运用希尔伯特黄变换的桥梁颤振导数识别

提出了一种基于希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)识别桥梁颤振导数的方法.根据HHT理论,首先利用经验模态分解(Emprical Mode Decomposition,简称EMD)将桥梁节段模型风洞试验中实测得到的自由振动加速度响应信号分解成一系列本征模函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF)分量,对幅值最大的IMF分量作希尔伯特变换,得到其瞬时振幅和瞬时频率.通过信号处理,识别出结构的固有频率和模态阻尼比.其次,对自由振动时程进行时域拟合,获得结构的复振型.最后通过状态方程确定系统的8个颤振导数.数值仿真算例表明,该方法具有较好的抗噪性和可靠性,风洞试验也验证了该方法的可行性和有效性.     

基于希尔伯特-黄变换方法的信号奇异性检测与仿真

介绍了希尔伯特-黄变换(HHT)方法的分析步骤、特点和应用范围,并对信号奇异性检测效果进行了仿真分析,并和短时傅里叶变换(STFT)、魏格纳-威利分布(WVD)、小波变换(WT)等分析方法进行了比较。结果表明,希尔伯特-黄变换方法具有良好的局部适应性和在信号奇异性检测方面的有效性及优越性。     

双排行星齿轮系统频率耦合影响因素分析

针对双排行星齿轮动态响应中出现的频率耦合现象,利用Adams软件,对双排行星齿轮两种典型连接形式建立动力学仿真模型。将啮合力进行傅里叶分解并按照两排的齿频及其倍频合成。以两部分啮合力的幅值比例,研究连接刚度、转速与负载对双行星齿轮频率耦合影响规律,结果表明,对于串联形式的双排齿排连接,连接轴扭转刚度达到10~8N·mm(/°)及以上时,频率耦合影响比例稳定,当前排齿频影响比例始终高于耦合齿频影响比例;随转速升高,当前排齿频影响比例增大,而提高负载,当前排齿频影响比例减小,耦合频率影响比例与之相反;对于并联齿排负载与转速组合分析,在工作区间,两排中频率耦合影响比例表现形式类似,∑f_h减∑f_b正比于负载比减转速比;多排行星齿轮系统中,频率影响比例分布符合上述串联、并联齿排频率耦合规律,且并联齿排频率耦合情况较串联齿排严重。     

基于改进自适应局部迭代滤波的谐波检测方法研究

针对大量非线性负荷及电力电子设备广泛应用导致的电力系统谐波成份非平稳性和复杂性日益突出,难以识别和检测的问题,在引入自适应局部迭代滤波算法的基础上,提出了基于改进自适应迭代滤波与希尔伯特变换的谐波检测方法。改进自适应迭代滤波算法利用Fokker-Planck方程构建滤波函数,经滤波筛选获取具有平稳特征的本征模态分量,具有坚实的数学基础,且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题。首先利用改进自适应迭代滤波算法分解得到周期分量,对各分量进行Hilbert变换,提取包括频率、幅值、相位在内的谐波特征参数。测试信号及实测数据分析结果证明了所用方法的有效性,与经验模态分解的对比结果充分验证了本方法在电力系统谐波检测中的强适应性。     

改进WMRA在滚动轴承故障诊断研究中的应用

针对滚动轴承初期故障诊断时故障特征信号微弱,且传统的包络谱分析方法需要预先依靠经验确定出分析频段的问题,提出了基于经验模态分解(EMD)和改进的小波多分辨率分析(WMRA)的诊断方法。首先通过对滚动轴承故障振动信号进行EMD分解,利用峭度系数和振动固有频率特征参数对分解后的本征模态函数(IMF)分量进行了分类,筛选出了最佳IMF分量,然后通过希尔伯特变换(HT)计算得到了所选IMF分量的包络信号,最后利用改进后的WMRA对包络信号进行了重构,所得到的包络谱明显地突出了故障特征频率。实验结果表明:相比单独的EMD或传统的WMRA,该方法有效地提高了信号分析的准确性。     

HHT在车辆-轨道系统垂向振动时频分析中的应用

应用希尔伯特黄变换方法(Hilbert-Huang transform,简称HHT)对车辆-轨道系统中高低不平顺与车辆垂向振动加速度关系进行分析。首先,利用经验模态分解法(empirical mode decomposition,简称EMD）对实测的高低不平顺与车辆垂向振动加速度信号进行分解,得到两者的本征模函数;然后,通过比较分析两者本征模函数的时域波形与Hilbert能量谱,说明高低不平顺本征模函数与车辆垂向振动加速度本征模函数之间的确定性的对应关系,可以利用车辆垂向振动加速度来识别轨道高低不平顺的不良区段;最后,对京广提速干线铁路轨检车实测样本进行回归分析,得到在波长为1.5～50m范围内直线和曲线段高低不平顺与车辆垂向振动加速度的定量关系。     

齿轮传动系统传动轴模态仿真及振动实验测试研究

针对四级减速系统的传动轴展开了动力学分析,并展开加速度振动信号实验测试.研究结果得到:传动轴发生了局部振动并存在扭转,当模态阶数增大后,获得了更明显振型.传动轴前6阶频率介于625～1339 Hz之间,最低固有频率也大于最高啮合频率,避免了齿轮箱与传动轴发生共振的问题.低频部分形成了故障频率等于360 Hz的一倍与二倍...     

基于非线性超声调制的疲劳裂纹识别方法

由于应力作用、撞击以及周期载荷等因素的影响,金属结构中不可避免地产生疲劳裂纹损伤。若结构存在边界非线性,传统的非线性调制方法将无法有效识别疲劳裂纹损伤。针对该问题,提出一种能够避免边界非线性干扰的非线性超声调制方法。该方法采用正弦脉冲信号和持续正弦信号作为激励,通过识别信号之间的非线性调制现象来进行损伤检测。分别以铝制裂纹梁和完整梁为实验对象,粘贴两个压电片作为作动器和传感器,利用短时傅里叶变换对响应信号进行时频分析,提取非线性调制信号成分,对疲劳裂纹损伤进行有效的识别。     

基于非线性超声调制方法的损伤识别与定位

在结构健康监测技术中,非线性弹性波谱方法具有对结构微小变化敏感的特性,能够有效地对裂纹等非线性损伤进行识别。笔者针对采用两个持续激励的普通非线性弹性波谱方法不能定位损伤的问题,提出了一种能够识别并且定位铝板中疲劳裂纹的非线性超声调制方法。该方法通过识别脉冲与高频超声波之间的调制现象来进行损伤检测。实验中,压电阵列粘贴于疲劳裂纹铝板表面,汉宁窗调制的正弦脉冲激励和正弦持续激励同时施加在压电阵列上。通过采集不同的作动传感路径的响应,利用短时傅里叶变换对响应进行频域分析,构造损伤指数量化损伤程度,对疲劳裂纹进行识别和定位。实验结果表明,所提出的方法可以成功地检测并定位疲劳裂纹损伤。     

基于改进HHT的电缆故障定位研究

为了提高电缆故障定位的精确度,提出一种基于改进希尔伯特-黄变换(HHT)的电缆故障定位方法。针对应用经验模态分解(EMD)方法处理信号的过程中易产生模态混叠现象的问题,提出在进行EMD分解的过程中加入辅助信号的方法,来克服模态混叠现象。然后使用改进HHT对故障行波信号进行分析处理,从而对电缆故障发生点进行定位。通过搭建Matlab仿真模型对电缆故障进行仿真分析,仿真结果表明,该方法在电缆故障测距上具有优越性。     

PERIODIC WINDOWS OF NONLINEAR GEAR SYSTEM BASED ON SYMBOLIC DYNAMICS

The periodic window is researched by means of the symbolic dynamics and formal language. Firstly, the proper sampling period is taken and the orbital points of periodic motion are obtained through Poincare mapping. Secondly, according to the method of symbolic dynamics of one-dimensional discrete mapping, the symbolic sequence describing the periodic orbit is obtained. Finally, based on the symbolic sequence, the corresponding model of minimal finite automation is constructed and the entropy is obtained by calculating the maximal eigenvalue of Stefan matrix. The results show that the orbits in periodic windows can be strictly marked by using the method of symbolic dynamics, thus a foundation for control of switching between target orbits is provided.     

基于NOFRF裂纹转子非线性频谱分析

建立了裂纹转子非线性逼近模型,论述了非线性输出频域响应函数(NOFRF)及其非线性频谱分析理论,基于该理论对裂纹转子系统的各阶NOFRF进行了仿真分析,该分析结果说明了裂纹转子系统新频域成份是如何产生的,对裂纹转子的超谐波成份和亚共振现象进行了解释,并进行了试验分析,结果表明了高阶NOFRF比一阶对转子裂纹深度更敏感,为裂纹转子的精确故障诊断提供了理论基础。     

基于CATIA的高精度滚齿加工仿真与精度验证

现有滚齿加工仿真方法难以遵循实际加工参数,且未对仿真所获模型进行有效的齿面精度测量,因此无法为实际滚齿加工作出有效指导,为此提出一种高精度的滚齿加工仿真与精度验证方法.基于Catia设计平台,通过Catia内平移、旋转、布尔运算等命令结合二次开发功能,经提取包含主运动与展成运动特征的初步齿槽模型,后将初步齿槽模型与齿坯进行垂直进给运动的模拟切削,完成了高精度的滚齿加工仿真.通过建立标准齿面点集对仿真模型齿面进行精度测量,得到了仿真齿面的误差分布,且所得仿真模型中最高齿面精度误差在1μm以下,验证了滚齿加工仿真方法的正确性与仿真模型精确性.     

连续系统动态特性分析及仿真实验

本文提出了一套接续系统动态特性分析方法。它包括三个部分：物理模型建立、数学模型推导和数字仿真。在“光纤张力试验机”中“恒张力系统”的动态特性分析上应用了此方法。     

基于VMD的调制谱强度分布在齿轮故障诊断中的应用研究

变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)是一种具有良好带通滤波特性的信号处理方法,它能够非递归地将实信号分解成一定数量在时域中具有准正交和稀疏特性的有限带宽模态分量。考虑到VMD分解多模态信号时的优势,为了弥补调制强度分布(Modulation intensity distribution, MID)分析多谐波调制信号时的不足,研究将VMD作为调制强度分布的前处理,提出了一种基于VMD的调制强度分布的齿轮故障诊断方法,并通过数值仿真和实验分析验证了该方法的有效性。     

18Cr2Ni4WA齿轮弯曲疲劳试验及基于可靠度的试验数据统计研究

针对18Cr2Ni4WA渗碳淬火齿轮弯曲疲劳试验,介绍试验方法、试验齿轮、试验机及夹具,说明应力水平确定方法,最后通过失效判据判定失效寿命得出试验点数据,根据试验数据拟合出R—S—N曲线,并对试验数据处理方法进行探索。根据试验数据确定其寿命的威布尔分布,为渗碳淬火齿轮的可靠性定量评估提供一种切实可行的方法,为齿轮可靠性设计提供基础试验数据。     

基于频率切片小波变换时频分析的齿轮故障诊断

为了在强噪声中有效提取齿轮的故障特征,提出了一种基于频率切片小波变换时频分析的齿轮故障诊断方法。先对信号进行频率切片小波变换,得到在全频带下的时频分布,然后在此基础上分割出含有故障特征的时频区域,再通过对该区域进行时频阈值滤波和逆变换重构分离出有效的故障特征。仿真实验和实测信号分析表明,这种方法可从噪声信号中分离出有效的特征分量,在齿轮故障诊断方面取得了较好的应用效果。     

基于VC＋＋．net的齿轮箱振动分析系统研究

阐述了有关齿轮箱的故障诊断技术及其信号分析方法。主要思想是以功能强大的VC＋＋．net软件为工具,结合现代故障诊断技术,把对齿轮箱振动的研究方法与VC＋＋．net编程方法相结合,绘制出齿轮箱的时域图和频域图,来分析齿轮箱的振动信息,并以此来作为判断齿轮箱是否正常运行的依据。     

正交试验法和遗传算法研究齿轮系统动态性能

齿轮系统的动态性能特别是振动为典型的非线性问题,而振动与轮齿修形密切相关,轮齿修形参数值的确定实质上是非线性优化问题。以一对直齿圆柱齿轮为研究对象,借助kisssoft软件,应用正交试验设计和遗传算法,以减少齿轮系统振动加速度波动为目标,优化设计修形参数。结果表明,正交试验法和遗传算法相结合可用于较复杂的优化问题,本文优化后的振动加速度波动明显降低,减振效果好。     

某直升机减速器动力学仿真与损伤力学疲劳寿命分析

以某型直升机主减速器为分析对象,使用UG建立模型,在Adams中对啮合齿轮采用3D接触,并对该模型进行动力学仿真。完成仿真后,获取内部各级传动齿轮的运动参数变化曲线。将啮合力变化曲线提取出来作为载荷谱,并结合材料的S-N曲线,使用损伤力学的理论,在Ansys中对该减速器中第二级直齿轮主动轮进行疲劳寿命分析。