带缺陷的微型机械结构动力学特性分析

在微机械设备中,由于制造方面的原因,存在诸如结构断裂、结构固定等缺陷,这些缺陷严重影响微机械设备的性能。通过建立微梁单元的三维动力学模型,应用节点分析方法,分别对带有微梁断裂、结构固定的微机械结构进行了动力学特性分析。计算结果表明微梁断裂使微机械结构的刚度降低,从而导致其固有频率变低,而结构固定则相反。     

行星齿轮箱故障诊断的扭转振动信号分析方法

行星轮的通过效应或行星架和太阳轮的旋转对啮合振动产生额外的调幅作用,导致横向振动信号的频谱结构非常复杂。扭转振动信号不受这些额外调幅效应的影响,它们的频谱结构更加简单。因此,扭转振动信号分析为行星齿轮箱故障诊断提供了一种有效方法。建立了行星齿轮箱扭转振动信号模型,推导了Fourier频谱、幅值解调谱和频率解调谱的解析表达式,总结了上述频谱的结构特点。应用故障实验数据验证了上述理论分析结果。     

风切变和塔影效应对风力机输出功率的影响

以NREL 5 MW风机为例,基于叶素动量理论(Blade Element Momentum,BEM)研究风切变和塔影效应对风力机输出功率的影响。用三阶Taylor展开描述指数型风切变模型;针对现代大型风力机的锥状塔架结构,对塔影效应模型进行适当修正。计算不同来流风速下的输出功率,并从功率波动和周期内平均输出功率两方面研究风切变和塔影效应的影响。结果显示,风切变和塔应效应都是周期性功率波动和周期内平均功率下降(功率损失)的来源。其中塔影效应是功率波动的主要原因,而风切变是功率损失的主要原因。功率损失由风场损失和风轮损失构成,其中风场损失是一个与风轮结构参数及风速轮廓系数相关的常数,而风轮损失与风力机控制策略密切相关,在变桨距控制阶段,风轮损失随风速的增加而增加。     

基于Teager能量算子的滚动轴承故障诊断研究

周期性冲击是判断滚动轴承局部损伤故障的关键特征,如何提取周期性冲击及其重复频率是轴承故障诊断中的关键问题。Teager能量算子能够估计产生信号所需的总机械能,对信号的瞬态变化具有良好的时间分辨率和自适应能力,在检测信号冲击特征方面具有独特优势。为了提取滚动轴承故障的特征频率,针对滚动轴承故障振动信号中的瞬态冲击特点,提出了基于Teager能量算子的频谱分析方法,利用Teager能量算子提取轴承故障引起的周期性冲击,通过瞬时Teager能量的Fourier频谱识别轴承的故障特征频率。分析了滚动轴承故障仿真信号和实验测试信号,并和包络谱方法进行了对比分析,准确诊断了滚动轴承元件故障,验证了该方法的有效性     

磁流变阻尼器实验建模及模糊半主动振动控制

利用磁流变阻尼器特性试验数据,通过曲线拟合等手段建立了双sigmoid力学模型。该模型的参数是控制电流和振动频率、振幅的函数,能准确描述不同激励条件下阻尼力-速度滞回特性。建立了双层隔振系统模型,分析了阻尼比对传递函数的影响。提出了一种模糊半主动振动控制算法。仿真结果表明,该控制算法在宽频范围上能取得很好的隔振效果。     

汽轮机振动故障诊断知识信息服务系统

汽轮机组故障诊断推理过程大多在信息不完备的情况下进行,需要解决规则不确定性、推理不确定性及规则参数获取等问题。针对上述问题,依据故障诊断规则的充分性、必要性属性提出了基于双参数的加权推理方法。汽轮机组故障诊断的专家经验知识是故障诊断工作的重要保障,知识信息服务系统的研究是开发故障诊断专家系统的基础。文中设计并实现了结合数据库技术、网络技术的知识信息服务系统,实际工程应用表明,该系统具有广阔的应用前景。     

基于相关函数的多振动信号数据融合方法

为提高振动数据测量的精度,提出了一种根据相关函数确定权值进行数据融合的方法.该方法在不知道传感器测量数据任何先验知识的情况下,可依据各传感器所测数据相关程度的变化,及时调整参与融合的各传感器权值.该方法简单易行,动态适应性好,抗干扰能力强.通过仿真试验表明,该方法的融合结果在精度、容错性方面均优于传统的平均值加权法,最后在旋转机械故障诊断中进行了实际应用,验证了该方法的可行性.     

转子轴向碰摩非线性流固耦合动力学特性全自由度分析

基于Jeffcott转子模型,用六自由度方法研究了考虑涡轮非线性流固耦合力的转子轴向碰摩动力学特性。通过响应分叉图、波形图、频谱图、轴心轨迹和Poincare图分析了在涡轮非线性流固耦合力作用下转子轴向碰摩的动力学表现。分析表明,非线性涡轮叶尖间隙流体激励力对转子轴向碰摩的非线性特性影响不很明显,只是在低转速时轴向振动碰摩响应中会出现更高阶的偶数倍频的超谐波成分。在高转速情况下,碰摩响应的波形和频谱不能明显反映具有弱非线性的涡轮叶尖间隙流体激励力对轴向碰摩非线性动力学特性的影响,而轴心轨迹和Poincare图则能反映这种影响,反映出碰摩响应中出现的轻微混沌。     

振动圆盘类转子构件在流体中受到的作用力

依据流体力学的粘性阻力理论,以运动的转子构件为主体,利用矢量分析方法,导出了薄圆盘单独在流体中分别作平移和转角振动时受到的流体阻力解析表达式,并得到几点结论.这些公式可用于转子系统的流固耦合动力学有限元建模,同时对流体机械及潜液机械构件的动力学设计具有一定指导意义.     

液压冲击机构工作参数调节机理与控制策略S

针对目前国内外液压冲击机械工作参数调节方法的局限性，提出了行程无级调节原理，设计了一种新型的行程无级调节装置，并对该装置进行了数字仿真研究；在此基础上设计了一种基于微机控制的无级调节工作参数的液压冲击机构，论述了其设计原理、结构特点、技术性能和控制策略。