基于k值优化VMD的滚动轴承故障诊断方法

针对旋转机械中滚动轴承早期信噪比较低的故障特征提取困难问题,提出了一种基于能量的变分模式分解(variational mode decomposition,简称VMD)模态数k优化选取方法,用以提取滚动轴承早期故障特征,同时避免了信号分解过分或不足。首先,对振动信号进行VMD预分解,分别在不同k值条件下计算分量信号能量与原始信号总能量;其次,根据基于能量的模态数k选取准则,确定最佳模态数值对信号进行VMD分解;最后,通过峭度准则选择分量进行信号重构,对其进行包络分析,提取故障特征频率。将该方法运用到实际故障信号中,有效提取出滚动轴承内圈微弱故障特征,实现了早期故障特征判别,具有一定的应用价值和实际意义。     

基于单稳态随机共振的冲击信号自适应检测方法研究

针对强背景噪声环境下微弱故障冲击信号特征提取困难等问题,对单稳态随机共振系统和衡量指标等方面进行了研究,对低速回转支承的故障诊断策略进行了分析,提出了一种基于单稳态随机共振的冲击信号自适应检测方法。考虑到系统参数的关联性,利用灰狼优化算法(GWO)对系统的多个参数进行了优化,实现了系统参数间的同步优化过程;并以加权负熵指标作为GWO的适应度函数,对仿真冲击信号和低速回转支承振动信号进行了状态监测与故障分析。研究结果表明:该系统方法简单易行、收敛速度快、参数优化效果理想,能够在强背景噪声环境下,有效地利用噪声能量来增强微弱故障信号,凸显仿真冲击信号的特性;能准确地诊断出低速回转支承故障模式,在工程实际中具有良好的工程应用前景。     

组合支承转子系统动力学的研究进展

转子系统是旋转机械的核心部件,在航空发动机、燃气轮机、压缩机和数控机床等众多机械装备中都有广泛应用.转子系统一般由旋转部件和支承部件构成,其中组合支承是转子系统中重要的承力部件.转子系统中的几何非线性、转定子碰摩、连接非线性等非线性因素与支承自身的非线性因素耦合产生的内部激励,使得转子系统动力学行为复杂,发生混沌现象.首先阐述了组合支承转子动力学的研究背景和意义,回顾了应用在航空发动机中组合支承转子系统的支承方案及其应用情况,系统的介绍了五种组合支承转子系统模型,现有的建模方法、应用在组合支承转子系统高维非线性动力学中的降维方法、非线性动力学微分方程的求解方法、组合支承非线性问题的机理研究以及对转子系统振动特性的影响,最后提出了在组合支承转子系统研究中值得关注的问题.     

基于蚁群算法的航空发动机失谐叶片减振排布优化分析

在实际航空发动机叶盘结构中叶片失谐是不可避免的，并严重影响叶盘系统的振动特性和整个航空发动机的工作性能及使用寿命。通过分析得到对于一组既定的失谐叶片，其在轮盘上的安装排布顺序能很大程度上影响叶盘系统的振动情况，在此基础上，提出了一种新的振动局部化参数来表征失谐系统振动局部化程度大小，同时提出采用人工蚁群算法对叶片安装排序进行优化。研究表明：选择适当的叶片排布顺序可以有效降低叶盘系统受迫振动幅值、减轻系统振动局部化程度，同时也证明本文所采用的方法可行、有效。研究结果对降低叶盘系统振动幅度、减轻系统振动局部化具有重要意义。     

物料非线性惯性力对不对称式振动离心机动力学特性的影响

振动离心机是许多工业部门广泛使用的脱水设备，主要用于细粒物料的脱水。这种机器利用振动强化脱水效果，具有良好的工艺指标。以前的研究中没有考虑物料非线性惯性力对振动离心机动特性的影响。实际上在振动离心机的工作过程中，物料是振动系统的重要组成部分并参与振动。物料质量以及运动特征直接影响机器的工作性能。因此，必须考虑物料的非线性作用力（主要是非线性惯性力）对机器的影响。为此，本文对物料非线性惯性力的形式进行了分析，通过一个具体算例研究了物料非线性惯性力以及不同物料质量对不对称式振动离心机动特性的影响。1…     

负偏压对电弧沉积镁合金膜层结构及阻尼性能的影响

采用电弧离子镀的方式在不锈钢基片上制备镁合金膜层.对膜层样品进行了物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,储能模量和损耗模量.结果表明利用电弧离子镀的方法可以在钢基底上获得镁合金膜层.制备过程中基底偏压对膜层的表面形貌有较为明显的影响,对膜层的物相和化学成分影响不大.通过储能模量和损耗模量的测试结果得到膜层样品的阻尼性能,结果表明镁合金膜层能明显的提高基底材料的阻尼性能,同时膜层样品的阻尼能力与膜层的结构形貌有明显联系.     

压气机叶片掉角故障的机理分析及其治理

针对压气机二级叶片发生的进气边掉角故障,通过分析叶片结构固有特性以及激振因素,阐明了该叶片掉角故障主要是由第7阶和第10阶的高阶共振所引起的疲劳破坏造成的。通过叶片结构动态优化、叶片表面质量改进有效地预防了叶片掉角故障。尝试采用一级静止叶片不等距安装方式降低叶片振动。     

各向异性支承的分布质量转子系统的稳定性分析

某燃气轮机高压涡轮是一个带有24个轮盘的分布质量转子系统,具有不对称的支承特征.文中首先采用集中质量和无质量弹性轴段进行建模,根据设计要求引入两个各向异性弹性支承,构建具有25个轴段的集总质量转子系统动力学模型.给出了用Riccati传递矩阵法计算该转子系统复频率的算法,计算得到各阶临界转速.利用对数减幅率判据对转子系统的稳定性进行判定,讨论了转速等因素对各阶模态下转子系统稳定性的影响.所得结果为该复杂转子系统的动力学设计提供了依据.     

基于键合图理论的汽车发动机液压悬置动特性的仿真研究

应用键合图理论,建立了汽车发动机液压悬置的键合图模型并导出数学模型,利用Matlab/Simulink仿真工具建立了悬置动特性的仿真计算模型.将仿真结果与实验结果进行对比分析,并应用所建模型分析了橡胶主簧刚度、橡胶主簧等效活塞面积、惯性通道长度和惯性通道横截面积等参数对悬置性能的影响.结果表明,在低频激励条件下的模型仿真结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合.液压悬置键合图模型能够较好地分析液压悬置的低频隔振特性.     

基础激励频域带宽法辨识悬臂薄板结构的阻尼特性

对于一些需要精确获得阻尼参数的小尺寸结构件,锤击半功率带宽阻尼识别方法往往难以满足要求。在明确阻尼辨识原理的基础上,对经典的半功率带宽阻尼识别方法进行改进,提出一种采用振动台扫频激励的方式在频域上识别小尺寸构件阻尼参数的新方法,命名为频域带宽法。将该方法细分为直接频域响应法和有参考信号频域响应法,对小尺寸悬臂薄板进行了实验研究。比较了扫频速率、两种阻尼辨识方法、扫频方向对阻尼参数的影响,进一步验证了频域带宽法的有效性。