基于层次聚类的状态监测数据衰退模式挖掘

故障预测与健康管理(prognostics and health management,简称PHM)技术,是在现代复杂设备的高可靠性和高安全性要求下,实现视情维修的一种新的技术理念。PHM技术的研究方向之一就是利用系统状态监测数据中包含的信息,对设备的健康情况和发展趋势进行评估、分析和预测。针对基于状态监测数据的衰退模式挖掘问题,提出了一种P-D-H聚类方法,以实现衰退模式的挖掘。首先,通过分段聚合近似(piecewise aggregate approximation,简称PAA)方法对由状态监测数据形成的退化轨迹时间序列进行模式表示;其次,采用动态时间弯曲距离(dynamic time warping,简称DTW)作为模式序列的相似性度量;最后,采用层次聚类的方法实现衰退模式聚类。用此方法对滚动轴承磨损状态监测数据进行了衰退模式挖掘,验证了方法的有效性。基于复杂系统状态监测数据的模式聚类方法能够有效实现系统健康衰退模式的挖掘,模式挖掘的结果可以为应用状态监测数据进行系统健康的预测奠定良好的基础。     

轨道车辆橡胶弹性元件研发中的仿真技术应用进展

概述橡胶弹性元件在轨道车辆中的应用情况及其研发设计流程;重点介绍对橡胶弹性元件在结构设计、硫化工艺设计和模具设计过程中有限元仿真技术的应用,对有限元基础理论、材料参数测试及工程应用案例等进行阐述,展现橡胶弹性元件的数字化研发现状;对橡胶制品实现全生命周期仿真驱动设计提出期望。     

轨道车辆用橡胶球铰结构快速设计模板的研究

以橡胶球铰几何参数、胶料硬度和球铰预压缩量为设计变量,以球铰刚度为目标函数并基于实验设计方法对整个设计空间进行了采样;根据所采样本的数据库建立了橡胶球铰几何参数-球铰刚度神经网络近似模型;基于该模型并借助Isight软件,编制了橡胶球铰结构快速设计模板;使用该模板可进行球铰刚度快速匹配和结构优化设计。以某型齿轮箱吊杆用橡胶球铰为例,验证了该模板计算精度的可行性。结果表明,使用该模板可大幅缩短橡胶球铰的开发时间并提高其疲劳性能和使用寿命,该模板计算精度的可行性较好,达到工程应用标准。     

仿真分析技术在橡胶弹簧硫化时间设计中的应用

阐述传统计算法和仿真分析法计算橡胶制品正硫化时间的原理,以某橡胶辅助弹簧为研究对象,分别用两种方法计算其正硫化时间,并用溶胀指数和垂向刚度试验进行对比验证。结果表明,仿真分析法能较好地预测胶料硫化程度,可减少产品试模次数,降低研发成本。     

电机电磁线退火温度场仿真分析

以某高速重载列车牵引电机专用电磁线为研究对象,充分考虑退火过程中存在的接触传热、导热、对流传热和辐射传热以及循环风机和测温钢管等影响因素,借助STAR-CCM+并应用流固耦合分析技术对电磁线的退火温度场进行数值模拟.仿真结果与实测结果基本吻合,证明该方法的正确性.给出的退火温度与机械性能的关系可为电磁线退火工艺的优化提供参考.     

耐高压膨胀式止水带的研制

通过有限元仿真分析计算了各工况下止水带的最大Mises应力情况,得出了止水带在充气及外围受到水压的情形下,拉伸应力较小,帘子布的应力值相对较大。结果表明,圆弧式止水带在张开量/充气压为40mm/1.2MPa工况下,可以抵抗的最大水压为0.7MPa,考虑到一定的安全系数,可以满足水压为0.5MPa、水深为50m的隧道使用。     

大型压制模用高分子粉体履平机的研制

采用蜗轮蜗杆同步结构实现大型压制模用高分子粉体履平机刮刀的精确调控,通过合理安排焊接顺序可避免主梁结构的焊接变形,实现调节机构的精密制造;利用有限元分析工具对样机模型进行结构优化。结果表明,结构优化后的机器质量明显减轻,完全满足设计要求和生产需要,在同行业具有很好的工程应用前景。