小波域相关滤波法及其早期故障预示应用

噪声是影响机械设备早期故障预示正确性的主要因素。根据相关分析理论和小波阈值降噪理论,提出了小波域相关滤波法。它是一个迭代的过程,通过自适应的选择滤波过程参数,可以对信号进行良好的降噪;同时也不会弱化信号中的弱故障信息。通过对旋转机械早期不平衡和不对中故障信号分析,结果表明小波域相关滤波法对机械设备早期故障预示是有效的。     

基于导波的圆柱结构损伤识别方法

为实现基于导波的旋转圆柱结构的无损检测,提出一个圆柱模型和相应的损伤识别方法。当该圆柱模型处于无缺陷和有缺陷状态时,基于动态有限元方法定义并校对所感应的纵波的反射系数和残余系数。仿真结果表明残余系数可以作为一个有效的参数用于损伤识别。这种损伤识别方法在试验中得以验证。利用一个圆形的薄铝板模拟该圆柱模型的径向切片。两个圆形的压电应变片(Piezoelectric transducer,PZT)分别固定在铝板上下表面的圆心位置用于激励和采集导波信号。对比分析铝板在无缺陷(基准)状态下和有缺陷(检测)状态下从导波信号中所提取的第一阶基本模式分量(Intrinsic mode function,IMF),以校对基础阶对称(S0)模式的残余系数。试验结果和仿真结果的一致性验证了所提出的损伤识别方法的有效性,并且为实现旋转圆柱结构的无损检测奠定基础。     

基于VMD的故障特征信号提取方法

变模式分解(variational mode decomposition,简称VMD)能够将多分量信号一次性分解成多个单分量调幅调频信号(variational intrinsic mode function,简称VIMF),但对噪声比较敏感。利用VMD对噪声的敏感特性,提出了一种基于VMD的降噪方法。利用排列熵定量确定VMD分解后各分量的含噪程度,对高噪分量直接剔除,对低噪分量进行Savitzky-Golay平滑处理,然后重构信号。运用该方法降噪后,对重构信号进行变模式分解,能够有效提取故障特征信号。仿真和实例分析表明,基于VMD的降噪方法的降噪效果优于小波变换降噪方法,VMD能有效提取故障特征信号。     

螺栓连接对高压转子结合面弯曲刚度的影响

研究螺栓连接特性（如螺栓个数和预紧力大小）对航空发动机高压转子连接结构弯曲刚度的影响。首先建立螺栓结合面精细化有限元模型,利用ANSYS软件对不同螺栓个数和不同预紧力条件下结合面弯曲刚度进行仿真计算。之后,在MATLAB中对仿真结果进行曲线拟合,结果显示弯曲刚度与形变量之间可表示为双指数形式,螺栓个数和预紧力大小决定了方程系数。同时,提出“等效刚度系数”的概念来模拟高压转子螺栓连接装配技术。最后,通过实验对仿真结果进行验证,实验得到的形变量-刚度曲线与仿真结果一致。结果表明,得到的弯曲刚度和形变量之间的双指数函数关系有助于航空发动机的设计工作,提出的“等效刚度系数”可以较好地评价螺栓结合面的刚度特性。     

厚梁结构中的导波传播与激励频率选择研究

通过导波在厚梁结构中传播时所表现出的特性,分析导波在厚梁结构中传播的机理。基于Rayleigh-Lamb方程,开发出用于绘制计算Lamb波在各向同性板结构中传播的频散曲线的专业软件。综合考虑在厚梁结构中影响导波激励中心频率选择的各种因素,如：选取适当的导波模式、降低频散效应的影响、增加导波信号的幅值、提高信号时域分辨率和抑制局部对称效应等。基于以上分析优化了激励信号的参数,并提出基于导波的结构健康性监测技术中激励频率选择的标准化流程。     

基于逆向工程技术的刀具手柄造型设计

通过逆向工程技术对刀具手柄模型进行数字化处理和三维建模,实现对模具产品的快速设计,提高模具产品开发质量,增强企业市场竞争能力.     

基于弹性导波的厚钢梁结构的损伤检测

弹性导波由于其对损伤的敏感性和长距离传播特性,成为近年来结构健康监测领域的一个研究热点.探讨了利用 PZT 换能器在较厚结构中进行基于弹性导波方法的损伤识别的可能性.首先参考 Lamb 波的频散曲线,设置了导波的激励信号参数如激励频率、激励波形周期数等;基于优化的激励波形和 PZT 换能器布局,在结构健康监测实验平台上对试件进行了检测.通过对实验结果的处理分析,计算出导波的群速度,并根据群速度和飞行时间(ToF)得到了损伤的位置信息.结果表明利用导波方法能够针对较厚结构进行损伤定位并能识别出不同大小的损伤.     

基于小波变换的织物疵点图像特征提取

为实现织物疵点自动检测,本文应用Mallat算法对织物图像进行小波分解,并根据织物组织结构特点,对纬向子图和经向子图分别提取能量、熵、极差、方差和逆差矩5个特征值,同时以平纹坯布为实验对象,对白杠、断纬、破洞、反丝、杂纤维、掉扣、飞花、色污等多种常见疵点进行特征值提取实验,实验结果表明,织物疵点使织物图像在经纬方向产生不规则纹理,通过提取特征值可得出织物疵点图像在不同特征值曲线处均有明显变化。该研究对判定疵点的存在、分析疵点的走向与"形状"具有参考价值。     

谱相关函数的解调原理分析

在机械故障诊断中,基于循环平稳的信号分析方法逐渐受到人们的重视,本文主要分析了谱相关函数(二阶循环平稳统计量)的解调原理,为机械设备故障诊断中的解调分析方法提供了一种新的思路。根据两信号乘积的谱相关函数等于两信号的谱相关函数在频率和循环频率域的双重卷积,推导出调幅信号的谱相关函数,由于在两个频率域的双重卷积使得谱相关函数在频率和循环频率域均具有解调功能,这样得到的双重解调信息提高了分析结果的可靠性。通过分析并仿真发现这种基于谱相关函数的解调方法还能同时对调幅和调频信号进行解调。