为系统的关键技术。提出了采用分形盒维数和改进近似熵作为特征量的基于相位敏感的时域反射计(Ф-OTDR)分布式光纤传感进行供水管道振动检测的方法。根据泄漏孔附近空泡噪声的信号空间填充度特征,引入分形盒维数对时域信号进行度量,采用了一种新的寻找无标度区的办法,使得出的盒维数参数值能够把握过电平率很高信号的特定特征根据湍流噪声信号混沌性特征;根据湍流噪声的混沌特性,引入近似熵复杂度对时域信号进行度量,采用了一种新的相似容限选取方法,使得更能体现信号随机性的大小。将去噪处理后检测信号的分形盒维数和改进近似熵同时作为二维参数平面的两个输入,通过在该平面设置阈值范围辨识管道泄漏信号,用以区分泄漏信号和干扰信号。对实验信号进行处理,使用该方法对泄漏辨识的准确率能达到96.7%,结果表明,采用该方法能够准确、高效地区分将供水管道泄漏信号及其他信号。     

旋转机械动态特性的分形特征及故障诊断

运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数,对故障样本进行广义维数计算分析,找出用分形维数分析识别故障的依据。此外,运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数据与动态振型数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数中提取的各分形维数都能较好地对故障状态进行诊断、识别,且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。     

片状磨粒、块状磨粒和层状磨粒轮廓分形维数研究

选取计盒维数法作为计算磨粒轮廓分形维数方法,采用磨粒相片、实验法和现场收集3种方法收集了片状磨粒、块状磨粒和层状磨粒各600个样本,并在500和800倍放大倍数下进行了轮廓分形维数计算.结果表明,这3种磨粒轮廓分形维数分布为正态分布,在放大800倍数时具有最好的统计分形;研究结果可用于磨粒自动识别和磨损状态实时检测.