变周期信号的时域同步平均新算法

齿轮箱的转速受载荷和电压等的影响将会出现波动.无外时标采样时,用时域同步平均的传统算法处理转速波动的齿轮箱振动信号的降噪问题非常困难,提出变周期信号的时域同步平均新算法来解决这个问题.即利用转速波动的频域估计法确定同步平均的信号周期,再利用谱分析法计算数据长度,将变周期信号转换成周期信号进行时域同步平均.变周期信号时域同步平均新算法,不仅可省略外时标触发装置,而且可以改善由于转速波动引起的相位累积误差效应.模拟仿真和齿轮箱实验结果表明,该方法提高了信噪比,改善了相位累积误差.     

垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟

针对城市生活垃圾焚烧发电的排放问题,以重庆市某垃圾焚烧炉为原始模型,采用计算流体动力学(CFD)方法对炉膛内气体的二次燃烧过程进行了数值模拟.利用标准k-ε湍流模型对气相湍流运输进行了模拟,并利用Monte-Carlo 热辐射模型计算了辐射传热特性,获得了当施加不同边界条件时炉膛内气体的温度场、浓度场以及气体在炉膛内的停留时间分布等,并对其抑制二噁英产生的效果进行了评价.结果表明:进口边界混合气体中CO的含量和气体速度对燃烧效果有重要影响.当CO含量为5%、气体速度为1.58m/s时,燃烧效果较好,并能有效抑制二噁英类剧毒物质的产生.通过对垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟与仿真,可获得和预测炉膛内气体燃烧的状况,并为焚烧炉的设计和改进提供一定的参考.     

齿轮剥落故障特征识别方法研究

齿轮在啮合过程中,轮齿表面不可避免地会出现点蚀、剥落等故障,严重影响齿轮传动的稳定性和可靠性。基于齿轮时变啮合刚度模型和6自由度剥落故障齿轮动力学模型,研究了利用Matlab小波工具箱构造与信号对应的自适应小波的方法,阐明了振动信号的时频特征变化规律,并通过试验验证了构建自适应小波方法的正确性和对齿轮表面剥落缺陷识别的有效性,为在黑箱状态下有效识别齿轮缺陷以及分析缺陷尺寸提供了必要的理论基础和实践支撑。     

基于AS-SOAI算法的内燃机间歇故障诊断方法(英文)

曲柄连杆机构是内燃机的关键部件,它将往复运动转换成旋转运动。由于内燃机经常运行在变工况环境,存在复杂的非线性激励因素,所以识别连杆轴承和曲轴轴颈间隙异常故障是一个具有挑战性的难题。为了解决这一难题,提出了基于角域信号预处理的角域信号二阶累计值(AS-SOAI)算法,即:利用角域采样消除内燃机信号的非平稳性,再运用离散小波降噪消除原始信号中的噪声成分,通过新提出的参数指标(RMSSOC:二阶累积均方根,KSOC:二阶累积峭度)可识别内燃机的运行状态。不同异常间隙程度和偏差情况的试验和分析结果表明,角域信号-二阶累计值(AS-SOAI)算法,可应用于内燃机不同状态下的间隙异常故障识别,且可靠性和准确性高。     

轴承实测波纹度的动力学建模与振动特性分析方法

针对基于实测波纹度来预测轴承振动特性的研究方法较少的问题,提出了一种基于插值重采样的轴承实测波纹度动力学建模方法。以NU307E型圆柱滚子轴承为例,建立轴承波纹度的动力学模型,通过对轴承外圈、内圈和滚子的实测波纹度数据进行插值重采样,获得波纹度离散序列,并将其耦合到振动模型,建立轴承实测波纹度动力学模型进行仿真分析。最后进行了试验,验证了建模方法的正确性。     

一种新的修形策略的动态分析

线外啮合,特别是齿顶尖角接触,会引起齿轮的啮合冲击。因此,先前的研究常采用齿廓修形来避免齿顶尖角接触,但是线外啮合可能依然存在。为了进一步减小线外啮合带来的啮合冲击,提出了一种新的修形策略:首先,在理论啮入点或者理论啮出点,沿配对齿的齿廓切线方向去除另外一个轮齿的齿顶部分;然后用一段角域中的正弦曲线将被切形成的直线与原齿廓曲线光滑连接起来。并用6自由度的直齿轮动力学模型仿真计算了修形前后的动态啮合力,仿真结果显示:由线外啮合造成的啮合冲击较线性修形进一步减小了。因此,为了进一步减小啮合冲击,提出了一种计算修形量和构造修形曲线的行之有效的方法。     

基于局部模态特征结构修正的变速箱振动控制

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.     

嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法

针对智能轴承结构和感知单元集成中信息感知测点综合最优选取困难的问题,提出了嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法。以角接触球轴承为嵌入式智能轴承的轴承本体结构,结合有限元分析研究了考虑3种载荷下轴承外圈开槽前后不同测点的应力和变形信息响应分布及影响,并基于轴承温度建模理论计算了轴承不同感知测点的温度分布。考虑开槽对轴承变形的影响,提出了一种基于主成分分析的嵌入式智能轴承感知测点最优选择方法。研究结果表明,通过应力、变形和温度信息的评估分析,可实现嵌入式轴承集成感知的最优嵌入测点选择。     

ARMA预测算法在汽车驱动桥齿轮故障诊断上的应用

基于齿轮啮合理论和试验数据,提出了汽车驱动桥早期故障诊断的分析方法。采用ARMA模型对齿轮振动及故障趋势进行了预测分析,设计了基于ARMA预测算法的汽车动力传动系统监测软件,并进行了试验验证。试验和分析结果表明,ARMA模型预测算法对于汽车驱动桥台架试验的早期失效诊断切实可行且应用效果良好。     

基于边缘接触时变刚度的轮齿表面剥落动力学模型与响应特征

轮齿表面剥落的动态响应特征是诊断齿轮早期故障的重要信息。但是,由于轮齿表面剥落部位啮合变形的复杂性和响应信号强耦合,导致诊断齿轮早期故障困难。为了解明轮齿表面剥落部位啮合引起的响应特征机理,建立了基于边缘接触时变刚度的轮齿表面剥落动力学模型,提出了轮齿表面剥落缺陷的时变刚度算法,分析了边缘接触对时变刚度激励及齿轮系统动态响应,研究了齿面剥落齿在啮出剥落边界时的边缘接触力突变及齿轮系统动态响应特性,获得了齿面剥落的时域和频域响应信号。同时,开展了齿面剥落缺陷动态响应特征的实验研究,验证了提出的理论模型的正确性。仿真与台架实验结果表明,新的模型能够准确计算齿面剥落对啮合刚度、动态响应特性的影响,可为齿轮系统状态检测提供重要参考价值。