基于VMD的螺栓松动状态识别

针对螺栓出现松动故障信号产生非线性、非平稳的现象,提出一种基于VMD与LSSVM模型相结合的螺栓松动状态识别方法。搭建螺栓松动实验平台采集螺栓松动状态下4种工况的振动信号;利用VMD分解对螺栓松动状态各个工况下的振动信号进行分解,并计算VMD分解后各模态分量的能量熵,最后以各工况下VMD分解的各模态分量能量熵为特征构造特征向量矩阵,通过LSSVM模型进行训练与状态识别。实验结果表明:该方法可以有效的识别出的螺栓松动状态,并通过与EMD-LSSVM模型进行对比,验证了该方法用于螺栓松动状态识别的有效性、可行性与相较其EMD分解方法的优越性。     

基于HHT的法兰螺栓连接松动实验研究

通过对随机激励下法兰螺栓连接结构的响应信号进行HHT分析,得到了各固有模态函数(IMF)的能量分布规律和不同预紧力下响应信号的时频谱。结果表明:IMF能量分布百分比在不同预紧力下有较强的规律,能较好地反映螺栓连接结构的松动情况;HHT三维时频谱图直观地反映了能量分布随着预紧力的变化情况,说明选用具有自适应性的HHT对振动环境下法兰螺栓连接结构进行分析较合适。     

基于HHT的法兰螺栓连接松动实验研究

通过对随机激励下法兰螺栓连接结构的响应信号进行HHT分析,得到了各固有模态函数（IMF）的能量分布规律和不同预紧力下响应信号的时频谱。结果表明：IMF能量分布百分比在不同预紧力下有较强的规律,能较好地反映螺栓连接结构的松动情况;HHT三维时频谱图直观地反映了能量分布随着预紧力的变化情况,说明选用具有自适应性的HHT对振动环境下法兰螺栓连接结构进行分析较合适。     

基于柔性压电材料传感器的法兰螺栓松动检测

采用柔性压电复合材料传感器进行法兰螺栓松动检测,研究PZT粒径对复合材料压电和介电性能的影响。制备的复合材料压电电压常数g₃₃达到117 mV·N^-1。采用柔性复合材料传感器接收单个和多个螺栓在不同松动程度下的超声波,获得超声波透射信号首达波幅值随螺栓松动变化规律。结果表明,随着单个法兰螺栓松动程度加剧,超声波透射信号首达波幅值减小;法兰螺栓在相同预紧力矩情况下,超声波透射信号首达波幅值随着螺栓松动个数增加而减小。研究可为法兰螺栓松动定量检测提供理论依据。     

紧固件连接失效的压电阻抗监测技术

针对紧固件连接失效的压电阻抗监测方法对设备要求高且损伤判断方法不统一的问题,推导了压电传感器电导纳实部的计算公式,根据推导结果设计了结构损伤诊断系统,研究通过压电传感器的电导纳实部的频率谱来检测紧固件连接失效的可行性。试验结果表明,根据压电传感器的电导纳实部相对变化率频谱可以准确地判断紧固件连接是否失效。     

基于VMD的螺栓松动状态识别（英文）

针对螺栓出现松动故障信号产生非线性、非平稳的现象,提出一种基于VMD与LSSVM模型相结合的螺栓松动状态识别方法。搭建螺栓松动实验平台采集螺栓松动状态下4种工况的振动信号;利用VMD分解对螺栓松动状态各个工况下的振动信号进行分解,并计算VMD分解后各模态分量的能量熵,最后以各工况下VMD分解的各模态分量能量熵为特征构造特征向量矩阵,通过LSSVM模型进行训练与状态识别。实验结果表明:该方法可以有效的识别出的螺栓松动状态,并通过与EMD-LSSVM模型进行对比,验证了该方法用于螺栓松动状态识别的有效性、可行性与相较其EMD分解方法的优越性。     

基于压电阻抗法的带裂缝木梁损伤检测

利用压电阻抗法对带裂缝木梁缺陷检测进行试验和数值仿真研究,并利用BP神经网络对木梁损伤位置进行分类识别。首先实测裂缝在不同深度和不同位置时对阻抗的影响规律,然后利用损伤指标均方根偏差来定量评估木梁阻抗值随损伤程度和损伤位置的变化关系。试验和数值计算均表明,木梁出现裂缝损伤后,阻抗峰值对应频率略微下降;损伤指标随损伤程度的增大而增大,随压电传感器和裂缝位置之间距离的增大而减小。     

基于经验模态分解的螺栓连接状态敲击检测方法

螺栓在工程结构和机械系统中有着广泛的应用,作为整个系统中较为薄弱的部分,一旦发生松脱可能会造成灾难性的后果,所以很有必要对螺栓的连接状态进行实时监测。由于在不同拧紧状态下,螺栓内部的微观结构不同,对不同拧紧力的螺栓进行敲击产生的声信号也有一定的区别,对7种不同拧紧力矩下的螺栓进行敲击,并将敲击发生后0.26 s声信号的频谱图与经过经验模态分解处理之后前两阶IMF分量的频谱图进行对比。实验结果中对原敲击信号直接做快速傅里叶变换的主频值随拧紧力矩变化的规律并不明显,而原信号经过经验模态分解之后,敲击信号的前两阶模态函数的频谱图中峰值点对应的频率值均随螺栓拧紧力矩的增加而升高。结果表明对敲击声信号进行经验模态分解,通过分析前两阶IMF分量的峰值频率可有效识别螺栓的连接状态。     

基于压电阻抗法的结构损伤检测技术进展

为了实现结构损伤的快速在线检测,研究基于压电阻抗(EMI)法的无损检测技术十分必要。总结了国内外在EMI方面的研究进展,全面概括了应用EMI的单位和个人在此方面取得的成果,并介绍了基于EMI检测损伤的经验及成熟度,对后续开展基于EMI的结构检测具有指导意义。     

风机叶片连接螺栓损伤的在线监测

综述了先进的螺栓结构连接监测技术,介绍了振动信号检测技术、声弹性效应技术、压电效应检测技术、光纤传感技术和基于材料及结构特征检测方法等的风机连接螺栓在线监测技术的研究进展,分析了这些技术的特点及其在风机螺栓松动监测中的适用性.     

基于有限元法改进螺栓连接刚度模型

针对目前对螺栓连接刚度的研究忽视了被连接件材料的弹性模量和厚度不同对其刚度的影响,基于有限元方法,研究了被连接件材料的弹性模量与厚度对其刚度的影响。结果表明:被连接件材料的弹性模量比值越大,螺栓连接刚度越小;被连接件的厚度比值越大,螺栓连接刚度越小;被连接件厚度与螺栓直径比值会减小被连接件材料的弹性模量对刚度的影响和增大被连接件厚度对刚度的影响。最后建立螺栓连接的解析公式,与德国工程师协会(VDI)的实验刚度结果对比,计算误差小于8%,螺栓连接刚度计算较为准确。     

连接螺栓的失效分析

某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明：连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球轴承上裂纹的萌生和扩展,球轴承裂纹的产生使得连接螺栓与球轴承之间的预紧力减小,局部松动而产生不均匀接触,在径向有规律的往复载荷作用下,导致连接螺栓产生微动磨损,进而发生微动疲劳断裂。     

实心铆钉铆接与螺栓连接强度对比试验研究

采用螺栓连接、实心铆钉铆接两种连接方式对钢板进行连接试验.对实心铆钉铆接进行了有限元数值模拟,得出合理的铆钉高度.对螺栓连接件与实心铆钉铆接件进行板料搭接及对接结构拉伸强度测试,结果表明:螺栓连接件的抗剪强度略大于实心铆钉铆接件的抗剪强度,螺栓连接件的抗剥离强度明显大于实心铆钉铆接件的抗剥离强度.     

基于TMR传感器的盆式绝缘子螺栓松动程度检测系统

螺栓连接结构是高压架空塔中绝缘子的主要固定方式,一旦发生松动,绝缘子会受力不均而发生脱落。提出一种基于隧道磁电阻（TMR）传感器的螺栓松动检测方法,利用TMR传感器对磁场信息的高灵敏度和高分辨率特性,将传感器固定在待测螺栓的垂直方向,螺栓松动后带动靶向磁铁致使磁场信息发生改变,进而实现螺栓松动的检测。试验结果表明,该方法可以实现0°～360°的螺栓松动角度检测,系统的分辨率达0.1°,灵敏度达0.5°/（Hz）^1/2,螺栓松动的检测误差不大于1.8°,可作为一种螺栓工业检测的新方法。     

基于ABAQUS的螺栓连接结合面仿真与研究

利用ABAQUS软件对螺栓连接结合面进行建模仿真和模态分析,分别对预紧力、连接单元和绑定等3种模型进行仿真分析,并建立螺栓连接试件模态实验进行实验研究。通过验证对比可知,每一种建模方式均能仿真得出螺栓连接试件各阶模态的振型和固有频率,均有各自的误差和模型特点,分别适用于不同的设备机构和环境。验证了各种建模方式对螺栓连接结合面仿真的准确合理性,为以后螺栓连接结合面尤其在数控刀架领域建模仿真方法的选择提供参考。     

基于渐进损伤的螺栓连接复合材料板失效分析

螺栓连接广泛应用于复合材料结构的装配,其连接强度对整体结构的可靠性有着重要影响.本研究通过渐进损伤法分析螺栓接头损伤累积特征与规律,探讨不同失效准则对复合材料结构失效行为预测的影响.首先,分析比较Hashin失效准则与Puck失效准则、指数刚度退化模型与瞬时刚度退化模型的区别;然后基于失效准则与刚度退化模型开发双搭接三螺栓连接复合材料板的有限元模型;最后分析不同失效准则与刚度退化模型组合下螺栓连接复合材料板的位移-载荷曲线,讨论其预测误差,并通过有限元手段研究层合板损伤演化过程.结果表明:基于指数退化的Puck准则对失效载荷预测值误差较低,为 8.3%.拉伸破坏是导致复合材料层合板断裂的主要原因.基体拉伸失效先于纤维拉伸失效发生,首先发生在±45°铺层中,后扩展至 90°铺层;纤维失效首先发生在 0°铺层中,后扩展至±45°铺层;当纤维拉伸损伤由孔周扩展至板边时,层合板最终失效.     

钢筋锈蚀状态的超声导波监测试验

为了对钢筋锈蚀进行监测,基于压电超声导波法,采用埋置于混凝土内部贴附于钢筋两端的压电传感器,对电加速锈蚀的纯钢筋和混凝土中的钢筋以及未电加速方式锈蚀的混凝土中钢筋进行主动锈蚀监测。监测结果表明,在钢筋锈蚀过程中,其超声导波信号振幅变化可以明显监测到腐蚀的5个阶段,即钝化脱钝-起锈-脱黏-继续锈蚀-严重锈蚀;且导波信号振幅不随着锈蚀的加深而持续降低,而是具有一定的变化规律。使用超声导波监测包裹于混凝土中的钢筋锈蚀时,可以直接通过测定导波信号振幅不同阶段来区分钢筋所处的腐蚀阶段。该结论为工程实际监测提供了有力的数据支撑和支持。     

基于弹簧刚度法的螺栓分布研究

螺栓组载荷分布不均是齿轮齿条钻机产生振动甚至损坏的重要原因之一。工程中,螺栓连接点常常会受到复杂的时变低速重载,螺栓组容易因载荷分布不均而发生断裂,从而影响钻机的稳定性。为研究不同螺栓分布情况下螺栓组所受应力情况,通过建立多螺栓连接的力学模型对螺栓载荷分布情况进行分析,并在此基础上考虑结构复杂的连接件提出一种多螺栓连接载荷计算方法。设计并进行了试验研究和有限元分析,通过对比其结果,验证了计算方法的准确性。基于提出的理论计算方法,给出载荷作用下螺栓剪切应力的分布规律,对比了螺栓均匀分布模型和非均匀分布模型的剪切应力分布特点,结果发现非均匀螺栓分布的承载分布均匀性要优于均匀分布的螺栓。     

振动环境下螺纹连接松动的实验研究

研究了模拟振动环境中螺纹连接在不同预紧力下的松动情况。对实验数据的差量分析发现,从信号差值的有效值的增大或减小可以判断螺纹连接松动的情况。