基于深度卷积网络的裂纹转子耦合故障检测方法

针对传统裂纹转子故障检测方法精度低、适应能力差、严重依赖人工经验的缺点,提出了一种基于深度卷积神经网络的耦合故障检测方法,实现对转子多种耦合故障的自动端到端检测;结合准确的裂纹转子数值模型对方法进行验证,在算例中同时考虑了裂纹位置、裂纹深度和不平衡量3种故障检测任务,检测精度分别为0.899、0.923、0.997,显著高于其它机器学习方法。同时讨论了转速工况和学习样本对神经网络检测性能的影响。建立的方法摆脱了传统机理方法对信号处理技巧的依赖,可以实现可测振动信号到多种故障特征的直接映射,同时检测精度高,具备自动适应变工况的能力。     

特约主编寄语

汽轮机作为能源转换的重要设备,在现代社会中扮演着至关重要的角色,保证汽轮机的安全稳定运行具有重要的意义。在新的能源形势下,汽轮机组面临着灵活运行、长时低负荷运行的需求,工作条件会显著偏离原始额定工况,严重威胁机组运行的安全可靠性,对汽轮机的设计、制造、控制和运维等各个方面都提出了更高的要求,是我国未来能源转型期间汽轮机行业面临的重要挑战之一。经过过去数十年的发展,我国电厂已基本建立了信息化、数字化、自动化硬件设施和软件平台,先进的传感设备、工业机器人、数据挖掘方法和三维数字化管理技术,为电厂的智慧化提供了强大的技术支撑。     

球窝的流动控制及分离转捩特性研究

流体经过一定的逆压梯度容易发生流动分离从而大大减小流动效率,球窝结构具有良好的流动控制效果,在机翼、航空发动机、汽轮机叶片等工业领域有较大的应用前景。对一典型收缩扩张通道的流动分离转捩状况进行了数值模拟,并提出了一种带有球窝结构的被动控制方法。研究结果表明:球窝结构作为一种被动流动控制方法,布置在具有明显逆压梯度的通道上能起到良好的流动控制作用,并且能诱导层流边界层提前向湍流边界层转捩,抑制了通道中的流动分离,减小分离泡的尺度,其中球窝的布置位置以及流动Re均对球窝的控制作用有重要影响。球窝的引入还将减小通道的总压损失系数,起到了流动减阻的效果,表明球窝结构是一种较优的流动控制方法。     

定向凝固高温合金IC10瞬态液相(TLP)扩散焊接头组织研究

对定向凝固高温合金IC10进行了TLP扩散焊,中间层合金为在母材成分基础上加入一定量的降熔元素B配制而成,研究了在1270℃不同保温时间下焊缝及母材组织的变化,并对焊缝及母材中γ′相的形状尺寸变化进行了分析.     

DD6单晶合金过渡液相扩散焊工艺

对国内自行研制的第二代单晶合金DD6的过渡液相扩散焊(TLP扩散焊)工艺进行了研究。所采用中间层合金的主要成分与DD6母材基本一致，同时加入一定量的B作为降熔元素。试验结果表明，在文中的试验条件下，很难获得微观组织与DD6母材完全一致的TLP扩散焊接头。1290℃／12h规范扩散焊接头的连接界面，约一半区域为与DD6母材类似的γ γ’组织，其它区域则为γ固溶体基体上分布着不同形态的硼化物，其980℃的持久性能接近母材性能指标的90％。延长扩散焊保温时间至24h，连接界面上的不均匀区域减少，其980℃及1100℃的持久性能分别达母材性能指标的90％～100％和70％～80％。     

基于压缩空气储能的分布式能源系统热力学特性分析

为优化现有分布式能源系统集成方式,提高系统效率,提出了一种基于压缩空气储能的分布式能源系统,系统中压缩空气储能系统的压缩热以及膨胀透平的排烟余热可以通过热水换热器和吸收式制冷机为用户提供热能和冷能,同时,通过储气室和蓄热器可以调节系统的能量输出特性,进而满足用户负荷需求的变化。热力学分析结果表明:系统的一次能源效率为85.32%,效率为35.51%;从能量角度出发,系统对外输出的热量最多占总输出能量的42.64%,从能质角度出发,电能占系统输出总量的比例最高为64.27%。基于压缩空气储能的分布式能源系统具有较高的能源利用效率和较好的能量输出特性,为分布式能源系统的开发提供了新的思路。     

透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究

非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNG k-e 湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级(静叶/动叶/静叶)三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法;在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化,发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率;同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子,该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理,并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。     

透平机械枞树形叶根轮缘优化方法研究

枞树形叶根广泛应用于燃气轮机和大功率蒸汽轮机叶片,叶根的结构在一定程度上影响着整个叶片的安全性。本文基于参数化语言APDL,利用有限元软件ANSYS对具有复杂三维接触的枞树形叶根轮缘进行优化。以接触面倾斜角为优化变量,首先采用随机搜索方法得到较小的合理解范围,然后使用零阶算法和一阶算法分别进行优化分析,得到了接触面倾角最优值,使叶根轮缘的最大等效应力最小。优化结果表明在本研究中,初值对零阶算法影响不大,对一阶算法的收敛存在一定影响。通过优化前后结果对比,发现当接触面倾角从初始设计的25°变为最优值40.75°时,叶根及轮缘的最大等效应力分别减少了0.82%和11.2%。本文方法可以为枞树形叶根轮缘部分设计提供理论支持和基础数据。     

钴基高温活性钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能

采用一种钴基高温活性钎料钎焊SiC陶瓷,研究了钎料厚度、钎焊温度对接头组织,特别是界面反应区组织以及接头室温四点抗弯强度的影响。结果表明,钎料与SiC陶瓷的反应界面可分为富Ni、Co,富Cr及富Ti的三个区域。Ni、Co等元素在陶瓷／钎料界面强烈富集,表现出强的界面活性的特点,Cr元素次之,而Ti元素的活性作用表现并不明显,在距陶瓷／钎料界面一定距离处形成一条富Ti的条带。在1150℃保温10min的钎焊规范下,对应钎料厚度为120μm时获得的接头室温四点抗弯强度最高,平均达到160MPa。