小样本条件下的设备实时可靠度预测研究

为了能够准确地判定系统的时间动态特性,提出一种基于设备运行状态信息的实时可靠度算法。该算法从设备的状态特征指标出发,结合贝叶斯(Bayes)方法和KM(Kaplan-Meier)评估器思想,无需对设备失效概率密度函数(Probability Density Function,PDF)进行估计,也不会因样本太少而引起大的估计误差。以上述方法计算所得到的可靠度作为刀具实际可靠度,对比分析支持向量机(Support Vector Machine,SVM)与反馈神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)两种方法在不同样本条件下的预测精度。结果表明在大样本条件下,两模型都具有较高的预测精度和较小的预测误差;小样本条件下,BPNN方法预测误差过大而达不到预测的功能,而SVM方法仍能保持较高的预测精度和较小的预测误差,与BPNN相比具有明显的优势。     

起重机钢丝绳的疲劳可靠性设计

指出了两种传统钢丝绳设计计算方法的弊端.根据起重机钢丝绳失效主要是金属疲劳的原理,采用应力一强度干涉模型,对起重机钢丝绳进行了疲劳可靠性设计.通过实例计算,得出了钢丝绳所需直径大小,并与两种传统设计方法得出的结果进行比较,可以看出,疲劳可靠性设计方法更为符合实际.     

金属材料表面静摩擦学特性的预测研究——实验佐证

给出有关粗糙表面单个微凸体接触点面积a的概率分布密度的推导过程。该概率分布密度适用于机械加工粗糙表面,不管磨削、铣削、车削表面都满足此概率分布密度的关系式。按照整体柔性结合面的结构函数,提出具体计算分形维数、分形粗糙度的方法。对文献[1]的理论计算和分析进行定量实验佐证。实验佐证显示：在一定法向加载重物的条件下,理论静摩擦系数和实验的绝对误差在-0.03302 ~ 0.01926之间,理论静摩擦系数和实验的相对误差在-8.323% ~ 5.512%之间。     

两接触粗糙表面的椭圆弹塑性模型

视两单峰的接触区为椭圆,给出了两接触相糙表面的椭圆弹性通解.根据两单峰塑性接触时单个相糙峰的椭圆抛物面体积守恒推导了椭圆塑性通解.临界弹性干涉量随有效半径比增加而减小.塑性指数越小,临界弹性干涉量减小量越大.临界弹性干涉量随表面粗糙度增加、材料硬度减小而减小.椭圆、GW模型的临界弹性干涉量之比随有效半径比增加而减小.GW模型高估了临界弹性干涉量.椭圆、GW模型的塑性指数之比随有效半径比增加而增加.GW模型低估了塑性指数.有效半径比越大,偏差量越大.     

有限元模型BERMAN修正算法的改进

BERMAN修正方法基于无阻尼系统的模态正交条件 ,利用实验模态矩阵和特征值对有限元理论模型进行修正。指出该方法存在的 2个缺陷 ,给出一种改进后的BERMAN修正方法 ,并编写了相应的迭代程序。通过修正一个实际例子表明 ,改进后的BERMAN修正方法有可取之处。     

基于自适应最大相关峭度解卷积和频率切片小波变换的齿轮故障特征提取

针对最大相关峭度解卷积(MCKD)降噪效果受滤波器阶数影响的问题,提出了自适应MCKD方法。针对频率切片小波变换(FSWT)在强背景噪声中提取冲击故障特征的不足,提出了自适应MCKD和FSWT相结合的齿轮故障特征提取方法。首先用自适应MCKD对噪声齿轮信号进行降噪处理,然后对降噪后的信号进行频率切片小波变换和故障特征提取。齿轮故障诊断实例的分析结果验证了该方法的有效性。     

基于MCKD和重分配小波尺度谱的旋转机械复合故障诊断研究

针对强噪声环境下旋转机械复合故障信号难于提取与分离的问题,提出了基于最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)和重分配小波尺度谱的旋转机械故障诊断方法。机械信号中存在的噪声会降低重分配小波尺度谱的时频分布可读性,故先要对信号进行MCKD降噪,同时从振动信号中分离出各个故障成分,然后进行Hilbert变换得到包络成分,最后再对包络成分进行重分配小波尺度谱分析,根据尺度图中冲击成分的周期诊断转机械复合故障,算法仿真和应用实例验证了该方法的有效性。     

考虑非连续界面周向正应力时公路单心圆压强隧道衬砌的非完全接触和试验验证

以公路单心圆压强隧道为研究对象,考虑复连通物体的位移单值条件以及径向正应力和径向位移在接触面上均保持连续,推导出两种衬砌的径向正应力、周向正应力和轴向正应力的解析解。理论分析表明:(1)当体力为常量时,对于平面应力和平面应变两种情况,假如边界形状和外力都相同,则在该平面内的应力分布将是相同的,且不包含各向同性材料的弹性常数(即弹性模量和泊松比);(2)在二次衬砌外半径所在的圆周上,周向正应力和轴向正应力都会突现应力异常,导致第一类间断点中的跳跃间断点;(3)当初支衬砌与二次衬砌的材料弹性参数相同时,不存在跳跃现象;(4)塑性屈服的始端首先出现在二次衬砌内侧,并被周围的弹性区域约束。推导的完整应力公式可为分析公路单心圆压强隧道的接触特性提供参考。     

两弹塑性接触粗糙表面的严格解析解

GW干接触模型存在5个缺陷。当相糙峰高度的概率密度为Gauss分布时,给出了数学期望接触点数、总接触面积、总载荷、总电导的严格解析解,采用软件Maple计算了抛物柱面函数。实例计算表明接触点数与载荷近似成凸弧形直线正比例关系;量纲一的间距是联系接触点数、总接触面积、总载荷、总电导的纽带,它依赖名义压应力,但对名义压应力的变化不敏感;接触面积与载荷很接近直线正比例关系,在弹性接触条件下存在一个准弹性接触硬度,接触压应力等于准弹性接触硬度,名义面积对接触面积几乎无影响。     

多功能电动轮的轮内MR减振器设计与仿真

为解决非簧载质量增加导致电动轮驱动电动汽车平顺性下降问题,提出了一种集成了磁流变半主动悬架的多功能电动轮系统,对其关键组成部分—轮内磁流变减振器进行了结构设计和关键参数的计算,建立了混合工作模式下的磁流变减振器数学模型,并进行了仿真分析,分析结果表明减振器结构紧凑,可以实现阻尼力的连续可调,能够满足电动轮车的减振要求,为改善电动轮车的平顺性提供了一种有效可行的新型阻尼装置,有利于下一步进行轮内磁流变减振器的制作和试验研究。