基于最小熵解卷积的齿轮箱早期故障诊断

齿轮箱发生早期故障时,其振动信号一般很微弱,且隐含的能反应出齿轮箱运转状态的冲击成分常被淹没在强烈的噪声中,直接做频谱分析或包络谱分析,很难提取其故障特征。论文将最小解卷积方法应用于炼胶机的齿轮箱故障诊断。首先利用该方法对齿轮箱振动信号进行解卷积滤波处理,然后对滤波后的信号进行包络解调分析,最后提取出了该齿轮箱轴5上齿轮8(z8=28)齿根轻微裂纹的故障特征,实现了该齿轮箱的早期诊断。应用实例验证了最小熵解卷积方法的有效性和优点。     

正交各向异性圆柱板中周向衰逝导波频散特性

针对复数根描述的衰逝波难以求解的问题,提出一种基于正交多项式级数法计算导波问题的改进方法,使其能够求解衰逝波问题,该方法可同时求解得到纯实数根、纯虚数根和复数根.计算了大径厚比圆柱曲面板中的周向衰逝导波频散曲线,并与已有文献计算的板频散结果进行比较,验证了提出方法的正确性.应用提出方法计算得到了不同圆柱板中周向衰逝导波频散,给出了完整的三维频散曲线,研究了不同径厚比和材料弹性参数对衰逝导波频散特性的影响.     

一维六方准晶纳米板中Lamb波特性研究

准晶纳米结构在工程中经常承受以弹性波为代表的动态工作载荷，为深入研究其动态失效机制，研究了一维六方准晶纳米板中Lamb波的波动特性。基于修正的偶应力理论，推导出Bak模型下Lamb波的波动控制方程，使用勒让德正交多项式方法 (LOPM)求解该动力学方程，计算得到其频散曲线和位移分布。研究了声子场和相位子场尺寸效应、声-相耦合效应对波动特性的影响。结果表明：尺寸效应使声子模态和相位子模态相速度增大；声-相耦合效应显著地增大了声子模态中的相位子位移振幅和相位子模态中的声子位移振幅。研究结果为准晶纳米结构的设计和无损检测奠定了一定的理论基础。     

压电圆盘的轴对称振动：改进的双勒让德多项式方法

压电陶瓷的力电耦合特性使其广泛应用于结构的形状控制、振动和噪声控制以及结构损伤监测等诸多领域。双勒让德多项式法通过在本构方程中添加两个方向上的矩形窗函数而自动满足压电结构的边界条件,成功应用于压电圆盘的振动特性研究。但该方法在求解高阶模态时面临大量的数值积分计算,时间成本剧增。该文章在传统双勒让德多项式法振动分析基础上,利用勒让德多项式性质推导了其中积分的解析表达式,使得计算效率提高90%以上。并通过与已有文献结果比对验证了该方法的正确性。最后分析了压电圆盘固有频率与径厚比的关系,结果显示频率半径积随着径厚比增大趋于稳定,且低阶更快达到稳定值。     

周向导波对各向异性圆柱板纵向缺陷检测的有限元模拟

为了更有效地使用超声技术检测各向异性管道中纵向缺陷,采用正交多项式级数的方法计算了正交各向异性均匀无限长管道中的周向导波的频散曲线,并通过有限元模拟验证了前两阶模态的群速度．根据对群速度频散曲线和位移分布的分析,找出了适合各向异性圆柱板中纵向缺陷检测的频率及模态,通过有限元模拟实现了纵向缺陷的检测及定位．     

EMD与能量算子解调在提升机齿轮箱故障诊断中的应用

提升机齿轮减速箱一旦发生故障,其振动信号表现出强烈的非平稳性,表现为复杂的调制现象,因强烈的噪声干扰,给故障特征提取带来了困难。介绍了基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)与Teager-Kaiser能量算子（Teager-Kaiser Energy Operator,TKEO）解调相结合的提升机齿轮箱故障诊断方法,该方法结合了EMD自适应滤波和Teager-Kaiser能量算子非线性故障特征提取的优点。EMD方法可将齿轮箱振动信号分解成若干个局部频率从高到低不同频段的IMFs（Intrinsic Mode Functions）,各个IMF突出了原始信号的某些局部特征,再对相对高频段且含有齿轮啮合频率及谐频的IMFs进行能量算子解调,成功提取了提升机齿轮箱中间轴旋转频率fr2的故障特征频率,诊断出了提升机齿轮箱中间轴上齿轮Z2和Z3的点蚀故障。分析结果表明,该方法能有效诊断出提升机齿轮箱的故障。     

基于钙基载氧体的核桃壳半焦化学链气化研究

基于TG-FTIR联用技术,探讨以CaSO_4为载氧体的核桃壳半焦的化学链气化反应动力学特性。结果表明,CaSO_4/核桃壳半焦的反应在约950℃时存在1个失重峰,且反应气体产物主要有CO、CO2、COS、SO_2共4种物质;适当提高CaSO_4/核桃壳半焦的质量配比有利于增强反应活性。利用Ozawa法、Coats-Redfern积分法、Malek法对半焦/CaSO_4进行动力学计算,计算结果表明,随着转化率的增加,活化能呈现降低趋势且反应过程符合相界面收缩球状模型。     

压电空心圆柱体中的周向SH波

基于三维线性压电弹性理论,采用一种正交多项式级数方法研究了轴向极化、电开路时正交各向异性压电空心圆柱中的周向SH波。把位移和电势展开成勒让德多项式级数,引入点确定的材料常数以解决边界条件,最后把问题的解简化为一个特征值问题。计算了不同径厚比下FZT-4管道周向SH的波频散曲线和电势分布。讨论了压电的影响。     

双A层MAX相Mo2Ga2C的热压烧结研究

本工作采用真空热压烧结的方法, 研究Mo₂Ga₂C粉体的烧结性能, 制备致密的Mo₂Ga₂C块体材料, 并且表征所制备材料的微观结构。实验发现750 ℃是合适的烧结温度, 过高的烧结温度(850 ℃)会导致样品分解, 主要产物为Mo₂C。在750 ℃烧结过程中, 随着烧结时间的延长, 样品的晶粒没有明显长大, 但是样品内部空隙显著变小, 内部织构增强, 相对密度明显提高。因为Mo₂Ga₂C晶体的片状结构, 热压烧结过程中, 部分片状晶粒会偏转, 导致烧结样品的多数晶粒的(00l)晶面会倾向垂直于热压方向。在750 ℃烧结8 h, 可以得到几乎完全致密(相对密度98.8%)的Mo₂Ga₂C块体材料。     

功能梯度压电层/压电半空间结构中Love波的传播:一种改进的拉盖尔多项式方法

使用传统的拉盖尔多项式方法求解层状半空间结构时,存在因层间材料差异所造成的应力、电位移不连续的现象。为了克服此方法的不足,提出了一种改进的拉盖尔多项式方法,研究了功能梯度压电层状半空间中Love波的传播特性。与文献中应用WKB法得到的结果进行对比,验证了该方法的正确性。计算和分析了相应的频散曲线、应力和电位移分布曲线。结果表明:该方法能够避免因层间材料差异所造成的应力、电位移不连续现象的出现;高频Love波的应力和电位移主要分布在功能梯度压电层中速度较低的一侧。该研究为基于Love波传感器的设计与优化奠定了一定的理论基础。