基于递归定量分析与高斯混合模型的齿轮故障识别

针对递归图只能对信号进行定性分析,不利于其深入应用的缺点,应用递归定量分析方法对各种故障模式振动信号进行定量分析.采用确定率和层流率组成齿轮故障识别的特征向量,并结合高斯混合模型实现齿轮故障模式识别.以齿轮故障实验台上所测取的实验数据为对象,分别采用Re-substitution检验法,Jackknife检验法和Independent dataset检验法对提出的方法和RBF人工神经网络分类算法进行检验.结果表明,递归定量分析与高斯混合模型相结合应用于齿轮故障模式识别具有更高的识别率.     

超声背散射信号递归定量分析无损表征CFRP孔隙分布仿真

针对碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fibre reinforced plastics,CFRP）孔隙分布对其力学性能有不可忽略影响的问题,提出对超声背散射信号进行递归定量分析（Recurrence quantification analysis,RQA）的方法来表征CFRP孔隙尺寸和位置分布。建立孔隙直径D范围为26~70 μm的3组含球形孔隙且孔隙位置分布不同的CFRP模型,3组模型的孔隙间距d分别为0.21 mm、0.14 mm和0.09 mm,对模型进行仿真计算,采用RQA方法分析超声背散射信号。研究发现,相同孔隙位置分布时,递归度P_RR（Recurrence rate）随D的增加而减小;相同孔隙尺寸分布时,P_RR随着孔隙间距d减小而增大,d=0.09 mm时模型的P_RR始终明显高于其余两组,D<50 μm时,d=0.14 mm与d=0.21 mm模型P_RR之间差别明显,D ≥ 50 μm时差别较小。结果表明,不同孔隙分布情况下P_RR均存在差异,P_RR可用于CFRP孔隙分布表征。     

基于递归分析的振动信号非平稳性评价

采用了相空间重构算法将工程结构振动信号扩展到高维相空间中,研究时间序列在高维空间中临近点的分布规律和运动特点,并用递归图及递归量化分析算法研究了信号含噪量和非平稳性;结合主成分分析,以高斯白噪声为评价基准,提出了采用递归量化指标样本第一主成分之间的相关系数作为信号非平稳性评价指标。通过对数值模拟信号及某拱桥吊索实测振动信号分析表明,基于递归分析的振动信号评估方法能快速直观的辨别出信号的平稳性,所提出的非平稳性评价指标可有效评价信号平稳性。     

基于递归奇异熵方法的波纹管压浆超声检测

为检测混凝土结构中波纹管内灌浆密实度,提出了一种基于递归奇异熵方法的波纹管压浆质量检测的方法。利用有限元软件进行理论模拟仿真,对结构响应信号采用多变量融合的方法,结合递归图分析法和奇异熵估计分析回波数据,结果表明,缺陷横向尺寸与递归奇异熵值具有单调对应关系,递归奇异熵方法可以用来判断压浆剥离尺寸。通过实际制作模型并测量,验证了该方法的可行性。     

基于数据结构的递归程序设计分析

从实际教学需要出发,首先分析递归的基本条件,从由易到难的顺序,设计了一些教学实例,重点让学生了解递归函数的写法以及执行情况,最后总结出递归函数的一般程序结构,使学生能正确设计递归程序,在实际教学中取得了良好的效果。     

基于超声红外热波技术的再制造零件裂纹检测研究现状

再制造是制造的延续,再制造零件由涂覆层和已经服役过的基体组成,异质材料体系的添加以及二次服役使得再制造零件的安全面临巨大的挑战,辨识及表征再制造零件缺陷是再制造零件服役安全评价的重要难题。超声红外热波检测技术利用超声激励产生能量转化和热传导原理,通过采集材料表面和近表面的红外热图对缺陷结构进行反演表征,是热学无损检测技术中非常重要的研究方向。然而,由于涂层的存在,将红外热波技术用于再制造零件裂纹的评价表征也面临着新的理论难题。基于此,本文系统分析了再制造零件的特点,总结了超声红外热波的检测机理,详细综述了低频超声振动能量与裂纹缺陷耦合生热机制研究现状,其中,摩擦生热机制得到了较多的理论支持和试验验证。同时,概述了内部热异常信号向表面瞬态传导的规律。通过对多种超声红外热波的辨识理论的应用,可实现表面异常热波的辨识及准确表征的协同提升。最后,对表面裂纹、界面裂纹及基体裂纹检测的研究现状进行概述,并总结了超声红外热波技术在再制造零件缺陷检测方面的应用和亟待解决的问题。     

基于递归矩阵奇异熵的损伤识别方法

对递归图方法在土木工程结构损伤检测中的适用性进行研究,对环境激励的结构响应信号采用多变量融合的方法,并扩展到高维相空间中,研究信号在高维空间中临近点的分布规律和运动特点,采用递归图理论,结合奇异熵理论提出一个新的递归量化指标——递归矩阵的奇异熵,将其作为损伤敏感特征指标,用于结构的损伤识别。数值算例验证了该指标的有效性     

基于激光超声的金属构件表面微裂纹定量检测技术研究

传统超声无损检测技术一般需对比裂纹构件与无损构件响应数据,分析两者差异以识别裂纹;两次测量结果易受人工操作误差、外界环境变化影响,导致裂纹误检。针对该问题,提出一种基于激光超声的金属构件表面微裂纹定量检测技术,该技术通过提取激光超声波与裂纹构件作用后非线性特征参数改变量实现裂纹定量检测,无需参考无损构件响应数据,能有效减少因人工操作误差、外界环境变化引发的裂纹误检;利用激光辐照构件激发超声波,根据构件时域动态响应信号重构相空间,引入一种非线性特征参数提取方法对构件上相邻辐射点之间状态空间改变量进行评估以实现裂纹检测。构建实验系统对空压机缸体表面实际砂孔缺陷及疲劳裂纹进行检测,结果表明所提技术能有效定量检测金属构件表面微裂纹。     

定量金相的图象分析技术

讨论了将数字图象处理技术用于定量金相中材料组织测量分析的方法，并根据数字图象处理技术的特点和定量金相的要求，研制出了一套定量金相自动图象分析系统。根据二维截面或投影面上的图象参数去推断三维的空间图象参数，提取需要的特征信息并自动地进行处理及输出特征参数值。为理论检验、测试提供了快速、准确的定量分析手段。     

基于RQA与SVM的声发射信号检测识别方法

针对裂纹声发射信号检测问题,提出基于递归定量分析与支持向量机相结合的新型检测方法。利用小波阈值去噪原理,对采集的声发射信号进行去噪,将递归定量分析引入声发射信号检测,提取递归定量分析的量化特征参数,结合支持向量机对模拟裂纹声发射信号进行识别。并实验验证该方法的可行性。     

基于聚类分析的航天继电器多余物检测方法研究

以往的航天继电器多余物检测算法不能有效的去除可动组件固有振动信号的干扰,难以保证判别结果的准确率。依据固有振动信号的周期性和微粒信号的随机性,提出了一种基于聚类分析的多余物检测方法。运用三门限端点检测算法,识别出信号脉冲,从而选取脉冲中心位置、脉冲起止时刻和脉冲个数3个特征参数。采用基于改进的k-平均聚类分析法对脉冲序列进行分类,计算其标准差作为是否存在多余物的主判别依据,并对信号脉冲序列数据集相位和次数表示于二维平面内,以其密度分布作为辅助判别依据。试验验证表明,该方法可以有效判别航天继电器是否存在多余物微粒,并对其它密封电子元器件和电子装置的多余物检测具有一定的借鉴意义。     

基于临界折射纵波递归定量分析的纯铁疲劳损伤无损评价EI北大核心CSCD

利用超声检测技术无损评价金属材料的疲劳损伤程度,是保证高性能零部件承载性能和服役可靠性的重要手段。以工业纯铁低周疲劳损伤为研究对象,提出将临界折射纵波(critically refracted longitudinal,L_(CR))与递归定量分析相结合的无损评价方法。结果表明:拉-压加载过程中表现为循环硬化,随加载周次增加至1000周次,L_(CR)波幅值及对应归一化幅值差A_(dif)整体呈单调变化,5 MHz检测频率的灵敏度高于2.25 MHz。进一步对L_(CR)波进行递归定量分析,递归图随疲劳损伤发展变化明显,提取归一化递归度差RR_(dif)作为损伤指标,较时域、频域和时频域最大幅值等指标的灵敏度显著提升,增加幅度最大可达44%,为早期疲劳损伤的无损评价提供了新手段。     

Investigation of hydrodynamics of gas-solid fluidized beds using cross recurrence quantification analysis

Hydrodynamics of gas-solid fluidized bed was investigated by analyzing its pressure fluctuations using cross recurrence quantification analysis (CRQA). Pressure fluctuations were measured in a lab scale fluidized bed of various particle sizes at different gas velocities. First, the CRQA was applied to a number of well-known dynamic systems and the results demonstrated that it is a powerful method to detect similarities between nonlinear signals. Then, it was shown that graphical structures within the cross recurrence plot of pressure fluctuations of a fluidized bed vary with both superficial gas velocity and particle size. It was found that determinism and cross recurrence rate of non-normalized data initially decrease and then increase with increasing the gas velocity. When the signal is initially normalized, determinism and entropy do not change with the superficial gas velocity while cross recurrence rate is sensible to changes in the superficial gas velocity. It was concluded that entropy can be used for detecting changes of particle size and if a proper reference state is chosen, entropy can be a powerful index for detecting changes in the size of particles in a fluidized bed.     

基于机器学习的金属近表面缺陷超声检测方法

在超声脉冲回波检测技术中,由表面回波产生的"死区"会隐藏近表面缺陷的回波信号,对于近表面缺陷的实际检测造成一定的干扰.针对上述问题,提出一种将数字信号处理与支持向量机相结合的方法,通过识别缺陷一次回波和二次回波,实现对近表面缺陷位置的准确计算.实验中,通过垂直入射超声脉冲回波法采集轴承内圈的A波信号,使用支持向量机分类...     

基于磁致伸缩导波的尖轨缺陷检测技术研究

尖轨在其周期性载荷作用下易发生断裂,引发列车事故。为对尖轨缺陷进行检测,文章基于磁致伸缩效应研制了导波检测系统,研究导波在尖轨中的传播特性、导波对尖轨附属件的检测能力以及缺陷的识别能力。采用ABAQUS/Explicit有限元方法研究了不同频率导波在尖轨中的传播特性。所研发的磁致伸缩导波检测系统在尖轨上的检测是可行有效的。使用导波检测系统在尖轨底面激励的水平剪切导波在基本轨和尖轨上可传播的有效距离至少为12 m,在空轨中至少能传播16 m。而且低频导波主要沿轨底传播,高频导波主要沿轨腰和轨头传播,多频导波结合能更加准确地对尖轨的检(监)测。     

基于时频挤压和阶比分析的变转速轴承故障检测方法

阶比分析是实现变转速工况下旋转机械设备故障特征提取的主要方法之一,其核心在于转速信息的准确获取,传统阶比分析方法主要通过转速计等设备测得转速,成本高且抗噪性差,而基于时频分析的转速估计方法操作简单,鲁棒性和准确性也较好。提出了一种基于时频挤压的转频估计方法,该方法不依赖多余设备,通过时频挤压和重采样阶比分析,实现转频估计和特征提取,从而诊断轴承故障。将基于传统时频方法与所提方法得到的分析结果以及计算阶比分析结果三者进行比较,以验证所提方法的可行性与有效性,仿真和实验信号分析结果均表明,所提方法的时频聚集性和鲁棒性较传统方法更好,且在无转速计的情况下,分析结果精度也更高。