基于概率神经网络的液压管路泄漏故障程度识别

针对复杂环境下飞机的液压管路系统在故障诊断时存在的各种问题,提出一种基于概率神经网络的液压管路系统泄漏故障的诊断方法。在飞机液压管路系统中主要产生的故障是由于管路系统的振动导致的管路破裂、泄漏等。对飞机液压管进行建模,分析其工作状态下不同液压泄漏故障程度时的固有频率,选取前5阶固有频率作为故障诊断的特征值;构建PNN概率神经网络诊断模型,利用测试样本进行故障诊断实验。结果表明,该方法对液压管路故障具有较高识别率。该研究为液压管路系统的故障诊断提供了参考。     

基于CEEMD航空液压管路故障诊断方法研究

航空液压管路是飞机液压系统的重要组成部分,为了对其早期故障进行准确识别及预测,针对航空液压管路中早期微弱故障振动信号进行研究,利用自适应白噪声完备总体经验模态分解方法将信号分解为多个分量,搭建ResNet网络结构,并将获得的分量输入到深度残差网络（ResNet）进行训练测试。实验结果表明：CEEMDAN-ResNet模型故障识别率可达99.78%,故障预测训练迭代到1 200次时,准确率将会达到99.5%左右并持续稳定,验证了所建立的CEEMDAN-ResNet模型对航空液压管路早期故障识别与预测的准确性、可行性。     

基于优化CNN的航空液压管路卡箍故障诊断

针对航空发动机液压卡箍-管路系统具有高度复杂性,导致卡箍振动信号存在非线性、非平稳性,从而难以提取出卡箍故障状态有效信息的问题,提出一种基于优化变分模态分解(VMD)与卷积神经网络(CNN)的卡箍智能故障诊断方法。基于优化的VMD将液压管路系统-卡箍振动信号分解成一系列固有模态函数;将含有卡箍故障信号明显的IMF输入到卷积神经网络训练模型,采用CNN进行自主特征学习和模式识别。并将该方法应用于实例中,结果表明:该方法不仅能有效地对信号进行分解,同时对不同类型的卡箍故障可达到精准识别和故障诊断。     

基于优化VMD和BP神经网络液压管路故障诊断研究北大核心

针对航空发动机液压管路故障信号易受噪声干扰、管路故障诊断准确率不高等问题,提出基于优化变分模态分解和BP神经网络的故障诊断方法。利用遗传算法自适应确定变分模态分解K、α的最优参数,然后采用优化后的变分模态分解方法对航空液压管路的振动信号进行分解,最后将故障特征明显的故障分量输入BP神经网络模型中进行训练和分类。结果表明:提出的基于变分模态分解与BP神经网络的航空液压管路故障诊断方法能够精准识别出航空液压管路多种不同的故障状态。     

多尺度特征组合优化的航空液压管路故障诊断

为根据管路振动信号准确识别故障类型,提出一种多尺度特征组合优化的航空液压管路故障诊断方法。利用能量比值法确定变分模态分解参数,实现管路振动信号的优化分解,选取最佳模态分量信号进行重构,重构后的信号作为分析信号。选择重构信号的优化多尺度散布熵作为特征指标,构建具有代表性的特征向量集并输入到利用麻雀搜索算法优化的极限学习机网络进行训练,以实现航空液压管路的故障诊断。结果表明：利用所提方法能够准确识别航空液压管路故障类型,为区分航空液压管路故障提供了一种可行的思路。     

基于Bi-GRU模型的航空发动机外部液压管路故障诊断研究

针对航空液压管路故障信号含有噪声干扰导致管路故障识别困难的问题，提出一种基于双向门控循环单元(Bi-GRU)的深度学习液压管路故障诊断方法。由Bi-GRU神经网络模型综合液压管路数据进行时序特征提取，基于同一含噪声的液压管路振动实测数据，输入到Bi-GRU、GRU、RNN、SVM、BPNN等5种故障诊断模型中进行训练。最后，为了进一步展示Bi-GRU模型对于航空液压管路不同故障类型特征的学习能力，利用t-SNE降维算法进行液压管路特征可视化。结果表明：基于Bi-GRU航空故障诊断方法能达到9960%的准确性，明显优于GRU等其他4种神经网络模型，Bi-GRU模型在含有噪声的液压管路数据上具备更出色的特征提取能力，可有效地提取出液压管路故障数据特征，从而实现了液压管路故障的智能化识别。     

一种抑制飞机刹车压力控制系统谐振方法研究

针对某型飞机刹车系统在地面铁鸟试验中出现的刹车压力振动问题,利用机械液压仿真软件AMESim,使用其强大的批处理功能设置刹车系统参数,管路模型及长度、系统背压、刹车控制阀先导级固有频率及阻尼比等,对飞机刹车压力控制系统进行了分析。仿真结果表明:飞机刹车压力控制系统谐振是由刹车控制阀和刹车系统管路共同作用引起的一种流固耦合振动,改变刹车系统中管路、系统背压、刹车控制阀等参数可以有效地抑制飞机刹车系统压力振动。     

汽车油冷管振动特性及结构优化

汽车管路的振动是由车身的振动环境所引起的,持续的动态载荷会导致管路系统局部振动失效。要确保汽车安全行驶,控制管路系统的振动至关重要。为解决某汽车油冷管在运行中发生的泄漏失效问题,基于管路系统建立三维模型,通过ANSYS有限元软件对管路系统进行频率响应分析和疲劳分析,计算出它的固有频率和累计损伤。结果表明：管路的疲劳寿命与设计寿命要求不符,模拟显示的危险薄弱点与实际开裂泄漏失效位置相近。通过调节管路壁厚、增加固定支撑点、改变管路走向等方式对管路系统进行结构优化,优化后的管路持续振动68 h未发生泄漏故障。     

航空液压导管寿命评估研究

针对航空液压导管寿命评估问题,通过故障数据分析疲劳裂纹是液压导管严酷度高故障的主要模式。通过采集液压导管振动应力测试数据,分析振动应力值和疲劳裂纹发生规律,得出长期处于高振动应力环境是导管疲劳裂纹的重要原因;并评估使用一个周期后的飞机液压管路振动应力环境。针对导管抗疲劳性能考核特点,选取使用一个周期的高应力区域导管开展脉冲、弯曲疲劳试验,评估导管抗疲劳性能,最终为导管寿命判定提供依据。     

超临界机组高压主蒸汽阀门失效分析及预防

介绍了俄制超临界机组高压主蒸汽阀门门体穿透裂纹缺陷的形貌特征,分析了主汽门运行工况、结构特点及材料性能,并对裂纹缺陷处进行取样分析,结果表明,阀门泄漏失效原因是由于原始铸造缺陷(微裂纹、砂包、气孔等)及制造厂内缺陷补焊区在长期高温高压及应力应变作用下,在门体结构突变部位扩展开裂,最终导致形成贯穿性裂纹缺陷。     

以临界CTOA为参量的含裂纹管道极限压力有限元模拟

以裂尖张开角度(CTOA)为断裂参量，采用有限元方法，研究了含轴向穿透裂纹管道极限压力及影响因素。建立以材料临界CTOA为失效条件的极限压力预测模型。结果表明，只要采用合适模型以及恰当的单元尺寸，应用材料临界CTOA可以有效预测含穿透裂纹管道的极限压力一现有预测模型在小裂纹时严重低估管道承载能力，但对较大裂纹，则过高估计了极限压力，给管道安全带来隐患。     

流固耦合作用下管道振动模态分析

本文运用ANSYSWorkbench12．0模拟仿真软件,分析了有无流固耦合存在时管道振动模态的变化,以及在流固耦合作用下,管道约束的不同对管道固有频率、等效应力和总变形量的影响。结果表明：流固耦合作用的存在使得管道振动固有频率略有增加;适当的约束可减小管道所承受的等效应力、减小管道变形量,提高管道系统整体刚度,从而达到减少振动、减小管道局部能量损失及降低噪声的目的。     

Composite magnetic flux leakage detection method for pipelines using alternating magnetic field excitation

Pipelines are an important transportation medium for petroleum and chemical products, but defects in the pipelines can present hidden dangers and affect the safe operation of the pipeline. The traditional pipeline magnetic flux leakage (MFL) scanning technique generally adopts the axial magnetization mode, which has increased the difficulty in detection and the possibility of missed detection of axial cracks. In this paper, a new composite MFL method using alternating magnetic field excitation is proposed for the detection of cracks in pipelines. The alternating magnetic field is first superimposed on the MFL magnetization field, which will form a parallel eddy current field perpendicular to the magnetization direction in the pipeline wall. The defects in the pipeline not only cause the flux leakage of the magnetization field, but also lead to the disturbance of the circumferential eddy current field. The disturbance signals can be picked up through a secondary induced magnetic field. Because the magnetic field and the eddy current field are orthogonal, the presented method can implement synchronous detection in two orthogonal directions to avoid missed detection caused by the crack orientation. A series of physical experiments are carried out in this paper. The results show that two orthogonal detection signals can be separated by a simple low pass filter. Therefore, with only one scan, the new detector can obtain the defect characteristics in the axial and circumferential directions to overcome the blind spot problem seen in traditional MFL detectors.     

裂纹参数变化对叶片低阶弯曲振动特性的影响

目的研究叶盘叶片进气及出气边萌生的横向贯穿型裂纹的分布位置及深度变化对叶片一阶弯曲振动特性的影响。方法根据叶片尺寸及工况建模,得到正常叶片在静止及不同旋转速度下的一阶振动频率,并进行拟合。在正常叶片模型的基础上,通过布尔运算建立裂纹模型,研究横向贯穿型裂纹在不同分布位置及不同深度下对一阶弯曲振动频率的影响,并进行拟合。针对裂纹深度变化采集的定时信号通过DFT变换,得到正常及含有不同深度裂纹叶片的一阶频率,对建模结论进行验证。结果一阶弯曲振动频率先减小后增大,在距离叶根4.23 mm时为最小值801.16 Hz;当裂纹距叶根的距离大于35 mm时,振动频率先接近后大于正常叶片,振幅先接近后小于正常叶片,最终将35 mm设定为位置的阈值;裂纹深度的增加使振动频率单调减小,且速率不断增大。采集的信号经DFT变换得到的一阶弯曲振动频率与建模结果的误差分别为1.9%,2.0%,1.5%,0.6%。结论当叶片进气或出气边位置阈值内出现裂纹萌生及扩展时,一阶弯曲振动频率会小于正常值,此时叶片的一阶弯曲共振区域会增大,需要对旋转机械进行严格的工况监测,同时裂纹深度的增加可提高叶尖定时监测的准确性。     

基于Workbench的民机液压管路疲劳寿命分析

液压管路是民机液压系统的重要部件,在周期性循环压力载荷作用下,极易出现疲劳失效。通过三维软件SolidWorks建立管路的实体模型,将几何模型保存为X_T格式的文件,导入有限元分析软件ANSYS Workbench,得到管路的有限元模型。对该模型进行网格划分和边界条件的施加,对管路进行静力学分析。在此基础上,根据管路的材料属性,利用Workbench中的Fatigue Tool模块进行管路的疲劳寿命分析,进而找出管路易发生故障的位置。研究结果为民机液压系统维修和结构优化设计提供了参考。     

预腐蚀和交替腐蚀作用下航空铝合金多轴疲劳行为及寿命预测

涡流检测技术在航空铝合金的表面或近表面裂纹检测中具有较高的检测灵敏度,且速度快、无需耦合剂,但粘胶层会降低检测灵敏度。飞机在服役期间因应力集中萌生的疲劳裂纹,容易导致机体结构失效,故承力部件的完整性是保障飞机飞行安全的关键因素之一。针对承力部件虎口位置的疲劳裂纹,提出基于双线测长法缺陷尖端定位方法;设计虎口裂纹缺陷专用双拉线式涡流屏蔽探头,可自适应定位螺栓的安装误差。结果表明：利用自适应定位螺栓将测量装置固定于虎口,裂纹尖端双线测量装置可以有效定位裂纹;当激励频率为30~40 kHz时,研制的双拉线式涡流屏蔽探头能有效检出粘胶层下半径为7.0 mm、宽度为0.2 mm的扇形人工刻槽。

     

高速缓冲液压缸内表面裂纹扩展特性研究

由于制造缺陷、疲劳及腐蚀等原因,缓冲液压缸在服役过程中内壁会产生轴向裂纹,严重影响液压缸的结构强度、缓冲性能和使用寿命。通过AMESim液压仿真平台建立缓冲系统模型来模拟实际工况,将缓冲油压作为有限元分析的初始载荷,建立缓冲缸有限元模型和裂纹扩展模型,研究不同初始裂纹形状、裂纹位置对疲劳寿命的影响,并分析裂纹前缘动态应力强度因子和裂纹形貌的变化。结果表明：无缺陷的油缸完全能承受缓冲压力;裂纹初始长度一定时,随着深长比增大,裂纹前缘应力强度因子会整体增大,裂纹扩展速度加快;不同深长比的初始裂纹经过多次循环载荷后都更倾向于在长度方向快速扩展;缸体内不同位置的裂纹疲劳寿命存在较大差异,在壁厚较小的边角位置,疲劳裂纹扩展寿命最短。