基于沥青路面的车载式压实度检测仪

随着高速公路里程的不断增长,对沥青路面的铺设日趋扩大。由于压实质量对沥青路面的性能有着重要影响,针对传统压实度检测的滞后性、偶然性等不足,研制出一种能实时检测沥青路面的压实度的车载式压实度检测仪以避免路面的过压与欠压已迫在眉睫。通过研究发现压路机振动轮的振动加速度信号的变化与压实度的变化有关,从而建立振动轮加速度与路面压实度的对应关系,以振动加速度的值反应压实度的值。     

振动压路机压实度仪的研究

本文通过分析振动压路机在压实过程中压实轮对路基的震动加速度的动态响应,提出了检测公路路基压实度的新方法,开发了振动压路机压实度仪,并进行了相应的试验、验证。     

基于无线通信的机载振动压路机压实度检测系统

为了精确检测压实度,以提高振动压路机压路质量和效率,建立了振动轮-土壤系统的数学模型,采用加速度传感器作振动特性检测元件,用新型的CygnalF010单片机作智能处理部件,研制出基于USB接口的机载振动压路机压实度检测仪.该仪器小型轻便,操作界面友好、简捷,既能现场显示和打印测量结果等数据,又能通过USB接口与上位机通信.该仪器通频带宽范围为0.30～50 Hz,测量误差≤3%,线性度0.5%,特别适用公路建设和公路检测部门使用,也可以推广到铁路、土建等部门使用.     

光纤光栅技术在加速度传感器拾震结构中的应用研究

振动信号是表征各种机械设备、桥梁、建筑稳定性的重要因素。在重大工程结构的测量中,振动信号频率高,加速度值也较大,信号的采集、处理相对容易。而对于频率在50 Hz以下的振动信号,例如地震监测、地质勘探等,振动信号幅值小,有效信号易被忽略,一般的光纤光栅振动传感器不能满足低频信号的测量。该文针对低频振动信号的采集问题,对悬臂梁结构的光纤布拉格光栅加速度传感器进行阐述,与嵌入式结构、芯轴式结构的加速度传感器作横向比较,整理光纤光栅加速度传感器的发展历程,并对光纤加速度传感器的发展作进一步展望。     

振动压路机参数对压实性能的影响分析

在分析传统压路机振动轮结构形式基础上,基于振动压实理论,面向模式可调的智能压实过程,构建"振动轮-土体"动力学模型,分析振动压路机设计参数和工作参数对振动轮加速度的动态影响,得到压路机参数对压实效果的影响规律(构建数学模型),进而探究新型智能化振动压路机的压实能量传递机理。     

基于LabVIEW的冲击振动信号监测系统的设计

借助LabVIEW软件平台,在加速度传感器、信号调理器、数据采集卡及计算机等硬件资源基础上,设计了一套冲击振动信号监测系统,着重开发设计了冲击振动信号分析系统,对振动信号在时域观察其波形,利用统计学得到信号在时域里的特征参数,在频域得到相频谱、幅频谱、自功率谱,并对信号进行自相关分析。     

振动压路机-路基土壤系统的数学模型

振动压路机是集振动与减振为一体的工程机械,其已占据压路机市场80%以上的份额.目前,国内设计与世界先进水平仍有较大差距,其根源在于基本理论的欠缺.振动压路机-路基土壤系统在压实过程中不断变化,压实初期,土壤处于松散状态,塑性变形大,适于非线性弹塑性模型表示.在压实的中后期,土壤主要呈现弹性特征,可用线性模型表示.随着压实度的不断增加,可能产生跳振现象,有时保证路面质量需避免跳振,有时需利用其冲击能量对路基进一步压实或破碎工作.分阶段建立了振动压路机-路基土壤系统的数学模型.并对压实中后期进行了计算机仿真,为振动压路机动力学分析和压实度连续检测技术提供了理论基础.     

双钢轮振动压路机无级调频液压系统的仿真分析

为了拓宽振动压路机的适用范围,提高振动压路机的压实性能,对振动压路机无级调频装置的调频原理进行了研究,并基于AMESim软件建立其仿真模型,对振动压路机的典型面层压实工况和变频压实工况进行仿真。结果表明:稳定压实工况下,无级调频液压系统的起振时间约为3 s,前后钢轮的振动频率差值不超过0.18 Hz,不会产生严重的拍振,说明该双钢轮振动压路机的面层压实与变频压实性能良好,为以后振动压路机的无级调频应用提供了理论依据和实验基础。     

基于三点法的主轴回转误差二次分离技术

为了提高主轴回转误差的检测精度。在原有的三点法检测对主轴回转误差和圆度误差分离的基础上,引入了振动的位移误差量,提出对主轴的回转误差量进行二次误差分离的思想,建立了基于三点法的主轴回转误差二次误差分离的数学模型。通过采用加速度传感器拾取振动的加速度信号。由此推导出振动位移误差信号。并将此误差信号从回转误差中去除。     

微机械加速度传感器性能的等效电学模拟

建立了微机械电容式加速度传感器的等效电学模型,通过振动特性的等效电路模型分析了加速度传感器对正弦加速度信号,阶跃加速度信号,及存在反馈时的直流加速度信号的振动位移响应情况;利用压控电容模型分析了加速度传感器检测正弦加速度信号时的小电容检测电路的性能。模拟结果表明采用反馈可以拓宽加速度传感器的测量范围,利用等效电学模型可以优化接口电路的整体性能。     

基于经验模态分解的滚动轴承故障诊断方法

提出了一种基于经验模态分解的滚动轴承故障诊断方法，并定义了能量熵的概念。从不同状态的滚动轴承振动信号的能量熵值中发现，当滚动轴承发生故障时，各频带的能量会发生变化。为了进一步对滚动轴承的状态和故障类型进行分类，再从若干个包含主要故障信息的IMF分量中提取能量特征参数作为神经网络的输入参数来识别滚动轴承的故障类型。对滚动轴承的正常状态、内圈故障和外圈故障振动信号的分析结果表明，以经验模态分解为预处理器提取各频带能量作为特征参数的神经网络诊断方法比以小波包分析为预处理器的神经网络诊断方法有更高的故障识别率，可以准确、有效地识别滚动轴承的工作状态和故障类别。     

无源伺服反馈多输出低频振动传感器

介绍了一种无源多输出低频振动传感器,可同时测量加速度和速度。利用无源伺服反馈控制技术,传感器呈现速度摆特性,但该速度摆不是通常意义上大阻尼状态的速度摆,对摆体特性进行了详细的数学分析,仅使用一种换能方式即实现了加速度和速度两组物理量的测量,证明了速度输出是速度摆速度计,加速度输出是速度摆加速度计。对传感器特性,尤其是加速度输出特性进行了较为详细的分析。最后,对传感器进行了测试,得到该传感器的加速度输出和速度输出在0.1~100 Hz有较好的频率响应特性,可以满足低频工程振动测量的需求,且实现了一只传感器同时测量加速度和速度两种物理参量。     

关联维数和基于内禀模态函数的AR模型在滚动轴承故障诊断中的应用

提出一种基于内禀模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)、自回归(Auto-Regressive,AR)模型和关联维数的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)将滚动轴承振动信号分解成若干个IMF,然后对包含主要故障信息的IMF分量建立AR模型,计算AR模型自回归参数的关联维数,并以关联维数作为特征向量输入神经网络分类器,最后通过网络的输出结果来识别轴承的工作状态和故障类型.对实验数据的分析结果表明,该方法能有效地应用于滚动轴承的故障诊断.     

基于振动反馈的工程试验方法研究

以智能振动压路机为研究对象,从试验样机、传感器和振动信号采集系统的选取,压实路面材料的正交试验设计,以及振动反馈信号的合理处理等几个方面入手,探讨一类基于振动反馈的工程试验方法,为工程振动领域提供良好的研究基础。     

基于经验模态分解包络谱的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承故障振动信号的非平稳特征和传统包络分析法的缺陷,提出了一种基于经验模态分解包络谱的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先采用经验模态分解将原始信号分解为若干个平稳的固有模态函数之和,然后求出包含主要故障信息的若干个固有模态函数分量的包络谱,再定义包络谱中故障特征频率处的幅值比为特征幅值比,最后以特征幅值比作为故障特征向量,输入神经网络,以神经网络的输出来判断滚动轴承的工作状态和故障类型.对滚动轴承内圈、外圈故障振动信号的分析结果表明,基于经验模态分解包络谱的故障诊断方法能有效地提取滚动轴承的故障特征.     

气体对磁流体动力学传感器影响机理的探讨

由于气体和导电流体性质上的差异,导电流体中气体的存在将对磁流体动力学(MHD)传感器的输出特性产生影响。基于电磁感应理论和两相流理论,文章推导并建立了导电流体中含气体的MHD传感器VOF模型。通过ANSYS Fluent对含气体的MHD传感器输出特性进行仿真分析,同时搭建试验平台对不同气体含量MHD传感器进行试验验证。结果表明,导电流体中的气泡在低频时容易被拉伸撕裂成小气泡并随着角振动分散,同时使得流体环流场和电场产生偏移和畸变,角振动频率越低,此现象越明显;当导电流体中不含气体时角振动频率和幅值、重力加速度及偏心等外部因素对MHD传感器的输出特性无影响;当导电流体中含有气体时,MHD传感器的输出特性畸变等随气体含量、重力加速度和偏心的增大而增大,随角振动频率和幅值的增大而减小。文章研究成果能够为MHD传感器导电流体灌装工艺控制提供指导,有助于MHD传感器精度和稳定性的提升。     

基于最近邻均匀设计神经网络逆模型的电磁标准振动台谐波控制方法研究

针对低频电磁标准振动台输出振动受刚度非线性影响而产生严重谐波失真问题,首先基于非线性特性幂级数等效原理,分析了输出振动的加速度失真特性。然后,为克服振动台逆模型辨识样本传统均匀采样法存在的效率低及精度差等问题,提出了最近邻均匀设计输入输出样本提取方法,由均匀设计法在传统采样点中选择小样本数据集,再依据近邻法将不能准确辨识的其他样本点加入数据集,构成最优训练样本集。进一步,辨识得到待控制振动台的神经网络逆模型,将其与原振动台模型串联后构建了谐波失真开环控制系统。最后,仿真及实验分析表明,神经网络控制可将整个工作频段内不同位移幅值振动加速度失真控制在标准要求的2%以内,而提出的最近邻均匀设计样本优化神经网络控制具有更优的谐波失真抑制效果。     

振动压路机诱发地面振动衰减规律的研究

根据 BW219DH-3振动压路机施工时引起的地面振动监测资料,对其衰减规律进行了统计分析,表明可用负幂函数描述振动压路机引起的地面振动衰减规律.量纲分析法证明,上述统计衰减规律也是符合物理规律的.这就为正确评价压路机在相同土质条件和工作状况下振动作业时对附近建筑物的影响提供了科学依据.     

智能振动压实系统的整体动力学耦合分析

针对振动模式可调的新型智能化压路机的机构特点和工作特性,建立整体耦合动力学模型,给出压实过程中压实机构与物料连耦、打滑和跳振情况下的数学模型.以YZC12型智能化压路机为例,分析了系统在不同振动模式下,垂直方向和水平方向相互耦合的激振动力响应特性,与水平振荡单一模式振动模型进行了比较分析,并通过高速路沥青的现场施工压实试验予以验证.结果表明,综合考虑系统耦合振动特性的整体耦合动力学模型比现有的单一模式振动模型更适合于智能机构压实系统.