基于β散度约束的非负矩阵分解的机械复合故障诊断方法

时频分析经常被用来刻画非平稳振动信号的局部信息,而经时频变换后的特征信号具有较高的矩阵维数,很难对高维特征矩阵直接进行分类或特征提取.为此,提出了基于时频分析与β散度约束的非负矩阵分解算法(NMF)相结合的机械复合故障诊断方法.对采集的振动信号进行时频分析,获取局部特征信息;利用β-NMF算法实现数据的降维,并根据特征信息重构信号;在β-NMF算法中引入加权脉冲因子(CIF),对重构后的信号进行筛选;将得到的分离信号进行包络频谱分析,实现故障诊断.以滚动轴承复合故障为研究对象进行验证,分析结果表明:所提出的方法可以有效提取出外圈与滚动体冲击性特征,实现了滚动轴承的复合故障诊断.     

地基光电成像系统中单芯轴的设计与优化

在大俯仰角和极端温差条件下,保持地基光电成像系统主镜面形精度的稳定性是关键。文中提出了一种新型单芯轴支撑结构,旨在提高主镜在极端环境下的稳定性和热膨胀适应能力,从而保证面形精度。通过卡式第二定理深入分析单芯轴应力尺寸链参数对镜面误差的影响,并结合Isight平台和多岛遗传算法进行结构参数优化,实现了结构稳定性与面形精度的平衡。仿真结果表明,在不同环境条件下,主镜的均方根波前误差(RMS)均小于30 nm,峰值差(PV)小于120 nm,满足光学成像的高标准要求。此外,在ΔT=80℃、主镜光轴水平状态下,RMS和PV的优化率分别达到59.99%和23.2%,刚体位移的优化率高达21.96%,体现了设计的高效性。在20℃和40℃的控制室温条件下进行的激光干涉仪测试进一步证实了设计的有效性,以及与仿真结果的高度一致性。该研究为在大温差、大俯仰角条件下的地基光电成像系统中,中口径主镜的支撑结构设计提供了有力的参考,特别是在提高主镜面形精度方面具有重要意义。未来的研究将探讨该结构在更广泛温差和更大口径主镜下的应用,以及进一步优化其光学性能和结构稳定性。     

变压力角磨齿设计与应用

随着齿轮精度及生产效率的不断提高,齿轮精加工磨齿工艺的应用越来越广泛,随之金刚滚轮种类及数量越来越多。金刚滚轮种类的多少决定库存及备货成本,为尽可能地降低金刚滚轮备货成本(或应对金刚滚轮供货不及时造成的停线)必将应用一种金刚滚轮生产多种齿轮的方法。依据齿轮啮合原理,一对正确进行啮合的条件是两齿轮的法节相等,因此,齿轮和齿条只要两者的法节相等就能正确啮合,这样一来就有很多齿条能与它相啮合,由此引出变压力角金刚滚轮(磨齿砂轮)加工齿轮方法。     

高功率TEA CO2激光器9R波段输出谱线

为分析CO2激光9R波段输出谱线特性,满足激光与物质相互作用的需求,首先利用镀膜选支技术使高功率TEA CO2激光器只输出9R波段的激光。然后,通过单脉冲放电试验,利用CO2激光谱线分析仪分析9R波段CO2激光谱线的波长和谱线数量,并利用能量计分析每支谱线在单脉冲能量中所占的比例。通过改变输出镜的透过率、全反射镜的曲率半径以及工作气体的比例,分析CO2激光9R波段输出谱线在波长、数量以及能量比例方面的变化。试验结果表明,CO2激光在9R波段同时输出了多条相邻较近的谱线,并且这些谱线随激光器输出镜透过率、全反射镜曲率半径和气体比例的变化而变化。     

高功率TEA CO2激光器控制系统设计

随着高功率TEA CO2激光器技术的快速发展，及其在工业加工、科学研究、航空航天等领域的广泛应用，对其自身控制系统也提出了更高的性能要求。针对所研制的高功率TEA CO2激光器，设计了一种基于DSP数字信号处理器技术的控制系统，分别从硬件、软件两方面对控制系统的核心单元做了详细的介绍；为了克服激光器在工作过程中产生的强电磁干扰，对控制系统采取了屏蔽箱体结构、电源滤波、安全接地、数字滤波、关键数据存储自恢复、抗复位干扰等设计。经过激光器长时间运行试验，控制系统工作稳定、可靠，控制响应速度快，同时满足了抗强电磁干扰的设计要求，具有很好的实用和推广价值。     

高功率脉冲TEA CO2激光器主机结构设计与流场优化

为了使高功率TEA CO2激光器主机实现小型化、轻量化,设计了一种环形流道式主机结构,将气体循环冷却系统直接作为激光器工作腔使用。与传统的圆筒式主机结构相比,占空体积减少了30%,质量减少了40%,结构对称趋向模块化,装配维修方便,提高了工程实用价值。为准确分析设计主机流场结构,运用计算流体动力学(CFD)软件Fluent进行了模拟分析,并进行了优化改进。经实验,重复频率由400 Hz提高到470 Hz,平均功率提高了16%。     

非链式脉冲氟化氘激光器光谱特性

为了探索氟化氘(DF)激光器级联效应及工作气体参数对激光光谱的影响,对自引发放电非链式脉冲DF激光器进行了光谱特性测试。采用DF激光谱线分析仪和Hg Cd Te光电探测器测试了P3(7)→P2(8)→P1(9)光谱脉冲波形,发现P1(9)支谱线率先实现振荡输出,脉冲前沿延迟80~100 ns后P2(8)、P3(7)两条谱线依次输出。在不同工作气体配比及总气压条件下测试了DF激光输出谱线条数及各谱线间相对能量,在3.5~4.2μm光谱范围内测得了22条激光跃迁谱线,且总气压为8.1 k Pa,工作气体(SF6和D2)气压配比为6:1时,具有量子级联效应的P3(8)→P2(9)→P1(10)光谱串能量占总输出能量的25.9%。结果表明,多谱线DF激光器能级间存在量子级联效应,通过优化工作气体参数可有效提升级联谱线输出时增益提取效率。