瞬态成分参数的最小二乘法辨识及其轴承故障特征提取应用

机械系统中轴承出现剥落、裂纹等局部故障,运行时振动信号中出现瞬态冲击响应成分,可通过瞬态成分的检测与提取实现故障特征提取。在瞬态成分建模的基础上,提出基于最小二乘法的瞬态成分参数辨识方法,并将其应用于轴承局部故障时振动信号中瞬态成分特征迭代提取。基于Morlet小波参数化表达式建立双边不对称的瞬态成分模型,应用Levenbery-Marquardt方法辨识模型参数,迭代提取信号中的瞬态成分,并通过Wigner-Ville分布获得瞬态成分高聚集性且瞬态成分之间无交叉项的故障特征时频表示。将基于最小二乘法的瞬态成分参数辨识方法应用于轴承局部故障特征提取,结果表明:该方法能通过参数辨识提取各瞬态成分,瞬态成分时频分布将故障的时频特征以高聚集性且瞬态成分之间无交叉项的形式表示出来,从而有效提取轴承故障特征。     

自适应谱峭度滤波方法及其振动信号检测应用

谱峭度滤波方法是一种在强背景噪声下也能有效提取振动信号中瞬态成分的方法。笔者针对谱峭度滤波方法中窗宽的自适应选择问题,提出一种自适应谱峭度滤波方法。该方法将小波相关滤波提取的振动信号特征频率作为Morlet小波滤波窗口中心频率,并按最大谱峭度原则自适应选择滤波小波窗口宽度,以确定最优带宽Morlet小波窗。通过强背景噪声下的瞬态成分的提取验证该方法的有效性,并与窗口融合自适应谱峭度滤波方法进行比较。针对轴承故障振动信号检测,应用该方法提取反映轴承故障的冲击响应成分,说明该方法能够实现轴承故障振动特征信号的提取。     

多源稀疏优化方法研究及其在齿轮箱复合故障检测中的应用

齿轮箱因其工作环境恶劣,极易出现复合故障,其故障振动信号往往包含多种成分且伴随着强烈的背景噪声,给齿轮箱故障诊断带来了很大的困难.稀疏分解能够在强背景噪声下有效地提取微弱故障特征,针对传统稀疏分解方法存在信号保真能力欠缺,目标函数非凸导致局部最优解,模型通用性差等问题,基于广义极小极大凹(Generalized minimax concave,GMC)惩罚函数推导构建了具有保凸性的多源稀疏优化目标函数,并利用前向后向分裂(Forward-backwardsplitting,FBS)算法,基于Laplace小波字典,Morlet小波字典与DFT字典分别求解轴承瞬态成分,齿轮瞬态成分,谐波成分的稀疏表示,最终实现各成分的准确提取.仿真信号和试验信号的分析均验证了所提出的模型能够在不需要故障具体数目的先验知识下,准确实现齿轮箱复合故障的信号分解和故障诊断.     

基于SALSA优化算法的变转速轴承故障特征稀疏表示方法研究

变转速工况下轴承等设备的关键部件出现故障后对设备的危害十分严重,而且此类工况下振动信号更加复杂。为了克服此类问题,引入分裂增广拉格朗日收缩算法建立变转速轴承故障特征稀疏表示方法,实现变转速下轴承故障冲击特征的准确提取。首先,基于变转速轴承故障振动响应模型,分析不同转速下轴承故障振动响应形态变化规律,构造Laplace小波基底过完备字典;然后运用分裂增广拉格朗日收缩算法实现故障信号的稀疏表示与重构,通过提取重构信号的特征阶次实现轴承的故障诊断。轴承故障诊断实例验证了所提方法在变转速工况下轴承故障诊断的有效性。     

滚动轴承自适应特征提取的包络谱多点峭度多级降噪方法

滚动轴承故障信号主要包含高品质因子振动分量和低品质因子瞬态冲击分量。采用多点最优最小熵解卷积方法初步削弱传输路径等干扰影响,使微弱瞬态冲击成分得到初步增强,然后针对共振稀疏分解(RSSD)方法存在的品质因子选择困难问题,同时考虑包络谱中故障频率成分的严格周期性,提出包络谱多点峭度(ESMK)概念并将其作为优化指标,采用粒子群优化算法(PSO)对品质因子进行选择,得到一种自适应稀疏分解方法（PSO-RSSD）用于瞬态冲击信号的提取,以消除信号中高幅值干扰冲击和背景噪声的影响。轴承仿真与实测信号分析结果表明,与最小熵解卷积信号共振稀疏分解方法相比,在强冲击干扰下ESMK能够有效度量周期性瞬态冲击,PSO-RSSD方法能自适应分离最优低品质共振分量,验证了该方法的有效性和优越性。     

基于短时滑移模糊熵和LPP的轴承故障诊断

针对旋转机械设备的故障特征微弱和环境噪声强等问题,提出了一种基于短时滑移模糊熵和局部保留投影法(locality preserving projection,简称LPP)的故障特征提取方法。首先,通过对滑移截断短时序列的架构分析,引入多尺度复合模糊熵,获得信号在不同复合尺度下的特征信息和故障潜在特征,能准确反应信号复杂度和不确定性;其次,应用LPP流形降维并保留信号的局部数据特征,设计最优带通滤波器,对轴承振动信号进行故障冲击特征提取。仿真分析和实验数据结果验证了该方法在强背景噪声情况下降噪抑制方面的有效性,具有快速识别和提取滚动轴承的微弱冲击特征的能力。     

基于自适应EEMD及改进滑动峰态解调的滚动轴承故障提取方法

针对滚动轴承早期故障特征十分微弱且易被强背景噪声湮没的问题,引入零时滞四阶累积量(即峰态因数)用于描述信号中弱冲击成分偏离Gauss分布的程度,从而提出一种基于自适应EEMD和改进滑动峰态解调的滚动轴承故障提取方法。首先,对振动信号进行EEMD降噪处理;然后,基于相关峭度、信息熵和能量加权构造了自适应优选准则,选取IMF分量并进行信号重构;最后,对重构信号进行带通滤波处理,采用滑动峰态算法计算峰态时间序列,根据频谱分析结果诊断轴承故障。该方法弥补了传统方法选取IMF分量的不足,同时解决了弱冲击信号的包络问题,可提取轴承故障振动信号中的微弱冲击成分。     

基于改进形态分量分析的滚动轴承包络分析方法

滚动轴承出现局部损伤时,其振动信号既包含轴承自身原因引起的谐振分量,也包含故障信息的冲击分量和噪声分量。谐振分量为信号中的相对平滑部分,其品质因子较高;冲击分量表现为信号中的瞬态成分,其品质因子较低。针对这一特点,利用可调品质因子小波变换稀疏表示信号,提出一种改进形态分量分析方法,并将其应用于滚动轴承的包络分析中。采用可调品质因子小波作为稀疏表示字典,实现不同分量的分离,并对冲击分量进行包络分析,判断滚动轴承故障。滚动轴承故障实验表明,该方法能够有效提取故障特征,诊断轴承出现的故障类型。     

基于稀疏分解和包络解调的齿轮故障诊断

齿轮发生局部损伤,其振动信号中存在瞬态冲击成分,而冲击成分往往被谐波和强噪声所掩盖。为提取瞬态冲击信号,构造了冗余的级联字典,建立了将谐波和瞬态冲击在级联字典上进行稀疏分解的数学模型,然后将块坐标松弛法应用于齿轮振动信号的稀疏分解模型上,将谐波和瞬态冲击成分进行分离,并且有效提高了振动信号的信噪比。最后应用Hilbert包络解调从瞬态冲击成分中提取出齿轮的故障特征频率,表明此方法在齿轮故障诊断中的有效性。     

DTCWPT-TV在高速列车齿轮箱轴承故障诊断中的应用

齿轮箱轴承作为高速列车转向架上的关键部件,其故障特征主要体现在其振动信号中,但是列车运行过程中存在强电磁噪声。针对强背景噪声下信号中故障特征频率的提取,提出双树复小波包变换(Dual Tree Complex Wavelet Package Transform,DTCWPT)和全变差(Total Variation,TV)结合的算法。该算法利用DTCWPT将齿轮箱轴承振动信号分解为不同尺度的信号分量,通过峭度指标选择冲击特征最显著的一个信号分量;针对含噪声的冲击特征,通过对该信号分量的全变差进行稀疏追踪从而得到信号的稀疏优化表示,使得振动信号中的冲击特征得到显著增强。通过构造一仿真信号对稀疏追踪算法的有效性进行了验证,并将该方法与DTCWPT结合并应用于齿轮箱轴承故障诊断中,结果表明:该方法能够很好地提取出信号中的冲击特征,并且频谱中的故障表征明显,能够有效地指导故障诊断。     

奶牛过瘤胃液中氨基酸的研究进展

本文综述了奶牛过瘤胃液氨基酸的概念、分类、检测方法、应用效果、影响因素及存在的问题和应用前景     

Quantitative measurements in in situ straining experiments in transmission electron microscopy

Several examples of recent studies by in situ straining experiments in a transmission electron microscope performed in the Toulouse group (France) are presented. In particular, quantitative measurements of the features of the dislocation motion are described. These examples deal with individual or collective propagation of dislocations, which are submitted to various types of obstacle. Different metallic materials are investigated: magnesium, intermetallics, aluminium alloys and γ phase of a superalloy.     

“中国制造”的发展趋势

<正>"中国制造"成为了眼下一大热门话题。近期相关媒体采访了几位我国著名的品牌问题研究专家,聆听专家们对我国目前品牌产品发展现状和未来发展的看法与建议。本刊将专家的观点经整理提供给大家,希望能对企业有所帮助。     

Some recent progress in microtribology in Japan

The micro in the word of microtribology is defined as science and engineering supported by modern physics and chemistry. In the engineering area, the ultimate goal of microtribology is to create practical zero-wear devices. The importance of microtribology was recognized by Japanese scientists and engineers in the latter half of the 1980s, and much progress has been made in microtribological studies of mechanisms of friction, lubrication with very thin liquid films, and microwear processes.     

我国拖拉机标准回顾与展望

我国的拖拉机生产从20世纪50年代后期引进国外样机开始。经历了前期仿制、自行研制、技术引进和自主开发几个阶段。拖拉机标准也随之蓬勃发展。经过50多年的发展,我国拖拉机行业已形成以全国拖拉机标准化技术委员会为基本活动单元的行业标准化工作体系。目前我国有关拖拉机的各类标准总计210项。其中国家标准114项,机械行业标准93项。其他行业标准三项。在与拖拉机有关的88项国际标准中。修改或等同采用国际标准及国外先进标准58项。国际标准的转化率达65．9％。本期,我们特邀全国拖拉机标准化技术委员会秘书长尚项绳、中国农业机械学会拖拉机学会陈英超、江苏常发集团农业装备公司品质部长廖汉平、常州东风农机集团有限公司质量总师苏东林对拖拉机行业及标准发展．以及企业自身建设做详细介绍。     

有限元分析网格划分的关键技巧

从灵活确定网格参数、有机把握网格质量和及时进行网格质量检查等3方面说明有限元分析中网格划分的关键技巧,网格参数包括单元格长度、网格数量和网格疏密程度,灵活确定网格参数是达到有限元分析精度和效率结合最佳化的关键因素.     

在多元中融通 在理解中共生——多元文化背景下的国际理解教育

多元文化的态势随着全球化的加剧日趋明显,各类文化的共生共荣需要通过国际理解教育的推动而实现。国际理解教育的要义在于培养国际理解精神、创建和平文化、推动和平、人权和民主以及促进理解、尊重及共同发展。在多元文化背景下,学校实施国际理解教育不仅有助于培养学生的世界公民意识、文化多元意识,而且有助于激发学生的民族认同感和民族自豪感、形成学生的平等观和关爱心并促进学生道德水准的实质提升。国际理解的达成需要在知识掌握、视野扩展、充分了解中,在扩大开放、增进交流、平等对话中,在环境浸淫、生活体验及实际行动中实现。     

Bielayev's point in poroelastic bodies in contact

In two elastic bodies in contact the point of the maximum stressing is found at some depth below the surface of contact. This point, called Bielayev's point, is examined in the case when the extremities of the bodies in contact are spherically shaped and the material is poroelastic. Such a viscoelastic model can simulate bone articulation. It is found that the location of Bielayev's point, evaluated on the basis of the energy strength hypothesis, changes insignificantly with time. However, the stressing to which the material is subjected is the most intense at the moment of the (sudden) application of load.     

我国泵CAD发展中的几个问题

综述了我国泵CAD的发展过程和技术特点，以及起步，发展和完善等三个发展阶段，泵CAD技术有人机交互设计，功能模块化和数据管理等内容，分析了泵CAD技术存在的不足，提出了新世纪泵CAD的发展方向。