小波有限元理论研究与工程应用的进展

小波有限元是一类新的有限元逼近方法,将信号处理领域中小波函数的多分辨思想引入有限元法中,以小波函数作为插值函数,构造出嵌套递进的多尺度广义有限元逼近空间,使得求解问题可以先用较粗的网格分析,特定奇异区域通过自适应多分辨剖分获得更好的逼近,该算法数值稳定性好、适宜求解奇异性问题。从小波加权残值法、小波有限元理论以及自适应小波有限元三个方面,综述了小波有限元国内外研究现状,并介绍了小波有限元在大梯度非线性、裂纹定量预示等方面的工程应用进展,指出了其关键技术、存在问题以及工程实用前景。     

基于多小波包和邻域粗糙集的故障诊断模型

为了解决机械设备复合故障难以正确识别的问题,提出一种基于多小波包和邻域粗糙集的机械故障诊断模型.首先,采用多小波包对原始振动信号进行分解,分别提取原始信号和各分解频带信号的时域特征组成原始特征;然后,采用邻域粗糙集方法筛选出敏感特征作为多分类支持向量机的输入,实现机械设备不同状态的自动识别.模型应用结果表明相比于传统小波包,多小波包分解够提取到更丰富的故障信息和获得较高的识别精度;邻域粗糙集能够从大量的原始特征中选择出敏感特征,减小分类算法的复杂性,进一步提高分类准确率.该模型在复合故障的诊断方面具有显著优势.     

行星齿轮箱故障诊断技术的研究进展

行星齿轮箱广泛用于风力发电、直升机、工程机械等大型复杂机械装备中,低速重载的恶劣工作环境经常导致其太阳轮、行星轮、行星架等关键部件出现严重磨损或疲劳裂纹等故障。然而,现有的中心轴固定的传统齿轮箱故障诊断理论与技术不能有效解决行星齿轮箱诊断中所面临的诸多棘手问题,例如行星齿轮箱中多模式混淆和振动传输路径复杂导致故障响应微弱、载荷大范围瞬时波动引起振动的强烈非平稳性、多对齿轮啮合的振动相互耦合造成振动明显的非线性、低频特征频率成分噪声污染严重等。阐述行星齿轮箱故障诊断的特点与难点;从动力学建模和动态信号处理两方面,综述和分析行星齿轮箱故障诊断的国内外研究进展;指出当前研究中存在的关键问题;讨论解决这些关键问题的途径。     

转辙机振动加速度的试验研究

为了评价、改进现有转辙机对工作环境振动的适应性,并为研制新型转辙机提供环境振动的参数,以适应火车高速重载的需要。本文对牵引不同道岔、不同列车通过时的几种转辙机实际振动加速度进行了测试,从时域和频域进行了统计、计算和分析,给出测试和分析结果。结果表明,列车通过时转辙机竖向振动加速度最大,最大值范围为11－38g,转辙机振动加速度主频在400－800Hz之间。本文还建立了轮轨－转辙机的简化动力学模型,定性分析了转辙机安装对振动加速度的影响,并描述了转辙机的振动。文中测试分析得出的结果、结论和建议,对于评价和提高转辙机对环境振动的适应能力,改进转辙机的设计和安装具有一定的参考价值。     

非线性方程组解法对非线性有限元分析精度的影响

Euler-Cauchy法、Euler一次迭代法和Euler-Newton法是非线性有限元中常用的非线性方程组求解方法．讨论了这3种方法在几何非线性有限元中的求解步骤,通过实例,分析了3种方法的计算效率和计算精度．研究表明,Euler-Cauchy法计算效率最高,但计算精度较差,与Euler-Cauchy法相比较,Euler一次迭代法的计算效率稍有降低,计算精度却显著提高,但该方法对于强非线性问题,当载荷增量步长较大时稳定性很差;Euler-Newtor法是最稳定可靠的方法,它适用于不同程度的非线性问题,但计算效率较低．     

汽轮机高压缸蒸汽激励故障分析与诊断

当机组运行工况恶化而产生非平稳,非线性的振动时,综合应用新兴的小波分析和经典的频谱分析等信号处理技术可以获得丰富的诊断信息。针对兰州西固热电厂５号汽轮机组高压缸大修后的振动现象,描述了汽轮机蒸汽激励故障征兆及其产生原因,指出了减振措施及故障的排除方法。     

钻机井架有限元模态分析

应用有限元分析软件ANSYS对ZJ30/1700CZ型钻机井架分别在自然状态下和有钩载状态下进行模态分析,计算得出了井架的前9阶模态频率及相对应的主振型.通过对井架的固有频率与钻机的设计工作转速的比较,并对各阶模态主振型的分析,得出该钻机井架结构设计合理的结论.     

谱相关技术及其在潜艇结构振动信号传递特性分析中的应用

由于潜艇结构的复杂性,有限元方法和时域相关方法在分析结构振动信号传递特性时精度欠佳。针对上述问题,提出了定量分析结构振动信号传递特性的谱相关技术,该技术通过结构两侧振动信号分析结构对振动信号组成成分的影响,避免了有限元精确建模困难与振动信号通过复杂结构时波形失真较大的难题。将该技术应用于潜艇缩比模型不同结构振动信号传递特性分析中,定量分析结果表明该技术能很好地分析不同结构的振动信号传递特性。     

基于无线局域网的仓库叉车状态可视化监测诊断系统研究

根据叉车故障类型和具有移动性的特点,构建了基于无线局域网(WLAN)IEEE 802.11b标准的叉车运行状态采集与信号无线传输系统.通过安装在各叉车上的无线发射装置,把叉车状态信息经A/D转换后,打包发送到位于仓库指挥中心的无线接收装置和现场监测工作站,形成一个可移动的叉车在线状态测试装置和一点对多点的无线网络.该无线网络通过Internet与远程诊断中心互连,实现了仓库叉车状态可视化、远程诊断和状态评估.     

基于冲击时频原子的匹配追踪信号分解及机械故障特征提取技术

介绍一种用于匹配追踪信号分解的时频原子——冲击时频原子，它既可以匹配信号中的稳态正弦成分，也可以匹配信号中冲击成分，从而准确有效地获得设备的冲击故障特征和信息，并结合遗传算法以提高计算速度及实用性。计算机仿真结果证实了该方法的准确性，最后将该方法应用于转子实验台的冲击信号特征提取中，证明了该方法的工程实用性和有效性。