基于局部模态特征结构修正的变速箱振动控制（英文）

针对齿轮箱结构设计中经常存在的局部模态不满足振动特性要求,需要快速而准确地获得控制振动所需结构的难题,提出了一种基于局部模态特征控制的齿轮箱结构优化方法,即:根据结构设计中出现的模态特征,基于局部模态频率与拓扑优化等的耦合分析,获得局部结构的模态控制与优化。仿真与实验结果表明:新方法能够快速有效的控制齿轮箱振动特性,为齿轮箱减振及结构优化设计提供了一条新的途径。     

机床齿轮箱变速器振动特性分析及优化研究

针对机床在运行过程中需要平稳少振的特点,以某型号的机床齿轮箱变速器为研究对象,分析齿轮箱变速器振动的成因及理论减振方法。利用MASTA软件建立齿轮箱变速器仿真模型,对其进行齿轮耦合模态分析和阶次跟踪分析,得到关注频率内的共振参数和动态啮合力、啮合柔度相位及大小的变化曲线,确定变速器的谐波啮合阶次和响应峰值频率。通过游隙控制分析,获得游隙对齿轮箱变速器振动特性的影响规律,得到不同轴承对响应峰值的作用规律和不同游隙下各谐波阶次对应响应峰值的变化规律。结果表明：优化后的响应峰值显著降低,齿轮传递误差减小,改善了齿轮箱变速器的振动特性。     

基于有限元模态及ODS方法的棒材轧机主齿轮箱剧烈振动分析

国内某钢厂棒材生产线在生产12 mm规格棒材时,发现其棒材轧机精轧机组主齿轮箱振动异常,齿轮箱输入轴端的轴向振动幅值较大,频率为32.512 Hz;本文首先通过对棒材轧机齿轮箱整体模型进行模态分析,预估齿轮箱的动态特性,再建立试验测试模型并施加约束,进行ODS分析,得到齿轮箱在工作过程中真实的变形情况,最后结合有限元模态分析结果与ODS试验结果,确定轧机齿轮箱异常振动原因,并应用相关信号测试技术对结果进行了验证。     

基于ANCEEMD样本熵特征提取的行星齿轮箱智能故障诊断

以行星齿轮箱为研究对象,针对经验模态分解（EMD）存在模态混叠、易出现端点效应等缺陷,导致难以很好地解决行星齿轮箱振动信号耦合及非线性特征的提取问题。本文以自适应噪声完备总体经验模态分解（ANCEEMD）为信号处理方法,引入样本熵进行特征提取,应用群智能融合算法优化的神经网络模型对行星齿轮箱故障进行识别和诊断。对于混合蛙跳算法（SFLA）与粒子群优化算法（PSO）,实施“两层优化和内外循环”的融合机制,提出SFLA-PSO融合算法。开展了行星齿轮模拟故障实验,采集了行星齿轮箱的多种故障的振动信号,进行了样本熵特征提取,应用SFLA-PSO融合算法优化了BP神经网络模型,对行星齿轮箱故障进行识别诊断。结果表明：基于ANCEEMD样本熵特征提取的SFLA-PSO-BP诊断模型较PSO-BP和BP在行星齿轮箱故障诊断中的准确率分别提高了5%、15%。     

基于CEEMD-MPE和ELM的齿轮箱故障诊断研究

考虑到齿轮箱振动信号存在非平稳性和非线性等特点导致故障特征提取困难的问题,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)和多尺度排列熵(MPE)相结合的故障特征提取方法。首先对齿轮箱振动信号进行互补集合经验模态分解,并根据相关系数原则对各模态分量进行筛选,再利用多尺度排列熵对筛选出的模态分量进行特征提取;最后将提取出的故障特征输入到极限学习机(ELM)中进行分类识别,并与传统的径向基(RBF)神经网络进行对比,实验结果表明:采用CEEMD和MPE相结合的办法能够有效提取齿轮箱振动信号的故障特征,极限学习机能够准确、快速地进行齿轮箱故障识别。     

金刚石刀具动力学特性研究

针对金刚石刀具在加工过程中存在的问题,利用模态试验方法,研究其动力学特性.结果表明:模态试验分析是深入了解金刚石刀具在加工状态下结构动态特性的有效手段,所获得的数据可为金刚石刀具或加工中工装夹具设计、改进与结构优化提供参考,分析结果也可为相类似的金刚石刀具、工装夹具改造提供试验数据支持.     

镁合金转向支撑的模态分析及其结构优化

为替代钢质转向支撑,对镁合金压铸替代结构进行模态对比分析及优化。结果表明,相比原钢结构,镁质转向支撑的前6阶固有频率有了提高,振动相对位移也有所降低。但由于镁合金的弹性模量明显低于钢,导致镁质结构上横梁等局部刚度较原钢结构下降,致使其相应位置一阶振动变形较原DC01钢质结构增大。经对镁质结构进行优化,提高横梁等处局部位置的刚度,使镁质转向支撑的模态特性达到和部分超过钢质转向支撑。     

电机联轴控制的旋转机械定转子模态分析

介绍了一种电机联轴控制的旋转机械结构.振动模态分析是电机优化设计的重要步骤,本文利用ANSYS有限元软件对定转子模态模型进行了详细的计算和分析,得到了其模态固有频率和振型.仿真结果对振动实验和定转子结构优化具有指导意义.     

基于CF特征提取与MBA-SVDD的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承振动信号呈现出的非平稳特性以及早期故障特征难以提取的问题,提出一种基于变分模态分解与时域、频域值混合的特征提取方法,并利用改进蝙蝠算法(MBA)优化支持向量数据描述(SVDD)的参数,实现对滚动轴承的故障诊断.采用该方法对正常振动信号进行变分模态分解,得到模态函数;利用奇异值分解进一步提取模态函数的模态特征...     

基于经验模态与奇异值分解的振动源数估计方法

针对振动传感器数小于本底振源数的源数估计问题,提出一种基于经验模态分解的虚拟通道扩展方法。通过经验模态分解得到的固有模态函数构建振动信号观测矩阵,以扩充振动传感器观测通道数量。针对奇异值分解特征矩阵中噪声和数据观测误差以及不确定性导致的源数估计不准确问题,提出一种基于类内散度与类间距离比值优化的聚类分析方法。通过对奇异值分解后特征值矩阵中对角线特征值的聚类分析,获得盲源数估计结果。结果表明：与传统方法相比较,所提方法可准确实现振动信号盲源数估计。     

高速列车齿轮箱箱体结构设计与静、动态分析

为提高高速列车齿轮箱箱体结构强度,避免因强度不足导致失效问题,应用有限元分析方法对某型号高速列车齿轮箱箱体进行静、动态分析,得到高速列车齿轮箱箱体失效的主要原因是高速列车齿轮箱箱体的结构设计不合理.基于变密度法,建立以高速列车齿轮箱箱体的结构柔顺度最小为优化目标,约束齿轮箱箱体应力和体积的拓扑优化模型;对优化后的箱体进...     

基于希尔伯特变换的风电机组齿轮箱故障诊断方法研究

齿轮箱作为风电机组关键部件,由于运行环境以及工况的复杂性,易出现故障,严重威胁机组安全稳定运行。因此,对齿轮箱进行故障诊断对确保风电机组稳定运行具有重要意义。在介绍齿轮箱结构特点、故障模式、振动监测的基础上,结合齿轮箱结构特点,给出齿轮与轴承故障特征频率的计算方法。同时采用希尔伯特变换与倒谱分析相结合的方法对齿轮箱振动数据进行分析,提取故障特征频率。经实例验证,该方法能够准确得到齿轮箱故障频率的同时定位齿轮箱故障,实现风电机组齿轮箱的故障诊断。     

基于振动特征值的动车组齿轮箱故障检测

故障检测与状态评估对保障动车组齿轮箱的正常运行具有重要意义。通过对振动信号的特征提取方法与判定进行研究,对比不同故障模式与试验工况下的齿轮箱振动有效值、峰值、标准差、偏度、峭度等振动特征值差异。结果表明：动车组齿轮箱的故障模式直接影响振动特征值;有量纲振动特征值受运行转速影响较明显,运行转速越高,相应特征值变化越明显;无量纲振动特征值受轴承故障模拟形式的影响较大,与运行转速关系较小。综合对比各种故障状态下振动特征值的敏感度,有量纲特征值比无量纲特征值对故障更加敏感。     

基于有限元模拟的穿孔等离子超声电弧焊谐振频率的确定

根据穿孔等离子弧焊特点，首先利用改进型三维锥体热源模型建立准稳态条件下的三维熔池模型；然后在频率15～100kHz的范围内，对低活化马氏体钢（CLAM钢）穿孔等离子超声电弧焊接熔池模态进行分析，计算得到共14阶模态，分布于6个主要频率附近；最后分析了其中五阶模态的响应情况．结果表明，随频率增加，熔池局部的振动变形越来越剧烈，整体差异性增大．利用该方法可实现超声电弧焊接谐振频率的确定，文中也为超声电弧焊工艺优化提供了一定的参考，可缩短超声电弧工艺设计时间，降低研发费用．     

基于最大相关峭度反褶积法的行星齿轮故障诊断

针对行星轮系结构复杂,故障信号特征提取困难,提出使用扭振信号对行星齿轮箱故障进行诊断。通过对行星齿轮箱横向振动信号与扭振信号的频谱分析发现,扭振信号相对于往复振动信号更适合行星轮系的故障诊断。针对扭振信号微弱,冲击特性不明显,提出基于最大相关峭度反褶积处理扭振信号。首先对采集的行星齿轮扭振信号先进行零均值化预处理,然后使用MCKD方法增强扭振信号的冲击特性。以故障冲击特性的峭度值作为选择FIR滤波器长度的选择依据,最终使得行星齿轮箱扭振信号的故障冲击特征得到显著提升。该方法对于扭振信号的降噪与提高周期故障冲击特征有效,适用于行星齿轮箱扭振信号的故障诊断。     

基于CEEMDAN能量熵和马氏距离的齿轮箱轴承故障诊断方法

针对齿轮箱轴承信号非平稳性及其故障特征难以提取的问题,提出一种自适应白噪声平均总体经验模态分解（CEEMDAN）能量熵和马氏距离相结合的故障诊断方法。首先采用CEEMDAN方法对非平稳的轴承故障信号进行分解,获得若干阶表征信号特性的固有模态函数（IMF）分量;然后计算各IMF分量的自相关函数和相关系数,以滤除信号内的噪声干扰和对故障特征不敏感的IMF分量;最后计算各敏感故障特征分量的能量熵,将其作为特征参数形成状态特征向量,并使用马氏距离判别方法对轴承的工作状态和故障类型进行诊断。通过对实测不同工况以及不同故障程度的齿轮箱轴承信号的分析,证明了所提方法的有效性。     

超大型数控船用卷板机上梁的结构分析与优化

在保证上梁结构力学特性的前提下,对上梁结构进行了简化,建立了大型卷板机上梁的有限元模型.通过对有限元模型进行结构分析,得到上梁的应力和位移结果,并在分析结果的基础上,选取恰当的设计变量,以其重量为目标进行了结构优化,使上梁结构更趋合理.此外,对有限元模型进行自由模态分析,得到了上梁的各阶模态频率和振型,为动态设计提供参...     

新型研球机固定板压盘的结构设计与优化

为了满足新型研球机变径沟槽研球板均匀加压的需要,设计一种偏心加压固定板压盘。通过分析固定板压盘的功能需求,采用联想类比法,提出固定板压盘的结构设计方案;运用数值仿真技术,建立固定板压盘的有限元模型,分析压盘的静态与模态特性,获得压盘的变形图、应力云图和固有频率与振型,验证了压盘结构设计的可行性。针对固定板压盘的偏心距大小和进球缺口到压盘中心的距离大小,以结构变形和应力最小为优化目标,通过参数化建模,基于响应面法对压盘进行了参数优化,获得压盘的最优结构参数。分析结果显示：优化后的固定板压盘,加载后最大变形减小,压力分布更加均匀。通过结构方案的创新和采用现代设计方法,实现了新型结构件的设计要求。     

6300kN多向模锻液压机机架的模态分析

针对6300kN多向模锻液压机的结构特点,利用有限元软件ANSYS对液压机机架进行三维参数化建模,并结合液压机机架的受力情况对机架进行模态分析,从而获得机架前10阶固有频率和相应的固有振型,并详细了分析各阶振型对机架工作状态的影响。