风力机轴承实时剩余寿命预测新方法

由于传统退化指标对周期性故障冲击缺乏敏感性和鲁棒性,无法实现风力机轴承退化过程的适时跟踪以及剩余寿命的准确预测,提出了基于包络谐噪比(envelope harmonic-to-noise ratio,简称EHNR)和无迹粒子滤波(unscented particle filter,简称UPF)相结合的风力机轴承实时剩余寿命预测方法。首先,通过计算振动信号的EHNR监测轴承的早期退化点,并提取EHNR的趋势特征作为退化指标;其次,以轴承历史数据构建退化模型,利用UPF算法更新模型参数,实现对轴承退化状态的跟踪和预测;最后,使用实际风力机轴承监测数据对所提方法进行验证。结果表明,该方法能适时启动寿命预测机制,有效解决传统粒子滤波算法的粒子退化问题。与常用的支持向量回归模型(support vector regression,简称SVR)、反向传播神经网络(back propagation neural network,简称BPNN)的预测方法相比,具有较高的预测精度,为大型风力机组的健康管理和可靠性评估提供参考依据。     

可变磁路式永磁悬浮系统的防跌落防吸附控制

永磁悬浮系统是一种典型的非线性系统,随着导磁体与悬浮物之间的气隙变化,控制特性发生变化,影响系统的稳定性。为防止外界干扰引起系统偏离平衡点时,悬浮物跌落或吸附到导磁体上,提出一种基于气隙变化的防跌落防吸附控制方法。在整个悬浮气隙内选取多点预设悬浮力,基于各设计点预设的悬浮力计算控制参数,并依据插值原理得到完整的防跌落防吸附控制律,有效补偿悬浮物运动时不均匀变化的悬浮力,提高系统的可控性,稳定性和鲁棒性。仿真和实验表明,防跌落防吸附控制方法能缓和冲击,提高防跌落性能,当外扰使气隙变大时悬浮力迅速变大,防止悬浮物跌落,当外扰使气隙变小时悬浮力迅速变小,防止悬浮物吸附于导磁体上。     

螺纹插装系统在剪叉式液压升降台上的应用

本文对一种用于剪叉式液压升降台的液压系统做了分析,提出了采用先进的螺纹插装液压系统,它具有较多的优点,即液压系统泄漏小,保压时间长,螺纹插装阀块体积小,结构紧凑工作可靠,且液压插装件更换方便等;本文设计了螺纹插装液压系统,经实验取得了很好的效果,很有应用价值。     

高速旋转机液伺服液压缸试验台设计与分析

针对风机风量调整机液伺服系统装机前性能检测的问题,设计了一种高速旋转机液伺服液压缸试验台。试验台设计了双头导壳结构及试验缸与加载缸双轴向配油机构,以实现加载缸与试验缸同步高速旋转中的加载试验。运用 ANSYS Workbench 软件对机液伺服液压缸高速旋转试验台进行模态分析,给出了试验台前 6 阶固有频率与振型。仿真分析结果显示,试验台的强度符合要求,试验台所受激励频率远小于其 1 阶固有频率,不会产生共振。该研究实现了对高速旋转机液伺服液压缸试验台的结构设计及力学性能分析,为高速旋转液压缸试验台的搭建奠定了基础。     

高速液压旋转接头试验系统设计及仿真分析

针对风机使用的高速液压旋转接头各项性能的要求,设计了一套试验系统,并利用AMESim对试验系统进行了建模与仿真分析。该试验系统有效模拟了旋转接头的实际工况,可一次性地完成旋转接头的所有性能测试,提高了检测效率与试验结果的准确性。     

含纳米氧化锌丁腈橡胶摩擦学行为的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究纳米氧化锌改善丁腈橡胶摩擦学行为的微观机制,考察纳米氧化锌增强丁腈橡胶的原子运动速度、剪切动力学与摩擦因数。结果表明:在剪切条件下,纳米氧化锌增强丁腈橡胶分子链段沿剪切方向分布完整连续,纳米氧化锌的存在提高了丁腈橡胶分子链的刚性;纳米氧化锌增强丁腈橡胶上下摩擦界面的原子运动速度峰值分别比纯丁腈橡胶材料的低11.8%与37.1%,说明纳米氧化锌的存在限制了胶料摩擦表面原子的热力学运动,减小了胶料摩擦剪切变形的程度;与纯丁腈橡胶材料相比,纳米氧化锌增强丁腈橡胶具有更低的摩擦因数,纳米氧化锌的存在增强了橡胶分子链的结合力,提高了胶料抵御剪切变形的能力,改善了胶料的摩擦学性能。     

基于PCA和灰色关联的齿根裂纹损伤程度识别

在齿轮齿根裂纹故障检测方面,利用倒频谱分析可以比较损伤程度的轻重,但很难具体量化损伤程度范围。为实现损伤程度的量化检测,提出采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)与灰色关联分析(Grey Relational Analysis,GRA)相结合的方法。首先,利用能量法计算含不同齿根裂纹的齿轮副时变啮合刚度,分析不同损伤程度的响应,并结合损伤检测统计指标进行量化检测,通过PCA算法,对多维损伤检测统计指标进行降维优化后,计算待检目标序列与各个比较状态序列的关联度,用关联度表征裂纹损伤程度。在理论仿真的基础上,进行实验验证。结果表明,倒谱分析可有效地识别出齿根裂纹故障,损伤程度越大,倒谱的尖峰幅值越大。PCA与GRA结合算法与GRA算法计算的关联度相比更大,区分度也更加明显。并可以有效地量化待检目标的损伤程度,为齿根裂纹的定量识别提供理论依据。     

转子/密封系统失稳振动抑制的动力吸振方法研究

针对密封中流体引起转子/密封系统振动失稳的问题。提出采用动力吸振器(DVA)实现转子/密封系统失稳振动抑制。建立转子/密封-DVA系统非线性微分方程,采用数值方法求解并获得附加DVA前后转子/密封系统的非线性特性;根据Hurwitz判据获得系统的临界稳定条件;通过遗传算法优化DVA参数,获得附加优化DVA前后转子/密封系统稳定性。结果表明:附加DVA能够改变转子/密封系统失稳振动频率和失稳阈值;在一定的转速范围内失稳振动被完全抑制;在不完全抑制的转速范围内,附加DVA能降低失稳振动的振幅。