数字孪生驱动的汇流行星排故障预测研究综述

为了在第四次工业革命中抢占制高点,各国紧锣密鼓地进行着自己的信息化建设,数字孪生技术作为关键技术之一,可以实现物理世界与信息世界的交互,将该技术应用到装甲车辆汇流行星排的故障预测,可以实时预测车辆运行状态,有效降低了事故发生的概率,大大提高了车辆的安全性,对提高战斗力有重要意义;在综述数字孪生技术于故障预测研究方面的发展历程的基础上,针对装甲车辆汇流行星排实际工作过程中难以及时预测故障的问题,提出了4层数字孪生框架,即物理实体层、信息交互层、数据互动层和人机交互层,并阐述了每一层的具体功能要求,预期实现装甲车辆汇流行星排在发生故障前及时预警,从而达到提高设备使用寿命及驾驶安全性的目的 .     

基于模态动能法的行星变速箱测点优化

由于某型行星变速箱结构较为复杂,故障检测和状态监测时振动传感器的安装位置往往凭经验确定,为使传感器安装位置更科学、更合理,利用模态动能法对行星变速箱测点进行选择。针对变速箱箱体结构建立了三维模型,利用ANSYS软件进行了有限元仿真分析,得到各阶模态、固有频率和振型,导出低阶振型并利用模态动能法计算箱体表面的模态动能值,初选箱体表面六个测点,从中选取四个模态动能值最大的作为最终测点。设计试验方案,获取了箱体表面六个初选测点的振动信号,计算得到各测点实测信号的均方根、均值三个指标对测点的敏感度进行评价,试验验证了测点选择的科学性,为变速箱状态监测打下基础。     

行星轮系动力学仿真分析与故障诊断

目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用,研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理,揭示其故障特征,本文建立了行星齿轮系统的动力学模型,研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响,得出了齿轮正常、太阳轮裂纹和行星轮裂纹等三种状态下系统的频率特征,总结了故障特征频率;最后试验验证了仿真结果的有效性,得出的故障特征频率可用于行星轮系的故障诊断。     

基于超声红外热像技术的装甲装备缺陷检测系统的设计与实现

针对装甲装备典型结构件缺陷检测效率低下等问题,设计开发了基于超声红外热像技术的装甲装备缺陷检测系统,在充分考虑便携性、精确性、扩展性基础上实现了激励控制、图像采集、图像处理、数据管理等功能。首先简要介绍了超声红外热像技术的基本原理和特点;然后着重阐述了该系统软硬件设计与开发的基本思想及该系统应用于装甲装备缺陷检测一般流程;最后以装甲板底板裂纹检测为例,验证了该系统在装甲装备缺陷检测中的适用性。     

大型抽水蓄能机组轴系的动特性研究

以广州蓄能水电厂１ 号机组的实际结构为例，首先应用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法建立了计算机组自振特性的动力学模型，并分析了机组的自振特性及油膜轴承刚度对它的影响。然后结合Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法与Ｗｉｌｓｏｎ－θ法［５］编制了轴系的瞬态响应计算程序，给出了机组在几种典型外载荷作用下的瞬态响应。该模型的建立将加深对水轮机组动特性的认识，并可用以指导机组设计及故障诊断     

基于量子粒子群优化Volterra时域核辨识的隐Markov模型识别方法

将量子粒子群优化算法引入Voherra级数模型的非线性辨识中,并结合隐Markov模型(hidden Markov model,HMM),提出了一种基于量子粒子群优化的Voherra时域核特征提取的HMM识别方法,在提出的方法中,利用量子粒子群优化算法辨识得到的前三阶Volterra时域核作为故障特征,输入到各种状态的HMM中,其中,输出概率最大的HMM对应的状态即为设备的当前运行状态.提出的方法克服了传统的基于Volterra模型系统的机械故障诊断要求目标函数连续可导、容易陷入局部最小以及抗干扰能力差等缺陷.最后,将提出的方法应用到旋转机械故障诊断中.实验结果验证了该方法的有效性.     

超声红外热像技术仿真模拟的电-力类比激励方法

针对超声换能器与含裂纹平板试件的有限元建模过程中,使用位移激励代替超声换能器时,模型中因缺少接触碰撞过程而造成较大误差的问题,采用电-力类比的激励方法,建立了超声换能器与含裂纹平板的系统有限元模型,同时对比位移激励下含裂纹平板模型,系统深入地分析了不同激励下裂纹生热和平板振动的特性。仿真与试验结果不仅表明了换能器与含裂纹平板模型更加接近真实模型,而且验证了电-力类比激励方法的有效性和可行性。超声激励方式的探索将有助于建立更加接近实际的有限元模型,为裂纹生热机理分析提供理论支撑。     

虚拟仪器技术和数据库技术在某型两栖突击车液压系统测试软件中的应用

针对某型两栖突击车液压系统测试流程复杂、数据管理困难的特点,利用虚拟仪器技术和数据库技术等先进技术,构建了系统的数据库,完成了测试软件的设计,实现了对测试流程和相关数据的科学管理.该测试软件具有较强的移植性,在更新数据库的内容后,可直接移植到其他测试系统中.实践证明,这种方式使得用户不需掌握繁琐的测试程序编写,大大减轻了用户的负担,有很强的实践价值.     

涡流脉冲热像技术中传热学分析与数值模拟

涡流脉冲热像技术中,对含裂纹被测试件施加短时高频电流激励,裂纹面因涡流积聚会产生瞬时热量,进而由热传导引起试件表面温度分布的变化。为了分析裂纹传热特性,建立了涡流分布模型和简化传热模型,探索了试件表面温度分布的特点。制作了一系列含不同长度的贯穿疲劳裂纹金属试件,深入研究了裂纹区域热响应和裂纹长度之间的关系。数值模拟和实验结果表明:在特定的检测条件下,裂纹区域热响应与裂纹长度接近线性关系,满足正相关性,从而证明了简化传热模型的正确性。研究成果丰富了涡流脉冲热像技术的传热理论,为该技术的工程实践奠定了理论基础。     

涡流脉冲热像对钢轨滚动接触疲劳裂纹表面长度的量化评估研究

涡流脉冲热像技术作为一种新型的无损检测技术,兼具有感应加热非接触、高效和红外热像快速直观等优点,已应用于不同领域关键部件的缺陷检测与评估.针对钢轨踏面存在的滚动接触疲劳裂纹,利用涡流脉冲热像开展裂纹表面长度量化研究分析.针对滚动接触疲劳裂纹形貌分布复杂这一特点,设计了一套结合裂纹响应提取和裂纹识别的流程.并通过线性拟合参数对比分析了在裂纹响应提取中使用的不同方法的性能.试验结果表明,采用加热前期的热像数据进行主成分分析得到的热模对裂纹长度量化效果最好,具有最高的拟合优度92.8％,灵敏度5.91,和最小的残差2-范数2.24.