面向浮式风力机组混合模型试验的多通道载荷复现器设计与性能测试

针对浮式风力机组水池模型试验对于风力机组模型尺度气动载荷精确实时模拟的要求,以OO-Star 10 MW浮式风力机组为模拟对象,设计制作一套面向浮式风力机组混合模型试验的多通道载荷复现器。对载荷复现器进行一系列静态、动态载荷复现测试。结果表明,复现器对于稳态风载的复现误差小于4%,最大正向、负向动态载荷变化率为30和27 N/s;在实景湍流风场作用下,复现器对实际风力机组的时变气动推力的频谱能量主区复现率达到99%以上,可有效提升混合模型试验的准确性与可靠性。     

基于瞬时频率估计与Vold-Kalman滤波的铣削颤振识别

颤振严重制约了高速铣削加工效率。动态铣削力信号具有非线性、非平稳的特点,常规的信号分解方法难以处理该类信号。提出了一种基于瞬时频率估计和Vold-Kalman滤波的多分量信号分解方法,并运用该信号分解方法识别颤振。基于频谱集中性指标估计信号的瞬时频率参数;用Vold-Kalman滤波器提取对应参数的各信号分量;由于颤振时铣削力信号的能量分布在频域发生变化,由此引入能量熵的定义。采用分解得到的子信号能量熵变化来识别颤振。实验分析表明该方法有效可行。     

先进感知与智能损伤评估的机遇与挑战

<正>结构损伤评估(structural damage assessment, SDA)是利用现场传感系统和相关分析技术来监测结构的行为和性能,以识别和评估结构完整性、安全性和耐久性的技术,其主要包括“传感”、“数据”和“决策”等关键问题。当前,随着智能材料与结构、微/纳米机电系统、人工智能、大数据、边缘计算、物联网等技术的飞速发展,结构损伤评估技术也步入了一个全新的发展阶段,面临了前所未有的发展机遇与挑战。     

风切变和塔影效应对风力机输出功率的影响

以NREL 5 MW风机为例,基于叶素动量理论(Blade Element Momentum,BEM)研究风切变和塔影效应对风力机输出功率的影响。用三阶Taylor展开描述指数型风切变模型;针对现代大型风力机的锥状塔架结构,对塔影效应模型进行适当修正。计算不同来流风速下的输出功率,并从功率波动和周期内平均输出功率两方面研究风切变和塔影效应的影响。结果显示,风切变和塔应效应都是周期性功率波动和周期内平均功率下降(功率损失)的来源。其中塔影效应是功率波动的主要原因,而风切变是功率损失的主要原因。功率损失由风场损失和风轮损失构成,其中风场损失是一个与风轮结构参数及风速轮廓系数相关的常数,而风轮损失与风力机控制策略密切相关,在变桨距控制阶段,风轮损失随风速的增加而增加。     

自适应数字滤波算法应用于旋转机械运行状态辨识的研究

用自适应数字滤波算法研究了一类运动环境复杂、没有明确评价标准的放置机械的异常运行状态的在线辨识问题。讨论了自适应数字滤波算法和辨识原理,并给出了应用实例。结果表明,该方法可以把正常状态和异常状态明确地区分开来。该方法计算量小,容易实现在线实时辨识。     

基于双高斯分层表面理论的机械密封研究综述

表面作为零部件的指纹,其科学性是开展后续润滑、接触、摩擦磨损、监测控制等研究的基础。现有学者多从单层表面视角出发理解表面,而忽视了双工序、磨损等表面存在的双高斯分层特征。少量学者受到双工序表面加工制造过程的启发,提出了双高斯分层表面理论,并成功拓展至磨损表面的研究。从表面表征仿真、润滑接触、摩擦磨损、监测控制四个方面归纳总结了国内外有关双高斯分层表面理论的研究工作,特别关注该理论在机械密封领域的应用,进而提出了后续可深入探讨的双高斯研究方向,以期为机械密封的设计与研究提供理论和工程指导。     

基于参数化滤波的旋转设备特征频率提取EI北大核心CSCD

针对强背景噪声下的特征提取问题,提出一种基于参数化滤波的旋转设备特征频率提取方法。对目标特征频率进行瞬时频率的初步提取;利用傅里叶基函数对初始瞬时频率进行拟合,得到所需特征频率的瞬时频率;根据提取出的瞬时频率和瞬时幅值重构出提取后的频谱图,从而达到对噪声进行抑制并准确提取所需特征频率的目的。使用仿真信号验证了该方法的有效性,对齿轮传动系统中行星齿轮箱振动数据、轴承外圈故障振动数据及轴承外圈早期故障进行试验分析。结果表明,该方法能有效提高信号的信噪比,准确提取特征频率,增强故障特征。     

新的基于小波变换的振动信号消噪方法

噪声消除是小波变换最成功的应用之一,其基本思想是将信号的小波变换系数与给定的门限比较,保留比门限大的系数,而将其他的置零,然后进行小波重构。这种小波变换消噪方法很可能将信号中一些有用的小能量分量当成噪声消除。根据旋转机械振动信号的循环平稳性特征,提出了一种新的基于小波变换的振动信号消噪方法,并用数字试验信号和碰摩试验振动信号对新消噪方法和Matlab提供的小波消噪方法的性能进行了比较测试。结果表明,在振动信号消噪方面,新方法相比传统的小波消噪方法有更好的性能,能够有效地抑制信号中处于各频段的噪声分量。     

小波尺度谱在振动信号分析中的应用研究

尺度谱受Ｈｅｉｓｅｎｂｅｒｇ测不准原理的极限制约，在小尺度（高频段）的频域集中性不是很好，另外还会有干扰项的影响。这些给对尺度谱的分析带来了一定的影响。尺度谱再分配方法可在一定程度上提高尺度谱的集中性，并削弱干扰项，使尺度谱容易理解。用尺度谱和重分配的尺度谱对旋转机械的两种典型故障：转子径向碰摩、联轴节不对中的试验数据和一机组的实测数据进行了分析，和频谱分析进行了比较。结果表明尺度谱不仅能够显示振动信号的时频特征，而且能够很好的表现信号中一些能量相对较小的分量，利于提取早期故障特征。     

大型液压阻尼器仿真建模及静动态性能试验研究

液压阻尼器是一种对速度反应灵敏的振动控制装置,具有抗冲击和减振性能,被广泛使用在核电厂中来支撑主设备.大型液压阻尼器的正常运行对保证核电厂的安全运行有着重要意义.本研究借助(Advanced modeling en-vironment for performing simulation of engineering s...