基于混沌与分形理论的电机故障诊断方法

通过对鼠笼式异步电机故障电流信号的研究,提出了一种基于混沌以及分形理论的电机故障诊断方法。用互信息量确定了信号时间序列相空间重构的最佳延时,并对关联维数、分形维数进行了分析和计算,探讨了故障和正常状态下信号的混沌及分形特性。根据电机定子电流在不同工作情况下的分形维数和关联维数,便可确定电机故障的类型。     

小波包分解在球磨机的故障特征提取中的应用

对实验中测得的球磨机噪声信号进行了小波包分析 ,指出可用不同频段信号的小波包系数来表征不同信号的特征。提取信号波形的分形维数和信号的均方根值作为反映故障特征信息的指标 ,并给出分形维数和信号能量的计算方法。以分形维数和信号能量为元素的特征矢量可作为故障诊断系统的输入矢量 ,对球磨机的运行状态故障进行了诊断。实验结果表明 ,本文提出的故障特征提取方法可以较好地应用于球磨机运行状态的故障诊断。     

基于盒维数的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承振动信号的特点 ,从分形原理出发 ,利用盒维数的概念 ,对由滚动轴承故障产生的非平稳、非线性信号进行了分形特征的盒维数定量描述。试验结果表明 ,由于滚动轴承不同故障动力学产生的机制不同 ,其盒维数明显不同。因此利用盒维数可以准确地诊断出滚动轴承的工作状态     

基于混沌及分形理论的异步电动机断条故障诊断方法研究

提出一种基于混沌及分形理论的鼠笼式异步电动机转子断条故障辨识方法。重构信号时间序列的相空间以及计算关联维数和分形维数,探讨了故障和正常状态下的信号混沌及分形特性。用互信息量的方法计算了重构空间的最佳延时,同时根据互信息量关系图对故障断条数量进行了有效辨识。研究表明,该方法具有较好的故障诊断效果。     

高压往复泵泵阀虚拟设计

在对往复泵泵阀设计理论和虚拟制造技术进行系统分析和研究的基础上,结合产品设计和改造的实际经验,对往复泵泵阀的虚拟设计技术进行了研究。实现了往复泵泵阀设计的程序化,包括主要零部件参数计算、强度校核、参数化绘图、泵阀的虚拟装配和干涉检查等。     

基于分形理论的旋转机械故障诊断的研究

针对旋转机械振动信号的特点,从分形原理出发,利用分形维数的概念,对由旋转机械故障产生的非平稳、非线性信号进行了分形特征的定量描述。试验结果表明,旋转机械不同故障出现时,其分形维数明显不同。因此,可以利用分形维数有效地诊断出旋转机械的故障。     

基于分形理论的滑动轴承故障诊断研究

针对滑动轴承异常振动时振动信号的无规则特性和分形维数对时域振动信号的敏感性,将分形理论应用于风机滑动轴承故障诊断,分析了不同程度的接触摩擦状态与分形维数关系,揭示了接触摩擦越严重分形维数越大的规律,将其应用于故障诊断,取得了良好的效果,为滑动轴承故障诊断提出了一种新方法。研究表明:将该方法应用于矿山机械故障诊断领域具有重要的现实意义。     

小波包分形技术在泵机组故障诊断中的应用

针对泵机组振动信号的非线性和非平稳特征,根据小波包和分形理论,引入小波包分形技术对泵机组常见故障类型进行研究。使用盒维数分别计算经过降噪处理的故障信号和对原始信号进行2层小波包分解的4个频带信号,结果表明:250~500 Hz频段状态信号盒维数的区分度最大,最适合作为泵机组的故障特征量;中高频信号的维数值对复合故障和松动故障比较敏感,通过量化中高频信号的维数值,能够有效捕捉到复合故障和松动故障信息。     

高压往复泵泵阀设计研究

泵阀是往复泵的重要零部件,对往复泵的使用性能有着重要影响,由于泵阀具有工作过程复杂,结构复杂等特点,其设计一直被认为是难点。在对泵阀设计理论进行研究的基础上,从结构参数设计到强度校核,对往复泵泵阀设计进行了分析研究,为正确设计往复泵泵阀奠定理论基础。     

分形理论在金属切削加工中的应用

介绍了分形理论的基本概念,论述了分形理论在加工表面质量评定、刀具磨损、加工设备状态监测中的应用现状,对分形特征进行了数学描述,并提出了分形维数,关联维数的意义和计算方法。     

有机质页岩孔隙分形模型的适用性研究

为了深入研究分形理论模型计算不同尺度孔隙分形维数的适用性,以焦页1井龙马溪组页岩与慈页1井牛蹄塘组页岩的钻井岩心样品为研究对象,采用CO_2和N_2等温吸附试验,获得了2组页岩微孔与介孔的吸附数据,并分别结合微孔分形模型和FHH分形模型计算了微孔与介孔的分形维数,讨论了2种模型的有效性。研究结果表明:微孔分形模型适用于计算CO_2吸附数据,可有效表征页岩微孔的分形维数;而选FHH分形模型适用于计算N_2吸附的高压段数据,可有效表征页岩介孔的分形维数。微孔与介孔可具有不同的分形结构,页岩孔隙结构的评价应综合考虑两类孔隙的分形维数。     

超细煤粉颗粒形状分形维数与球磨工艺的研究

在行星磨完成不同煤的超细粉碎．基于面积一周长法，利用煤粉颗粒的SEM图像结合图像分析软件计算不同工艺条件下的煤粉体的颗粒形状分形维数，结果表明：该方法计算的分维值相关系数多在0．95以上；煤颗粒形状分形是多域度分形；煤颗粒粉碎初期形状分形维数逐渐减小，当粉碎到团聚时间时，其分形维数值反而在增大；含碳量高的煤质在粉碎时，其形状分形维数一般较小；不同助磨剂对颗粒形状分形的影响不同．     

白皎煤矿玄武岩岩爆破坏微观裂纹特征分析

为研究煤矿中发生岩爆灾害机理和破坏特征,从岩爆破坏产生的岩石碎屑中微观裂纹结构特征入手,分析在岩爆实验过程中岩石样品的极限应力状态与所产生的裂纹分形维数之间的关系。选取四川白皎煤矿岩爆高发区4个地点的8件玄武岩样品,进行两种加卸载方式的岩爆实验,得到不同加卸载条件下产生的玄武岩岩爆碎屑,利用电子扫描显微镜观察岩爆碎屑表面裂纹微观结构特征,拍摄适当比例的岩爆裂纹电镜扫描(SEM)图片。通过图片处理,提取岩爆碎屑SEM图片微观裂纹信息,计算岩爆微观裂纹分形维数,结果表明两种加卸载方式产生的岩爆碎屑微观裂纹分形维数值明显不同。分析岩爆破坏极限状态下最大主应力和第2主应力比值与岩爆裂纹分形维数之间的关系,得出相应的线性表达式,表明岩爆裂纹的分形维数与岩爆发生过程的应力转化过程关系密切。     

三轴压缩条件下尾砂力学行为与破碎机理

为探究尾矿材料在高应力状态下的力学行为与破碎机理,对其进行不同条件的三轴压缩试验,分析围压、含水率、干密度对尾矿颗粒破碎程度的影响。引入修正颗粒破碎率B~*_r的概念来表示颗粒破碎程度,计算尾矿材料试验前后的颗粒破碎分形维数及分形维数差值,并探究尾矿材料修正颗粒破碎率B~*_r与分形维数之间的关系。试验结果表明:颗粒破碎与围压、含水率具有良好的相关性,干密度对颗粒破碎影响微弱;高应力状态下颗粒破碎过程中存在1500 kPa与4000 kPa两个分界值,该分界值将颗粒破碎程度划分为3个不同的阶段;尾矿颗粒破碎具有良好的分形特征,分形维数差值与颗粒破碎率之间存在良好的线性关系,颗粒分形维数差值可以很好地表征颗粒破碎程度。该试验研究成果可为大型高尾矿库的稳定与安全评估提供理论指导和依据。     

TB8合金再结晶组织的分形特征

以TB8合金的热塑性变形显微组织为研究对象,在计算机图像处理分析技术的基础上,计算不同条件下再结晶组织的分形维数,并探讨了分形维数与变形条件之间的关系.结果表明:TB8合金再结晶组织具有典型的分形特征;随着变形温度升高和应变速率的降低,分形维数减小.     

煤粉的分形特征及其对水煤浆级配的影响

为进一步研究分形理论与煤粉粒度级配的相关性,运用分形理论分析了张家峁煤矿水煤浆厂不同粒度煤粉的粒径分布特性,利用激光粒度分析仪测试不同中位径煤粉的粒径分布曲线,通过作图计算发现lnyV(r)-lnr有很好的线性关系,呈现分形特征,分形维数在2.3以下。对水煤浆级配的两种经典模型Alfred模型、Rosin-Rammler模型进行分形分析,分形维数在2.5以上。将中位径为6μm的煤粉样品分别与中位径29μm和90μm的煤粉等比例级配,其结果分形维数也都在2.5以上,高于未级配煤粉分形维数,因此分形维数是级配的特征参数。级配过程提高了煤粉的分形维数,通过测定煤粉的分形维数可评判级配的好坏,以及粒度分布是否接近理论模型。     

黔西地区煤样孔隙综合分形特征及对孔渗性的影响

为了定量描述煤储层孔隙结构的复杂程度,基于压汞试验测试结果,运用分形理论,对黔西地区不同煤阶的32个煤样进行了分形特征研究,并探讨了分形几何参数与煤储层孔渗性的关系。结果表明:煤储层孔隙分形维数可分为渗流分形维数和扩散分形维数,利用不同分形段的孔隙体积比作为权值,通过加权求和方法可得到综合分形维数;渗流分形维数随变质程度增加而减小,扩散分形维数和综合分形维数均随变质程度增加而增大;分形界限、扩散孔隙体积分数及总孔体积都与综合分形维数、扩散分形维数具有较好的相关性,而且3个指标参数与综合分形维数的相关系数均高于与扩散分形维数的相关系数;综合分形维数、分形界限及扩散孔隙体积分数与煤储层孔隙度之间为负幂指数相关关系,总孔体积与煤储层孔隙度为线性正相关关系,与渗流分形维数和扩散分形维数相比,综合分形维数更有利于表征煤储层渗透性。     

基于压汞法的煤岩各段孔隙的分形特征

采用压汞法对大同和屯留煤样进行微结构测试。根据煤岩孔隙不同半径范围内累积孔隙体积分数所占的比例大小对孔隙进行了大小分类。结合孔隙结构分形维数计算原理,通过线性回归计算了各类孔隙的分形维数。结果表明用分段回归方法计算煤中不同孔隙的分形维数能较好地反映复杂的孔隙结构。小孔分维数较小,中孔和大孔分维数较大,说明中孔和大孔孔隙结构很不均匀,煤岩孔隙在这个阶段的分布离散性较大。     

磨细钼尾矿粒度分布的分形研究

测试了不同粉磨时间的钼尾矿的粒度分布,计算了钼尾矿粉粒度分布的分形维数,研究了钼尾矿粒度分布的分形维数与比表面积、钼尾矿粉活性的关系。结果表明:随着粉磨时间的增加,钼尾矿粉中微细颗粒比例不断增加,粒度分布的分形维数也不断增大,一定时间后,其粒度分布的分形维数增长速度趋于平缓。粒度分布的分形维数与其比表面积、活性均呈现良好的线性正相关性。     

弱酸及添加表面活性剂对煤体孔隙的影响及分形特征研究

以五轮山煤矿8号煤层为研究对象,经水、乙酸和在乙酸中添加不同表面活性剂对煤样进行浸泡实验,采用压汞法对各样品煤孔隙特征进行分析,并采用Menger海绵模型和Sierpinski垫片模型对孔隙分形进行计算分析。结果表明:所有样品的孔隙分布均呈"M"形;原煤及经水、乙酸处理后的煤样进退汞曲线产生较大的滞后环,在乙酸中添加不同表面活性剂后,煤样进退汞曲线滞后环减小;通过Menger海绵模型计算的分形维数,添加油酸钠的煤样品渗流孔隙和吸附孔隙分形维数为2.76和2.92,其他样品的分形维数均大于3;通过Sierpinski垫片模型计算的分形维数,经水处理后的煤样品分形维数增大,其他样品均减小。