机械重大装备寿命预测综述

寿命预测理论是机械零件与装备安全服役的关键基础,也是现代机械设计与制造必须涵盖的重要方面.机械重大装备寿命预测技术对国民经济发展和国防建设具有重要意义.在过去近一个世纪与失效事故的斗争中,人类通过对诸如飞行器、舰船、车辆、发电机组等机械重大装备的研究,建立了基于力学的寿命预测理论、基于概率统计的寿命预测理论以及基于信息新技术的寿命预测理论等学科分支.针对机械重大装备寿命预测研究方法的特点和应用状况,综述国内外相关文献的研究现状,总结当前机械重大装备寿命预测研究的热点与成就,归纳当前机械重大装备寿命预测研究在理论建模与试验中存在的若干问题,分析机械重大装备寿命预测具有理论建模难、试验验证难以及数据积累分析难的特点,为今后进行深入的寿命预测研究提供可以借鉴的研究方向.     

机械故障诊断的内积变换原理与多小波特征提取方法研究

国民经济行业中的关键机械设备长期运行在重载、疲劳、腐蚀、高温等复杂恶劣的工况下,设备中的核心零部件和重要机械结构将不可避免地发生不同程度的故障。机械设备一旦出现事故,将带来巨大的经济损失和人员伤亡。正所谓"千里长堤,溃于蚁穴",若能准确及时识别运行过程中萌生和演变的故障,对保障机械设备安全运行,避免经济损失和灾难性事故意义重大。设备在运行中萌生的故障(即早期故障),其故障症状不明显,特征信息微弱且往往被机械设备运行过程的强噪声所淹没。同时,复合故障的动态信号表征为多个故障特征的相互耦合。早期微弱故障和复合故障给故障特征提取与故障定位带来更大的困难,已成为国内外本领域研究的难点和热点。基于故障既是状态(设备性能和状况)又是过程(故障萌生和扩展)这一本质属性,     

信号时域平均原理和应用

时域平均是在时域中从混有噪声的信号里提取周期性分量的有效方法,不仅对正弦信号,对其它任意波形的周期信号的提取,都可得到满意的结果。如果进行N次时域平均,可将信噪比提高√N倍。本文叙述了时域平均的数学原理,对机床的振动、噪声信号用时域平均方法提取了正弦分量,对人呼吸准周期非正弦信号,得到了统计平均的周期和呼吸信号变化的直观图形,为供应氧气装置的设计提供了参考。     

时序倒频谱原理在机床低频杂音分析中的应用

在许多场合下,组成时域信号诸分量不是单纯地线性相加,而是具有卷积或相乘的关系,使信号的功能率谱出现混迭现象,不易识別。时序倒频谱可将功率谱上叠加的干扰周期分量简化成清晰易辨的谱线,可有效地把功率谱上识別不出的信号分量提取出来。本文介绍了时序倒频谱,给出了在机床噪声分析中识別回声和诊断低频杂音的应用实例。与传统的FFT倒频谱应用结果作了对比。     

数字化加工环境下智能质量分析和诊断的理论与方法

阐述了数字制造和数字化加工在现代制造业中的重要地位，根据数字化加工环境下制造质量的新特点，提出多源、多工序质量信息综合评估的观点。针对数字化加工过程质量诊断问题，提出了加工过程误差源诊断的分析方法，给出了加工过程工序质量控制和诊断的集成框架，结合国内外在加工质量诊断研究和应用的示例指出，采用多源智能信息融合、人工智能处理和综合决策等方法是实现数字化加工过程建模以及集成质量诊断的有效途径和发展趋势。     

一种新的机械系统故障分类器

提出了一种利用支持矢量机对机械系统故障进行分类的新方法;以二值分类为基础,开发了基于支持矢量机的多值分类器。并以齿轮的多种故障分类为例,进行了实际应用验证。结果表明,该方法具有很好的分类能力和较高的计算效率,不需要对原始数据进行预处理就可达到满意的效果,适合于机械故障诊断中的多故障分类。该方法的应用,为故障诊断技术向智能化方向发展提供了新的途径。     

EMD方法在烟机摩擦故障诊断中的应用

提出了一种将经验模式分解（Empirical Mode Decomposition，简称EMD）方法与传统信号处理技术相结合的故障诊断方法。首先将原始信号分解为若干基本模式分量（Intrinsic Mode Functions，简称IMFs），通过希尔波特变换得到每个IMF相应的瞬时频率，再对此瞬时频率曲线做傅里叶变换得到其频谱图，该频谱图即表示了对应IMF的调频频率。利用对应IMF组合成基于EMD的滤波轴心轨迹，这种轴心轨迹可以准确反映轴心的实际运行状况。将该方法应用于某炼油厂烟机摩擦故障诊断中，发现摩擦故障信号具有有色噪声分量存在、工频IMF的调频现象和基于EMD轴心轨迹的反转现象等特征。结果表明提出的方法在旋转设备摩擦故障诊断中非常有效。     

基于区间B样条小波有限元的转子裂纹定量识别

研究一种基于区间B样条小波有限元的转子横向裂纹定量识别方法.构造包含转动惯量影响的区间B样条小波Rayleigh梁单元,高精度求解裂纹转子前三阶固有频率,获得裂纹相对位置和相对深度作为变量的固有频率解曲面.然后将实测的裂纹转子前三阶固有频率作为裂纹识别问题的输入,利用三条等高线的交点定量识别出裂纹存在的相对位置和相对深度.数值仿真和试验研究结果表明,该方法鲁棒性强,单元数量少,辨识精度和效率高,为转子系统裂纹定量识别提供了新方法.     

基于数据分布的故障分类器核函数参数优化

针对基于支持向量机的故障分类器的参数优化问题，研究了基于数据分布的支持向量机核函数参数优化的基本原理．提出了一种简化算法。依据该简化算法，实现了故障分类器的参数优化，并应用于汽轮发电机组的故障分类。测试结果表明，该参数优化方法可以提高故障分类器的分类能力，具有算法简单、优化效率高等优点，但其通用性有待进一步提高。