融合虚拟仿真与局部线性嵌入算法的变速箱振动测点优化研究

为克服某型行星变速箱故障试验测点选择依赖经验导致有效信息遗失或信息冗余的弊端,论文提出了一种融合虚拟仿真技术与局部线性嵌入算法的振动测点优化方法。在ADAMS软件中建立行星变速箱齿轮-箱体刚柔耦合动力学模型,对不同齿轮状态下箱体表面振动信号进行了仿真;在箱体表面初选传感器测点的基础上,仿真分析了各测点振动信号的各项特征参数;采用局部线性嵌入算法对测点特征参数所构成的高维特征矩阵进行降维,获得了不同齿轮状态下的测点敏感度排序,最后采用加权计算方法得到了振动测点重要度综合排序。结果表明,变速箱各行星排正上方箱体表面和左侧轴承正上方竖直方向测点对太阳轮断齿、行星轮断齿和正常工况区分均具有较高敏感度,可重点采集分析这些测点振动信号来反映齿轮状态,为后续实测试验打下了基础。     

RV减速器行星封闭差动运动分析

通过行星传动机构实例计算,分析了行星差动机构与行星封闭差动机构的区别;分析了RV减速器由一齿差摆线针轮减速器的演化过程,提出了一齿差内啮合传动中曲柄轴为负1齿太阳轮的概念并进行传动比等效计算;等效出RV减速器的功率流简图,得出各支路传动功率分配比公式,揭示了RV减速器的行星封闭差动运动实质。对RV减速器的正向设计具有指导意义。     

循环自相关函数在轮边减速器故障诊断中的应用

在故障诊断领域,循环平稳信号处理方法正逐渐成为一种重要的信号处理工具。模拟内齿圈局部故障振动信号,利用循环自相关函数很好地提取了矿用自卸车轮边减速器中局部故障频率,有效地抑制噪声的效果,为矿用自卸车轮边减速器故障诊断提供了较好的处理方法,具有较广的应用前景。     

基于谐波小波包和改进功率谱的球磨机振动信号特征提取

为有效提取球磨机振动信号特征实现负荷识别,提出一种基于谐波小波包和改进功率谱相结合的特征提取方法。首先应用谐波小波包分解将振动信号分解到不同频段,对各频段的小波系数进行改进自相关得到自相关函数,再通过自相关函数加2阶Hanning自卷积窗后进行离散傅里叶变换求取各频段功率谱,最后引入频偏结合能量重心法对功率谱进行校正,获得精准的各频段层最大值对应频率,据此获取球磨机内部负荷的特征向量。基于该方法应用于工业球磨机实测的结果表明,文中提出方法提取的特征量具有更好的区分度和更高的正确识别率,可作为负荷识别模型的输入实现球磨机负荷的实时检测。     

汽车振动信号分析方法研究

针对汽车NVH性能提升过程中所面对的振动信号处理问题，在探讨振动信号测试的基础上，借助Matlab软件对振动信号处理方法进行分析研究。在时域范围内，计算信号的均值、方差和均方根值，并绘制概率密度曲线；在频域范围内，基于DFT理论计算信号的幅值谱、功率谱和相干函数。最后，对多测点多方向的测量信号同时进行分析，通过统计和对比得出发动机振动信号能量在峰值频率的分布状况和点火频率的对应关系，为改善汽车NVH性能提供必要的数据支持。     

熵值法对某矿用自卸车驾驶室振动的分析与优化

以某矿用自卸车驾驶室振动为例,采用试验测试法对该车进行矿区试验,测得了驾驶室内各测点的实测数据.将实测数据进行奇异值分解(SVD),得出了特征信号的奇异值和奇异值差分谱的相空间,并以此重构出降噪后的振动信号.采用多尺度排列熵(MPE)法将该信号进行熵值计算,算出测点处在3个坐标方向上的振动规律.并对特征信号进行频响分析,获得了振动频率与人体敏感频段重叠.在此基础上,对驾驶室悬置系统的振动性能进行优化,其优化后的悬置系统能有效避开人体最敏感的频段,其效果满足了设计要求.     

基于振动相关信息融合的行星齿轮传动系统故障诊断

针对不同测点的信息对故障敏感度不同、各测点的振动传递使故障与测点具有关联性等特点,提出基于振动相关信息融合的故障诊断模型。分别获取正常和5种故障状态在3个测点下振动信号的小波包能量特征向量;计算同一测点不同状态信号的能量特征相关系数及不同测点相同状态信号的能量特征相关系数。通过分析这两类信息所呈现的特性建立故障诊断模型。用14组待检信号进行故障诊断模型的实例分析,其诊断结果与实际故障状态完全一致。用支持向量机方法对5种故障状态进行分类,得到的结果与实际故障状态一致,验证了所建立的故障诊断模型的正确性。分析结果表明,通过振动相关信息融合建立的故障诊断模型能有效反映出不同故障状态的特性,能准确诊断出复杂行星齿轮传动系统的微弱及耦合故障。     

基于Gabor变换的轮边减速器特征提取技术

研究矿用自卸车轮边减速器中部件局部故障振动信号的频谱结构,对于轮边减速器故障诊断具有重要意义.模拟内齿圈局部故障振动信号,利用Gabor变换提取方法对含噪声的故障振动信号进行降噪,并应用频谱分析方法诊断出了内齿圈故障,显示了该方法在信号提取和压制噪声的效果,为矿用自卸车轮边减速器故障诊断提供了有效的诊断方法.     

基于FFT的动态散射光谱密度测量技术研究

为了研究动态光散射纳米颗粒测量技术,提出了基于FFT的动态散射光AR模型功率谱密度测量法。首先采用FFT建立信号的AR功率谱密度模型,然后通过计算信号自相关矩阵的秩得到AR模型的阶数P,由于任何信号的自相关与其频域的功率谱密度是一个傅里叶变换对,因此,信号功率谱密度的衰减宽度等价于其自相关函数的衰减宽度,这样通过计算动态光散射信号的功率谱密度衰减宽度,进而得到待测颗粒的粒径,最后将此方法的实验结果与传统的光子相关光谱法实验所测得的数据进行了比较。结果表明：该技术具有误差小、重复性好的优势,有着很大的实用价值。     

多级行星齿轮系统耦合动力学分析与试验研究

基于齿轮啮合理论和Lagrange方程,考虑各级齿圈扭转支撑刚度,提出运用集中参数法建立多级行星齿轮—箱体耦合扭转动力学模型。在分析多级行星齿轮啮合相位关系的基础上,确定各齿轮对时变啮合刚度,并运用有限元法获取各齿圈扭转支撑刚度。行星齿轮传动误差表示为轴频和齿频叠加的谐波函数,分析多级行星齿轮传动的主要激励特征。针对盾构机三级行星减速器某施工地段的运行条件,求解行星齿轮系统的动态响应,并分析其时频特性。采用背靠背能量回馈试验台架测试方案,测量盾构机行星减速器的振动加速度,采用数值积分计算振动速度和位移,并分析其振动特性。研究表明盾构机行星减速器振动试验数据与计算结果具有良好的一致性,验证多级行星齿轮系统耦合动力学模型的准确性。     

动态载荷峰值分布及在疲劳损伤分析中的应用

通过研究随机信号峰值分布的规律,提出了使用应力响应信号自功率谱密度函数来分析和预测零部件疲劳寿命的新方法。首先．由响应应力随机信号的自功率谱密度函数导出响应信号的峰值分布规律,然后通过计算损伤率并采用高周疲劳线性累计损伤理论来分析零部件的寿命。采用本文提出的方法,在摩托车车架可靠性试验中,通过计算机对车架进行了动载荷疲劳强度分析,取得了较好的工程效果。     

LabVIEW在货运车箱振动自功率谱密度函数分析中的应用

在实验室内对车载物资和装备进行随机振动试验具有很大的经济意义,目前国际上普遍采用的一种试验方法是在频域内再现功率谱密度和随机波形,而功率谱密度通常是由实测振动数据经过自功率谱密度函数分析后得到.LabVIEW可以很好的完成自功率谱密度函数分析.首先介绍了LabVIEW中有关自功率谱密度函数的基本理论和算法,对待处理原始数据进行了简要介绍,然后详细叙述了自功率谱密度函数的计算步骤,最后开发出集数据输入、计算以及显示保存结果等功能于一体的虚拟仪器.经实践检验证明该虚拟仪器实用且效率高.     

基于ANSYS Workbench的RV减速器随机振动分析

以RV减速器为研究对象,建立了RV减速器的三维模型,导入Adams中进行运动学仿真,得到了正齿轮的加速度;利用ANSYS Workbench求解得到RV减速器的固有频率,根据概率统计学分析技术推导功率谱密度函数;最后,将功率谱密度峰值提取后导入ANSYS Workbench的Random vibration模块作随机振动分析。该方法考虑了随机振动因素对机构应力以及安全裕度的影响,为处理RV减速器工作可靠性问题提供了一种新的方法。     

砌块成形机液压振动信号的AR双谱分析

采用一种新型的液压振动方式,即用差动液压缸的上下运动来实现砌块成形机工作台的振动。通过采集振动过程中的位移信号,建立了时间序列的自回归AR双谱模型。通过对双谱幅值的分析及自相关功率谱与重构功率谱的比较,可以获得信号的非高斯、非线性频率特性信息,该特性信息对筛选振动系统最优运行参数有重要的指导意义。     

RV减速器振动测试与信号分析

RV减速器作为一个机械整体系统,在工作过程中必然会产生振动。利用研制的RV减速器综合性能试验装置和振动测试系统,在RV减速器上布置3个测点,对其工作状态中产生的振动信号进行测试。采集和分析了国产SHPR-20E型RV减速器在不同转速和载荷下的振动信号,并对振动信号进行时域和频域分析。通过测试分析,可以掌握RV减速器的振动特性,这为RV减速器的动力学研究、故障诊断和提取、减振降噪提供了试验的基础。     

电动机轴承故障诊断的循环平稳方法

通过信号仿真,研究了二阶循环平稳分析的解调性能,并总结出循环自相关与谱相关切片函数的一般规律,分析了故障电动机轴承振动信号的循环平稳特性。试验中,模拟并采集工况中带有强噪声的内圈故障电动机轴承的振动信号,提出用小波消噪与特殊频率处谱相关切片结合的分析方法,进行特征提取,分析过程中发现,这种方法能有效实现轴承快速诊断,避免三维函数分析信息冗余、计算量庞大的缺点,同时也排除了瞬时转速与额定转速偏差引起的干扰。     

直线共轭少齿差行星齿轮减速器振动特性研究

将直线共轭齿廓与少齿差行星齿轮传动相结合，以直线共轭少齿差行星齿轮减速器为研究对象，通过有限元模态分析获得了减速器的结构固有频率与振型，表明减速器具有良好的结构动态特性；通过振动特性仿真分析获得该减速器在典型工况下的振动规律，并进行振动测试实验，振动实验结果与仿真结果吻合。振动特性研究结果表明，输入转速对直线共轭少齿差行星齿轮减速器的振动幅值与频率有明显影响。     

驱动螺杆泵的功率分流封闭式行星减速器设计

提出了应用于井下驱动的采油螺杆泵的功率分流式行星减速器结构，对该种封闭减速器的传动特点、传动比计算、受力分析、效率计算、封闭功率和功率分流等进行了研究。完成了减速器的设计和三维建模，并为其制造提供了理论依据。     

基于CPW和SCD的行星轴承内圈故障特征提取

行星齿轮箱振动信号传递路径具有时变性,各振动分量间相互耦合和调制,拾取的信号往往比较复杂。此外,行星轴承早期故障对应的振动信号微弱,常湮没于背景噪声和较强的齿轮啮合振动信号中,使得行星轴承故障特征提取较为困难。为此,笔者提出一种基于倒谱预白化（cepstral pre?whitening,简称CPW）和谱相关密度（spectral correlation density,简称SCD）的行星轴承内圈故障特征提取方法。首先,采用CPW削弱具有严格周期特性振动分量的能量幅值,增强轴承故障分量的冲击幅值;其次,基于谱峭度算法获取与轴承故障冲击相关的谱峭度最大值时对应的解调频带参数,并获得带通滤波后复包络信号,进而消除解调频带外成分的干扰;最后,基于轴承故障的随机滑动特性,结合SCD提取行星轴承故障振动分量,进而包络谱分析提取出行星轴承故障特征。利用行星轴承内圈故障实测数据验证了方法的有效性。     

滚动轴承循环故障特征增强的自相关非局部平均算法

针对非局部平均算法(Nonlocal Means,NLM)在处理低信噪比信号时将部分冲击特征均值化、丢失故障信息的现象。提出一种自相关非局部平均算法,首先利用自相关函数对振动信号进行预处理,初步减小噪声影响;再对时延截取的自相关函数进行NLM处理,并以加权运算得到的各样本点权重分布作为包络信号;最后对权重系数序列进行傅里叶变换得到包络谱,获得诊断结果。滚动轴承故障仿真数据和实验室信号分析验证了方法的有效性和优越性。