基于FAHP的机械振动WSN均衡拓扑构建方法

针对机械振动无线传感器网络因拓扑不均衡导致传输时延和网络传输能耗增加的问题,提出了一种基于模糊层次分析(fuzzy analytic hierarchy process,简称FAHP)的均衡拓扑构建方法,该方法由构建模糊判断矩阵和计算权重向量组成。首先,传感器节点进行簇内通信获取信标广播信息,将信标节点网络决策因子统一量纲化,利用网络决策因子构建模糊判断矩阵;其次,检验模糊判断矩阵一致性,采用行和归一化处理或拉格朗日最小二乘法计算权重向量;最后,传感器节点通过权重向量计算出各个信标节点综合权值,关联最优信标节点为父节点加入网络,将提出的模糊层次分析拓扑构建方法与基于链路质量单准则构建网络拓扑机制进行对比。实验结果表明,该方法能有效改善传输时延和机械振动无线传感器节点网络寿命。     

增压机机械振动特性分析及结构改进

为了提高天然气增压机的稳定性,确保发动机平稳高效运行,从增压机的结构出发,通过ANSYS软件对增压机机械振动特性进行了研究。根据有限元模态分析和谐响应分析的结果表明,增压机背板最为薄弱,最容易受到损伤,并针对增压机目前比较薄弱的环节,根据有限元分析结果提出了结构改进意见。改进后的增压机固有频率得到了提高,各个元件的抗振性能良好。     

广义参数化同步压缩变换及其在旋转机械振动信号中的应用

广义参数化时频分析通过构造匹配的参数化变换核,能够有效提高强调频信号的时频能量聚集性。然而,受短时傅里叶变换中窗函数结构的影响,利用该方法获得的时频能量分布在真实瞬时频率附近始终存在能量扩散现象。同步压缩变换利用同步压缩操作可将短时傅里叶变换处理后的时频能量压缩至真实瞬时频率位置,然而,同步压缩变换仅适用于分析频率成分恒定的纯谐波信号。以短时傅里叶变换为纽带,将两种时频分析方法相结合,提出了广义参数化同步压缩变换。考虑到旋转机械振动信号多为多分量信号,通过迭代处理的方式,依次获取各单分量信号的时频能量分布,对其进行叠加得到最终的时频能量分布。通过数值仿真以及变转速下转子不对中、滚动轴承外圈故障模拟试验验证了所提方法的有效性。     

滑块式球形转子泵的振动抑制研究

滑块式球形转子泵结构简单,无工作死点且一周双排量,适用于超微型液压泵,但旋转盘的往复式运动和流量脉动会造成振动加剧。对球形泵进行动力学建模,得到活塞的惯性力偶矩,以及旋转盘运动时产生的陀螺力矩。由力矩曲线可知整体力矩大小取决于陀螺力矩。建立球形泵的容积方程,对其用插值法取得流量变化曲线。采用多泵合成的减振措施,抵消陀螺力矩和流量脉动,降低振动。通过ADAMS-Vibration对整机在力矩作用下的振动响应进行仿真,MATLAB模拟多泵的流量变化曲线,多泵的振动幅值和流量脉动均大幅减小,证明减振措施的有效性。     

低频机械振动对电弧增材制造低碳钢组织和力学性能的影响

电弧增材制造由于其沉积效率高、生产成本低,在制造大尺寸金属零件方面受到广泛的关注。探究了低频机械振动对电弧增材制造制备的低碳钢薄壁零件微观组织和力学性能的影响。研究发现,在0～20 Hz频率和0～0.7 mm振幅范围内的机械振动可以细化电弧增材制造低碳钢晶粒尺寸,提升其拉伸强度。随着频率从0增加到20 Hz,平均晶粒尺寸由7.60μm降至6.67μm,降低了12%,抗拉强度和屈服强度分别提升至497.5 MPa和385 MPa;随着振幅从0增加到0.7 mm,平均晶粒尺寸由7.60μm降至6.35μm,降低了16%,抗拉强度和屈服强度分别提升至500 MPa和385 MPa。利用低成本的机械振动辅助电弧增材制造可以优化低碳钢的组织和性能,这为高性能增材制造提供了参考。     

振动时效技术与工艺研究

首先介绍了振动时效设备在国内及国外的发展现状、性能、特点等。其次对振动时效的原理进行了详细的阐述，分析了残余应力产生的原因及对机械工件的影响。简要说明了振动时效的发展过程，并研究了国内及国外设备的性能特点，在操作工艺上有独到的见解，对使用振动时效设备进行机械工件消除应力有积极的意义。     

10kV异步电动机定子绕组相间放电指纹分布规律

10 kV异步电动机在运行过程中,机械振动会对绕组端部主绝缘造成横向撕裂,产生相间放电,大大降低其绝缘性能。针对这一问题,笔者对高压电动机真机定子绕组端部进行分析,设计制作了绕组相间放电模型,研究了10 kV异步电动机真机定子绕组在不同电压等级下放电指纹的分布规律。在屏蔽室环境下对其施加电压诱发相间放电,提取表征放电特性的特征量,观察并记录相间放电热点分布。该研究为10 kV异步电动机主绝缘在线监测及故障诊断提供理论依据。     

机械振动无线传感网络数据分块无损压缩方法

针对目前机械振动无线传感器网络数据无损压缩方法效率低的问题,提出一种数据分块无损压缩方法,该方法主要由数据分割和数据编码组成。传感器网络节点首先对采集的振动数据进行分块处理,利用子带能量自适应量化方法压缩原始数据,以量化压缩数据完成对原始信号的预测;然后将量化数据还原,计算预测差值矩阵;最后,采用线性预测、自适应零游程编码和Range编码对量化压缩数据和差值矩阵进行编码,进一步去除数据冗余。将提出的数据分块无损压缩方法的压缩性能与其他无损压缩方法进行对比,实验结果表明该方法能在资源受限的无线传感器网络节点上有效实现机械振动信号的无损压缩。     

脉冲磁场-机械振动复合处理细化Al-5%Fe合金凝固组织

以脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度为研究因素,对Al-5%Fe合金施加脉冲磁场-机械振动复合处理进行了研究。研究表明,通过控制复合处理参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织;A13Fe相由长针状转变为细针状及针点状;在0~250 V范围内,随脉冲电压的增加,A13Fe相呈现先细化后粗化的趋势;在0~5 Hz范围内,随脉冲频率的增加,A13Fe相逐渐细化;模具预热温度对A13Fe相的尺寸无规律性影响,400℃时细化效果最好;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe相逐渐粗化。