高速列车万向轴动不平衡检测的EEMD-Hankel-SVD方法

针对聚合经验模式分解(Ensemble empirical model decomposition,EEMD)的等效滤波特性依然存在模式分量间频带重叠较大的根本缺陷,提出一种高速列车万向轴动不平衡动态检测的新方法。该方法的核心是对万向节安装机座的振动信号进行EEMD分解得到基本模式分量,应用基本模式分量信号来构造Hankel矩阵,对该矩阵进行正交化奇异值(Singular value decomposition,SVD)分解,以奇异值关键叠层作为奇异值的选择准则对信号进行重构,应用重构信号的傅里叶谱来检测高速列车万向轴的动不平衡,消除EEMD分解模式频带重叠对故障特征的淹没和混淆效应,提高了谱的清晰度,凸显了故障特征。应用万向轴动不平衡试验数据对该方法进行试验验证,结果表明,该方法能够有效检测万向轴动不平衡引起的故障特征和万向轴的固有振动特征,与纯EEMD方法相比,该方法在谱的清晰度和故障表征力上得到了显著提高。     

基于局部特征尺度分解和奇异值差分谱的滚动轴承故障诊断方法

为有效消除滚动轴承故障振动信号中噪声,更好提取故障特征频率,提出了基于局部特征尺度分解和奇异值差分谱的故障诊断方法。该方法首先利用局部特征尺度分解将非平稳信号分解成若干个不同频带的内禀尺度分量;然后对包含故障特征的分量构造Hankel矩阵并进行奇异值分解并求得奇异值差分谱曲线,利用差分谱最大突变点确定重构信号的阶数并重构信号;最后再求重构信号的包络谱,便可准确获得相应故障特征频率。滚动轴承故障诊断的试验结果证明,该方法能快速准确地提取出故障信息,具有一定的优势。     

万向轴动不平衡检测的二代小波变换奇异值方法

针对第二代小波变换依然存在频率混叠的更本缺陷,提出一种高速列车万向轴动不平衡车载检测的新方法。该方法的核心是对万向节安装机座的振动加速度信号进行第二代小波变换得到不同尺度的分解信号,应用单尺度信号构造Hankel矩阵,对该矩阵进行奇异值正交化分解,以奇异值关键叠层作为奇异值的选择准则对信号进行重构,应用重构信号的傅里叶谱来检测高速列车万向轴的动不平衡,消除第二代小波变换频率混叠对故障淹没缺陷,凸显故障特征。应用万向轴动不平衡试验数据对该方法进行试验验证,结果表明,该方法能够有效检测万向轴动不平衡引起的基频、倍频和分频的故障特征,与传统小波、纯第二代小波变换相比,该方法在谱的清晰度和故障表征力上得到了显著提高。     

万向轴动不平衡检测的自适应变分模态分解方法

万向轴动不平衡主要体现在万向轴振动信号的转频及其倍频上,为了更准确地提取动不平衡振动特征,引入具有完备理论基础、窄带滤波特性和最优解的信号分解方法——变分模态分解法来提取动不平衡振动特征。然而,变分模态分解的结果对两个参数(模态数量、惩罚因子)的设置很敏感。因此,提出应用傅里叶谱的均方根分布与其局部峭度值确定变分模态分解的模态数量,利用傅里叶谱峭度增量对惩罚因子进行最优选择。建立万向轴动不平衡的自适应提取模型,应用试验台实测数据对该检测方法和模型的有效性进行了验证。     

基于VMD和奇异差分谱的滚动轴承早期故障诊断

针对强噪声环境下滚动轴承早期故障特征信息非常微弱且难以提取的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和奇异值差分谱的故障诊断方法。首先对轴承故障振动信号进行VMD分解得到一系列本征模态分量(Intrinsic Mode Functions,IMFS),由于噪声的干扰,很难从各个模态分量中提取有效的故障特征信息;然后根据相关系数准则,对相关系数较大的分量构建Hanke矩阵进行奇异值分解,求取奇异值差分谱,从差分谱中确定重构信号的有效阶次对信号进行降噪处理;最后对降噪处理后的信号进行Hilbert包络处理,从包络谱中即可准确地提取到故障特征频率。仿真信号和工程数据处理结果表明,该方法能够有效地降低噪声的影响,精确地提取到轴承微弱的故障特征频率信息。     

VMD和奇异差分谱在齿轮早期故障诊断中的应用

针对齿轮故障振动信号的多分量、多频率调制特性且早期故障振动信号信噪比低,故障特征微弱难以提取的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和奇异值差分谱的故障诊断方法。首先对采集到的齿轮故障振动信号进行VMD分解,得到一系列窄带本征模态分量(band-limited intrinsic mode functions,BLIMFS),由于噪声的干扰,从各个模态分量的频谱中很难对故障做出正确的判断;然后根据相关系数准则,选取与原始信号相关系数较大的分量构建Hankel矩阵并进行奇异值分解,求取奇异值差分谱,从差分谱中确定重构信号的有效阶次对信号进行降噪处理;最后对降噪处理后的信号进行Hilbert包络谱分析,即可从中准确地识别出齿轮的故障特征频率。仿真信号和齿轮箱齿轮故障模拟实验结果表明,该方法能够有效地降低噪声的影响,准确地提取到齿轮微弱的故障特征信息。     

基于奇异值差分谱与改进包络分析的轴承故障特征提取

针对滚动轴承振动信号故障特征难以提取的问题,提出了一种基于奇异值差分谱与改进包络分析的轴承故障特征提取方法。首先,通过奇异值分解将原始轴承振动信号分解为一系列能够线性叠加的分量信号,利用故障特征分量和噪声分量在奇异值上的差异,根据奇异值差分谱的性质筛选出有效奇异值,选择包含故障特征的分量重构信号。针对奇异值分解去噪后仍存在残余噪声,采用改进包络分析,在频域中进一步去除重构信号中的残余噪声。最后对实测轴承信号进行分析,准确地提取到故障特征明显、故障频率突出的轴承故障信号,完成故障诊断。     

基于变分模态分解和奇异值差分谱的轴承故障诊断方法

为有效地提取出轴承故障的特征频率,提出了基于变分模态分解(VMD)和奇异值差分谱(SVDS)相结合的轴承故障诊断方法.该方法主要有三个步骤,一是通过VMD对轴承故障信息进行分解,并得到若干个不同频段的分量信号;二是选取有效的分量信号构建Hankel矩阵,并对该矩阵进行奇异值分解,由此得到SVDS曲线;三是通过SVDS曲线的峰值确定重构阶数并完成信号重构,而后对重构信号进行包络谱分析,便可得到相应故障类型的特征频率.轴承故障诊断实例验证了方法的有效性.     

基于小波分解和SVD降噪的齿轮箱特征提取研究

齿轮箱故障诊断的关键是对故障特征的提取。利用小波变换的多分辨特性,将齿轮箱振动信号进行分解及单支重构,获取原信号在不同频段上分布的详细信息,找出对应系统特征频率的尺度,并应用奇异值分解的方法对该尺度下的重构信号进行进一步的降噪处理,从中成功提取出信号的特征分量。     

基于SVD降噪和谱峭度的滚动轴承故障诊断

提出将奇异值分解(SVD)和谱峭度结合的滚动轴承故障诊断方法.首先,将原始振动信号构造为Hankel矩阵,进行奇异值分解,并利用奇异值差分谱进行有效的消噪;然后,利用谱峭度所得的峭度图选择最佳的带宽和中心频率对降噪后的信号进行带通滤波;最后,对滤波后的信号进行平方包络和Fourier变换得到包络解调谱,即可实现故障特征的提取.对滚动轴承故障试验信号的分析表明,该方法可以有效地提取故障特征频率,实现故障诊断.     

MEM产品开发及工艺研究

介绍了如何应用MEM快速成型技术(属于RP技术的一种)进行产品开发,根据实际情况设计了实验方案,对支撑条件进行了详细的分析,通过实际加工,利用现有的MEM-300-1快速成型机设备,针对常用零件的通用特征,得到了在加工工艺过程中不加支撑或尽量减少支撑的条件:开放式悬臂长度L≤6mm、倾斜形特征倾斜角度θ≥30°、圆孔半径R≤4 mm、平顶长度M≤8 mm.     

主轴系统结构设计参数对其动力特性影响研究

文章以某车床主轴为研究对象，应用有限元和实验建立轴和支撑系统的动力学模型。采用计算机仿真技术，研究轴承等效径向（轴向）风度与阻尼参数、轴承预紧力、跨距，附加集中质量和阻尼等设计参数对主轴系统动力特性的影响规律，为主轴系统的动态优化设计进行了有意的探索。     

应用ANSYS二次开发的塔架应力研究

在考虑风速变化和变桨引起的风力机塔架上方各部件重心变化的基础上,利用ANSYS二次开发技术,建立适合多种功率的风力发电机塔架模型结构,研究塔架在不同风速模型、不同重心位置和在暴风速工况下,塔架结构底面上的应力分布规律.研究发现,塔架结构的最大应力点位置变化较小,塔架上方各部件重心的变化对塔架最大应力值影响较小.     

基于局域环境的产品全生命周期评估体系研究

以产品整个生命周期中所处各局域环境为背景,从其对人类自身、生物资源、非生物资源３个方面所产生的影响出发,结合我国实际情况,建立了一套完整的ＬＣＡ评估决策体系。在此体系中以产品所处的局域环境为基础,对产品整个生命周期进行阶段性划分,从而使得整套体系具有良好的可操作性,并使所得到的各项指标具有更强的实际意义。评估体系可被应用于各类产品的环境影响评估。     

基于Pro/E的截割头截齿安装方法的研究

介绍了悬臂式掘进机截割头上的截齿空间位置状态及确定其空间位置所需要确定的参数,并提出了这些参数之间的关系,通过在Prol/E中建立了一些参考平面,提出了在Pro/e中确定截齿空间位置的一种方法.     

钝化参数对刀具刃口钝圆半径影响的研究

刀具刃口钝化通过消除刃口上的微观缺口,改变切削刃的微观形貌,实现增加刀具的寿命,提升刀具的切削性能,使已加工零件获得更好地表面质量的目的。基于立式旋转钝化特点,获得了刀具刃口的运行轨迹。对硬质合金刀具采取立式旋转钝化的方式进行钝化,通过刀具钝化实验,并通过扫描电子显微镜对钝化后的刀具刃口钝圆半径进行测量,研究刀具转速和钝化时间对刀具刃口钝圆半径的影响规律,为优化刀具钝化工艺参数和提高刀具刃口钝化效率提供依据。     

润滑油对蜗杆传动效率影响的研究

合理的选用润滑剂以提高蜗杆传动的效率，减少磨损发热已成为研究蜗杆传动热点的问题之一。本文主要介绍了在标准试验机和蜗杆试验台上所进行的一系列筛选试验研究及其主要成果，从而为合理地选用润滑剂（油）提供了科学的依据。     

红细胞压积对血液润滑稳定性影响研究

结合径向滑动轴承不同配合间隙,分析了血液润滑膜组分变化机制及组分变化对血液润滑稳定性的影响规律,提出了保证血液稳定润滑的最小膜厚。结果表明:在低剪变率范围,红细胞压积(hemotocrit,HCT)愈大,血液的非牛顿特性愈明显,当剪变率较大时,各种HCT的血液均呈现牛顿流体特性,HCT愈大,高剪切条件下血液的表观粘度愈大,血液从非牛顿特性转变为牛顿特性所需的剪变率愈大;在同一剪变率下,随着血液HCT增加,血液的表观粘度呈加速增加;当润滑血膜的最小膜厚大于12μm时,才能从机械上和生理上保证血液的有效润滑。     

双稳态电磁换向阀换向结构参数对磁场力的影响分析

双稳态电磁换向阀可在确保换向性能的基础上减少能耗并降低温升.建立换向机构磁路模型,推导出电磁线圈断电和通电时动铁芯位移与轴向磁场力之间具体函数关系,利用MATLAB分析了关键结构参数对稳态保持力和瞬态换向力的影响,分析了两种控制线圈通电方案的差异,得到更为经济的换向方案,通过Ansoft Maxwell仿真验证了理论结果.     

基于ANSYS-PDS制动盘几何尺寸对频率影响的灵敏性分析

将制动盘主要几何尺寸与频率之间的关系作为研究对象,探索制动盘主要尺寸影响频率的灵敏度值。在ANSYS-PDS模块中,将制动盘的几何尺寸作为可靠性分析的随机输入参数,频率作为随机输出参数,用蒙特卡罗法进行概率分析,得出各几何参数对频率影响的灵敏度图,在灵敏度图中可以直观看出各设计参数对频率的影响程度。该分析结果为制动盘结构设计及优化提供了一定的参考。