• 2009年第29卷第3期文章目次
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    • 超声电机接触界面的两种简化有限元模型

      2009, 29(3):251-254.

      摘要 (318) HTML (0) PDF 0.00 Byte (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用ANSYS的三维点点接触单元,在刚性转子假设条件下,对旋转型行波超声电机接触 界面的三维接触状态进行有限元分析。根据行波的特点,给出了时间域、空间域两种简化有 限元模型。从有限元分析结果中得到了接触界面的动力输出特性,结果表明两种方法是一致 的。空间域模型可以将预压力作为给定条件直接施加 ,这便于分析预压力对接触界面输出性能的影响;时间域模型则可用于分析接触界面的粘滑 现象。空间域模型求解耗费的机时较少,更可以将此模型融入超声电机整机的优化设计。

    • 基于特征参数的旋转机械智能故障诊断方法

      2009, 29(3):256-255.

      摘要 (214) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对轴心轨迹进行特征提取和自动 识别,使用了分形维数中的盒维数、信息维数、关联维数3个参量来描述轴心轨迹的分形特征;还引入紧密度和丰度两个量,从几何方面对轴心轨迹进行分析;最后,采用神经网络 技术对3种状态下的轴心轨迹进行分类识别。试验结果表明,通过对轴心轨迹的分形特征和 几何特征联合对转子的运行状态进行评定,有良好的区分度。

    • 燃料电池车氢气辅助系统结构动态特性分析

      2009, 29(3):261-260.

      摘要 (242) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对燃料电池车氢辅系统独立运行工况下的声振测试及结果分析,初步确定氢泵工 作时由于氢气辅助系统箱体结构不合理而导致车内、外振动噪声较大。对箱体结构进行了试验和有限元模 态分析。结果表明,箱体存在与振源基频成倍数的模态,氢泵工作时引起板件共振。对箱体结构进行了拓扑优化,在箱体布置了加强筋,箱体的模态频率明显上升且中低频段模态明显减少,避免了氢泵工作时的共振。

    • 铁路货车侧墙制造过程建模与变形规律预测

      2009, 29(3):266-265.

      摘要 (220) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于焊接引起残余应力会导致薄板结构产生屈曲变形,采用基于固有应变的有限 元方 法,利用ANSYS软件的几何非线性分析功能,对某型号货车侧墙制造过程建模与焊接变形预测 进行研究,获得符合试验结果的仿真模型。通过正交设计的仿真试验与主效果分析方法发现 了不同设计变量与工艺参数对焊接变形的主要影响规律。其中,板厚/焊脚高对焊接变形的 影响程度最大,其次是焊接速度和电压,最后是电流参数;跨距大小与焊接变形正相关,同时 还与在整个侧墙所处的位置有关;帽型梁结构比槽型梁更具抗变形能力;侧板横拼对焊比竖拼 略有优势。上述结论为优化货车侧墙设计与焊接工艺参数、制定不同跨距、板厚侧墙平面度 误差设计规范提供了重要依据。

    • 改进支持向量机模型的旋转机械故障诊断方法

      2009, 29(3):270-269.

      摘要 (333) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对支持向量机在旋转机械的故障诊断中存在的模型超参数选择的不确定性,利用超参 数相关理论和先验知识界定模型超参数选择区间,结合全局搜索和局部搜索实现参数优化组合,运用泛化模式搜索的模型超参数选择方法,并将改进的支持向量机模型引入旋转机械的故 障诊断。结果表明,改进的模型具有较高的搜索效率和参数优化选择性能,提高了故障诊断的 精度。

    • 基于小波神经网络的木质材料缺陷模式识别

      2009, 29(3):274-273.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用小波和神经网络对木质材料中密度纤维板的不同缺陷进行智能模式识别,研究采 用Daubechies小波包对振动信号进行3层分解,计算信号在各频段所占的能量率,并以此作为 样本对拓扑结构不同的BP神经网络进行训练,然后利用训练好的网络对缺陷的种类进行分类 识别。结果表明,性质相近的两种贫胶缺陷应作为一类缺陷模式进行识别,单隐层和双隐层 的B P网络对没有缺陷、鼓泡缺陷和贫胶缺陷3种模式的识别都很理想,但双隐层BP网络的推广性 能较好,网络输出的波动性小。对中密度纤维板没有缺陷、鼓泡缺陷和贫胶缺陷智能识别的最佳网络是双层BP网络,网络第1隐层节点和第2隐层节点分别为20和6,对中密度纤维板缺陷 模式识别的准确率为90%。

    • 旋转机械故障诊断中的振动信号自适应分形压缩算法

      2009, 29(3):278-277.

      摘要 (320) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先介绍了迭代函数系统编码的理论基础;然后计算迭代函数系统编码的各个参数,依据迭代函数系统编码的理论基础和旋转机械振动信号的分形特性提出了振动信号自适应分形压缩编码及解码的算法,自适应分形 算法的特点是分段长度根据振动信号的特点由误差门限值自动确定;最后通过对实例应用的分析,计算振动信号的压缩比以及压缩重构后的信噪比和均方根误差,表明该算法是可行的。

    • 距离函数分类法在制粉系统故障诊断中的应用

      2009, 29(3):282-281.

      摘要 (318) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用距离函数分类法分析了制粉系统的常见故障,给出了制粉系统故障的特征向量和标准向量,并提出了对制粉系统故障诊断有改进作用的加权矩阵。实例应用的结果表明,距离函数分类法是制粉系统故障诊断的一种简单而有效的方法。

    • 基于模态综合技术的结构有限元模型修正

      2009, 29(3):287-286.

      摘要 (239) HTML (0) PDF 0.00 Byte (9) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于结构的动力分析需要大量的计算 时间和占用大量的计算机内存,常规的数值迭代计算方法难以实现,提出了基于模态综合技术的模型修正方法。该方法首先得到缩减后结构模型的频率与振型,并将该振型转换为缩减前模型物理坐标下的振型。然后,用缩减后模型的频率和转换后的振型,共同构成模型修正的优化目标函数,进而通过优化 求解实现结构的模型修正。该方法既保证了计算精度又提高了模型修正的计算效率,使大型复杂结构的模型修正成为可能。最后,对某吊杆拱桥模型进行了动态测试和模型修正, 验证了该算法的有效性。

    • 循环平稳度在发电机组故障趋势分析中的应用

      2009, 29(3):292-291.

      摘要 (319) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于发电机组各部件的运动存在明显的周期性,当发电机组发生故 障时,机组振动信号具有循环平稳特性,这种非平稳性随故障的变化而变化。因此,提出利用循环平稳度监测分析发电机组的故障趋势。循环平稳度是利用三阶循环累积量构造并利用二元决策方法估计三阶循环矩。它能抑制噪声与工况干扰,反映机组的故障状态。实例分析表明,将其作为发电机组故障特征量,提取故障的发展趋势,效果好于传统的通频值和烈度值趋势分析。

    • 900t级架桥机多软件协同仿真平台试验研究

      2009, 29(3):295-294.

      摘要 (240) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高速铁路JL900 t级架桥机 设计制造中,为了降低设计试验成本,加快设计进度,采用了多软件协同虚拟试验方法。提出了智能关联主模型框架,研究了基于多软件协同仿真的虚拟试验和优化设计方法。通过分析 数据在系统中的传递关系与接口交换模式,实现了多领域软件数据流的无缝链接,建立了多领 域软件协同仿真试验平台,完成了900 t级架桥机的6类典型工况模拟。该900 t架桥机制造完成后,已经在哈大线高速铁路建设中投入使用。实物样机现场测试数据与数字样机预测结果 基本吻合,证明该方法实用可靠。

    • 岸桥前大梁铰支座支承对其横向振动的影响

      2009, 29(3):299-298.

      摘要 (270) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于神经网络随机模拟技术,对脉动风荷载作用下岸桥前大梁有限元模型动力学时域 分析表明,前大梁根部和销轴支座之间的间隙会增强前大梁的横向振动,并验证了脉动风荷载 是引起横向振动的主要原因。提出了在前大梁铰支座处使用橡胶弹簧的弹性支承,以减小前 大梁的横向振动。对比前大梁在无间隙、有间隙和橡胶弹簧支承下的动力学分析结果,当弹 簧高度为20~30 mm、硬度为40~60时,对减小前大梁振动的效果为佳,因大梁前端位移峰值 较有间隙支承时下降了约10%,第3阶固有频率提高了17%左右。说明将前大梁铰支座支承改 为弹性支承,对减小岸桥前大梁横向振动的效果十分明显。

    • 车辆发动机悬置处的动态刚度仿真研究

      2009, 29(3):303-302.

      摘要 (254) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于有限元分析方法,采用无质量和阻尼的单自由度振动系统的加速度导纳作为评价 准则,提出了一种用加速度导纳频率响应函数来对发动机悬置在车身上安装点的动态刚度 进行评价的方法。通过建立某轿车的车身和发动机悬置支架的有限元模型及其与车身室内声 腔的声固耦合模型,对该安装点的静态刚度和动态刚度进行了对比分析,并计算出该安装点在 单位简谐载荷作用下的驾驶员耳旁声压响应,以便研究动态刚度对车身振动和噪声的影响。研究结果表明,动态刚度分析与静态刚度以及声学响应分析结果基本一致,因而采用加速度导 纳进行动态刚度评价能够全面地反映车身的噪声、振动与舒适性能。

    • 拉索平面内自由振动影响因素分析

      2009, 29(3):308-307.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑抗弯刚度、垂度和几何非线性的影响,建立了拉索非线性自由振动方程,针对考虑与否垂度和几何非线性,分别建立了线性无垂度和有垂度理论、非线性无垂度和有垂度理论,用谐波平衡法求得 拉索振动固有频率的近似解析解。其结果与龙格库塔积分法得到的结果较为一致。 此外,还给出了抗弯刚度、垂度和几何非线性对拉索振动固有频率影响的定量判定。

    • 基于小波和自组织网络的电缆故障识别

      2009, 29(3):313-312.

      摘要 (281) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现电力电缆早期故障在线识别的目的,提出了一种基于小波能量函数和自组织网络的识别方法。首先,提取在线电缆早期故障状态与正常状态的零序电流差的小波能量函数作为输入特征,用自组织神经网络实现故障识别。用欧式距离比较了自组织特征映射神经网络与反向传播(Back Propagation, 简称BP)神经 网络对电缆故障识别的稳定性。仿真试验 结果表明,该识别方法对在线电缆早期故障类型的识别正确可靠,系统具有较好的稳定性。 这为电力电缆早期故障的在线诊断提供了理论支持。

    • 非库仑摩擦转子试验台碰摩分叉行为

      2009, 29(3):317-316.

      摘要 (282) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用库仑摩擦力和非库仑摩擦力模型,建立悬臂双盘碰摩转子系统的运动微分方程。利用数值仿真方法,以转速为分叉参数分析了系统运动状态。分析结果表明,采用两种摩擦力模型时,系统产生分叉转速范围和转速带宽均有明显不同,系统通向混沌的道路主要是阵发性分叉和周期分叉。数值仿真结果与碰摩试 验结果一致,且在相对速度影响系数B1=0.3和B2=0.06或B1=0.15和B2=0.06的情况下,宜采用非库仑摩擦力模型。

    • 小波包与改进BP神经网络相结合的齿轮箱故障识别

      2009, 29(3):321-320.

      摘要 (353) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用小波包分解技术提取齿轮箱振动信号中的故障特征向量,并以此作为改进BP神经网络的输入,对神经网络进行训练,建立了齿轮箱运行状态分类器,用以识别齿轮箱的运行状态。试验结果表明,小波包分解与神经网络相结合的齿轮箱齿轮故障识别方法是可靠的,可以准确识别齿轮箱的故障。

    • 基于奇异值分解的频响函数降噪方法

      2009, 29(3):325-324.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高外场测试中频响函数 的信噪比,提出了一种基于奇异值分解的频响函数降噪方法。该方法首先对脉冲响应函数在相空间内进行重构;然后对重构轨道矩阵进行奇异值分解达到降噪的目的。其中,降噪阶次 通过奇异熵增量进行确定。采用GARTEUR飞机模型建立具有密集模态的仿真算例进行验证。结果表明,在噪声干扰较大时,该降噪方法能够显著改善模态参数的识别精度,尤其是阻尼的识别精度。

    • 球磨机料位电声检测系统的研制

      2009, 29(3):329-328.

      摘要 (212) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于噪声功率谱特征分析的方法对球磨机噪声进行处理,利用球磨机噪声的中高频段 功率谱随料位变化的特征,反映球磨机内部的料位变化。构建了以“电耳”为传感器、声卡为采集装置和LabVIEW80的低成本实时状态监控系统。应用表明,该系统运行可靠,操作简 便,有效地提高了球磨机的工作效率,降低了能耗。

    • 上卧式闸门水弹性振动试验研究

      2009, 29(3):333-322.

      摘要 (307) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究新型上卧式工作闸门水弹性振动问题,考查水闸在引(排)水不同运行工况下 作用于闸门结构的水动力荷载,取得了脉动压力量级及谱特征,并获得了该类闸门的最大脉动压力系数,为同类闸门动荷载设计取值提供了参考依据。此外,分析了闸门结构的静动力特 性, 论证了闸门启闭杆的动力稳定性。通过水弹性振动模型取得闸门流激振动响应特征,揭示了闸门振动的性质、量级及其危害,提出了控制闸门振动、确保闸门安全运行的措施和方法。

    • 抖晃初相在振动频响估计误差中的作用

      2009, 29(3):340-339.

      摘要 (203) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论抖晃初相在振动脉冲频响估计误差中的作用。在傅里叶分析的基础上,给出含抖晃初相的振动幅频、相频估计误差的数学表达,用仿真手段直观地展示二维和三维频响估计误差分布。由分析和仿真结果表明,抖晃初相对振动频响估计误差作用非常严重,除了周期特性以外,误差局部呈现极值、分布不对称 以及误差整体有趋势项,这些特性使估计误差分布变得复杂化,造成后续的振动信号处理如模态参数识别丧失精度。因此,该问题的研究对信号处理有一定的理论和实际应用价值。

    • 大型铝电解槽针振信号深层特征提取方法研究

      2009, 29(3):345-344.

      摘要 (226) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提取大型铝电解槽针振信号的深层特征以便精确识别槽况,收集了典型的针振信号,利用小波除噪技术进行预处理,分别用现代谱估计算法对信号功率谱进行估计和小波包算法提取信号能量特征向量。对两种算法进行比较的结果表明,现代谱估计算法简单,物理意义明确,能很好地提取平稳性好的针振信号的深层特征,而小波包分解算法则能很好地提取平稳性差、突变信息多的针振信号的深层特征。

    • 非稳态信号计算阶次分析中的重采样率研究

      2009, 29(3):349-348.

      摘要 (255) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于转频不断变化的旋转机械振动信号,运用阶次跟踪分析方法能够避免常规快速傅里叶分析中出现的“频率模糊”现象。在试验设计阶段,时域采样率凭经验设定,角域重采样信号 存在阶次混迭现象。分析了角域重采样和时域采样的关系,得出在实际操作中由所需角域分析带宽和预期转速确定时域采样率,再由采样率和实际转速确定实际角域重采样阶次和分析 带宽,推导出了时域采样频率和采样阶次必须满足的条件,进行了仿真算例分析。最后,以 某型航空发动机起动时的振动信号为例,进行状态检测分析,验证了该方法的正确性和有效 性。

    • 基于无传感器检测方法的机械系统扭振试验研究

      2009, 29(3):352-351.

      摘要 (288) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究无传感器检测方法用于机械系统扭转振动检测的机理及效果,建立了一个由感应电动机驱动,以直流发电机为负载的轴系扭振模拟试验台。通过控制发电机负载回路的快速通断产生轴系扭转振动, 利用Hilber t变换包络谱提取电流信号中的故障信息,并与电涡流位移传感器拾取的横向振动信号进行了比较。试验和分析结果表明,电机驱动设备的机械故障信息主要以扭转振动方式耦合到定子 电流中,相对于横向振动检测,无传感器检测方法更适合机械系统的扭转振动故障检测与诊断 。

    • 运用小波变换检测汽车后桥总成故障

      2009, 29(3):356-355.

      摘要 (259) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:用傅里叶变换和小波变换寻找并分解出最能反映汽车后桥故障的频率段,再从该频率段的重建信号中提取最能反映故障的特征(包括信号的方差和峰态).为了寻找最优判断故障的指标,从现场采集的后桥总成振动信号数据库中抽取一定样本的正常件和故障件, 并提取每个工件信号的特征数据,用支持向量机神经网络可得到最优的分类指标。

    • 基于AR模型和神经网络的柴油机故障诊断

      2009, 29(3):362-361.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 0.00 Byte (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了一种基于AR与RBF神经 网络结合的诊断模型,模拟柴油机气阀漏气、气门间隙异常等故障,采用NI公司PCI4472采 集卡在LabVIEW71平台上开发了柴油机缸盖振动信号采集分析与诊断系统。首先,对利用该 系统采集的缸盖振动信号样本建立AR模型并进行AR谱估计,从中提取5个特征参数,然后利用RBF神经网络进行故障模式识别。结果表明,该诊断方法具有较高的精度,便于故障在线监测 与诊断系统的开发。

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