摘要:为满足现代小型驱动器的微型化、智能化、多功能及高集成度等要求,利用一种智能材料即 离子聚合物金属复合物(ionic polymermetal composite，简称IPMC)研制了一款三指微型 柔性手爪。运用ANSYS有限元分析软件,通过等效压电双晶片的机电耦合模型对IPMC驱动元件 进行有限元位移仿真,得到其在3V电压下最大变形及相应的位移分布图。根据仿真结果,设计 IPMC手爪的夹持机构,制备了体积不大于135 cm3 的IPMC微型手爪。试验测试结果表明 ，在3 V直流电驱动下,IPMC驱动薄膜(总长度为19 mm,自由端长度为14 mm)的末端最大变形 为22 mm(负向位移与正向位移的总和),其最大变形速度约为444 mm／s，总重量为1 033g 的手爪可以抓取1973g的物体,其手爪的推重比约为2,而材料(IPMC的总重量为0177g)的 推重比甚至大于115。此IPMC柔性手爪的性能满足低耗能的设计要求,具有结构简单、柔 顺、安静、体积小和推重比大等特点,在微小型驱动领域具有较好的应用前景。

摘要:将常规的双谱分析与倒谱技术相结合,提出了基于倒双谱的齿轮箱故障诊断方法.首先对齿轮箱振动信号进行双谱分析,以消除噪声的影响,再计算双谱的倒谱,对信号进行倒双谱 分析,可有效提高信噪比,提取轴承的故障特征。齿轮箱轴承内外圈故障振动试验信号的研究 结果表明,倒双谱分析能有效地诊断轴承的故障。

摘要:为了将无线传感器网络应用于机械振动监测中,提出了一种面向机械振动监测的多数据汇集点的无线网络拓扑结构,以降低数据汇集点的传输负载,增加网络的数据传输速率,平衡 网内能量耗散。利用通用无线传感器网络硬件平台,设计实现了网络传输协议和相关辅助机制,构建了无线振动监测试验平台,通过实测试验评估了多数据汇集点网络结构的传输性能。结果表明，利用多数据汇集点的无线传感器网络拓扑结构可以满足1 kHz采样得到的振动数 据连续传输要求。

摘要:为了提取多分量调制信号的调制信息,研究了一种信号分析方法——局部均值分解(loc al mean decomposition,简称LMD)方法。LMD方法首先将一个多分量的调制信号自适应地分 解成若干个具有一定物理意义的PF(product function)分量,其中每个PF分量为一个包络信 号和一个纯调频信号的乘积,然后求出每个PF分量的瞬时幅值与瞬时频率,从而获得原信号完 整的调制信息。本文用LMD方法对仿真信号以及齿轮故障振动信号进行了分析,结果表明该方 法能有效地提取出信号的调制信息。

摘要:为了研究Jeffcott转子滚动轴承系统的非线性动力特性,建立了其非线性动力学 方程,并用自适应RungeKuttaFelhberg算法对其求解。利用分岔图、Poincaré映射图和 频谱图,分析了参数、强迫联合激励的Jeffcott转子滚动轴承系统的响应、分岔和混 沌等 非线性动力特性。结果表明,Jeffcott转子滚动轴承系统有多种周期和混沌响应形式 ,其振动频率不仅有参数振动频率成分和强迫振动频率成分,而且有二者的倍频成分和组合频 率成分;Jeffcott转子滚动轴承系统的非线性特性随着径向游隙的增大而加剧。

摘要:由于采用气压法对大功率液压冲击器进行冲击性能测试时,测压管中气压传递发生的畸变会导致较大测量误差。通过构建气压管道传感系统无损模型,获得了气压测试系统的 传递函数，在此基础上对管道结构尺寸进行了研究,从理论上分析了管道谐振频率以及管道瞬态压力往复反射状态变化对测量误差的影响规律。对大功率液压碎石器TB725X的冲 击性能参数采用两种不同结构参数的测压系统进行对比，试验结果表明，理论分析和试验数 据基本吻合，为正确设计冲击器性能参数气压测量系统提供了有效的方法。

摘要:为了测试随机海浪引起的振动对舰载设备性能和可靠性的影响,提出利用六自由度舰船运动模拟器复现随机海浪谱,对舰载设备进行环境模拟试验。针对六自由度舰船运动模拟器 的实际情况,提出双闭环控制方法,利用实时正解代替输出传感器。研究了基于谱均衡和时域 随机化的随机海浪谱驱动信号生成技术,并在六自由度舰船运动模拟器上进行试验。试验结 果表明,该方法能在六自由度舰船运动模拟器上模拟随机海浪谱,频域复现精度达到±1 dB。

摘要:为了解决行星轮系的损伤检测问题,提出了基于动力学仿真的损伤检测方法。针对2KH行星轮系,首先建立了健康与损伤状态的动力学模型,在分析模型仿真信号的基础上,提取了基于残差信号频谱边带的特征,然后采用仿真信号和试验数据对该特征进行了验证。验证结果表明,对于太阳轮缺齿损伤,该特征不仅具有理想的检测效果,而且具有较强的抗干扰能力。

摘要:针对往复压缩机气阀早期故障的检测数据分布复杂,常规方法难以有效检测的问题,提出一种双演化遗传聚类检测算法。该算法引入测地线距离作为数据间关系测度,并将个体编码为代表各类别的典型样本序号的排列。基于生物进化系统的中自组织、自学习及自适应等 复杂性,设计了相应的幂律选择算子、双演化交叉算子和种群的自适应更新策略来完成故障 数据的聚类检测。将该算法用于两级往复压缩机气阀早期故障检测，试验结果表明，双演化 遗传聚类算法。在对气阀早期故障的识别率上明显优于常用的K均值算法和遗传聚类算法,可 应用到具有复杂数据分布的机电系统故障检测。

摘要:为了分析任意位置含附加结构的圆形和环形板结构的振动特性,运用特殊函数论、傅里叶级数和积分方程理论,采用由第1类和第2类贝塞尔函数组成的平方可积空间上的完备正交函数系构造圆形和环形板结构的静力学格林函数,将任意位置带有附加结构的圆 形和环形板结构的自由振动问题转化为积分方程特征值问题,进而将积分方程特征值问题转化为无穷阶矩阵的标准特征值问题,给出分析这类结构振动特性的积分方程方法。典型算例计算结果表明,该方法不仅算法简捷、收敛速度快,而且能从整体上对带有附加结构的圆形和环形板的非轴对称振动进行研究,为这类结构的优化设计和安全性评估提供了有效的途径 。

摘要:推导了时间序列模型的自回归参数对结构单元刚度损伤系数的灵敏度方程,并对该 〖ＪＰ１〗方程的正确性进行了验证。分析了自回归参数的灵敏度特性,在此基础上采用控 制图进行结构损伤识别。该方法首先以结构在随机作用下的时域响应进行主成分分析；然后 以第一主元建立 适用阶的时序模型;最后以自回归参数建立休哈特控制图,通过自回归参数的统计性变化判断 结构是否发生损伤。针对一梁结构,试验验证了控制图用于损伤识别的有效性和可行性。

摘要:针对智能杆系统中压电扭转致动器的优化配置问题,提出了一种由柔性薄壁杆、压电扭转致动器和电阻应变片传感器组成 的 智能杆系统,对智能杆的扭转振动进行了理论与试验研究。采用拉格朗日方程和假设模态法推导了智能杆系统的动力学方程,建立了系统的状态空间表达式。选取控制器的最小输入能量作为致动器位置配置的优化准则,运用遗传算法获得了压电扭转致动器的最佳配置位置，并构建了试验系统。试验结果表明，获得的最优位置是合理的,将致动器配置在最优位置并实施相应的应变反馈控制,控制器的输入能量最小,智能杆的扭转振动能得到有效抑制。

摘要:为建立合理反映损伤的混凝土结构振动控制方程,考虑损伤结构引起的拍振现象,引入弹簧线圈和阻尼线圈,分别串联组成复刚度弹簧和复阻尼器,建立一种新的非线性振动物理模 型,通过构建等效刚度和等效阻尼,给出一般化振动方程的数学模型和关键参数的物理意义解释。最后通过对单自由度自由振动的能量分析,建立结构损伤与控制方程关键参数的单调变化关系,为寻找反映结构非线性损伤变化的识别指标提供了另一种思路。

摘要:针对已有航天器姿控推力器故障诊断系统功能有限且尚未涉及低泄漏故障诊断的问题, 基于非线性姿态动力学和改进的Maksimov非线性系统输入估计算法,提出了航天器姿控推力 器在线故障诊断方案。它基于Maksimov输入估计,计算了推力有效性因子,实现了推力损失检测,并基于绝对式光电编码器,提出了飞轮反作用力矩估计方法,实现了推进剂泄漏特别是低 泄漏故障检测。仿真推力损失和推进剂泄漏故障并应用所提方案进行了故障诊断,表明了 该方案的有效性和实用性。

摘要:在分析经验模态分解端点效应出现原因的基础上,采用镜像延拓法和径向基函数神经网络预测法对端点效应进行了研究,并对一组数值仿真信号和12层钢筋混凝土框架模型振动台试验实测得到的加速度信号进行了边界处理和经验模态分解。算例结果表明,这两种方法基于边界两端预测数据,都可以有效抑制端点效应对分析信号的影响 ，提高经验模态分解的效果。另外,对于复杂信号仅采用径向 基函数神经网络延拓原始信号，对抑制端点效应的效果不很明显,而对复杂信号经滤波后先利用径向基函数神经网络预测、再利用镜像延拓进行处理,则可以明显抑制端点效应的影响。

摘要:为研究感应电机转子故障特征在交直交变频器中的传播规律,在感应电机由交直交变频 器驱动的系统中,利用逆变器和整流器的开关函数,对感应电机发生转子断条故障时的逆变器 直流侧电流和整流器交流侧电流进行了解析分析,发现了对应的故障特征频率分量。分别在 感应电机转子一根断条和转子两根断条的情况进行试验，试验结果也证明了理论分析的正确性，这为从变频器的整流器交流侧诊断感应电机转子故障提供了理论依据。

摘要:通过对冷板带轧机振动过程的分析,结合轧机系统结构模型,考虑工作辊和轧件的弹性 变形,推导轧机垂直系统振动过程中带钢厚度、张力、辊缝接触弧长及辊缝摩擦状态变化与 轧机扭转振动系统中工作辊速度、摩擦系数变化对轧制力的影响公式,建立振动状态下的轧 制力模型,运用稳定性判据对含轧制力影响因素的轧机系统运动耦合模型进行分析,最后对此模型进行仿真对比验证,讨论不同工况下和垂扭耦合对轧机垂直系统稳定性的影响。结果表 明,该模型符合实际情况。

摘要:由于正交多项式算法在频响函 数模态参数拟合时，模态数目和多项式分子阶次较难确定,无法对拟合过程进行干涉。在原有算法的基础上,通过结合稳定图和模态指示函数,确定了频响函数的模态数目和极点(阻尼 及固有频率);在已知极点的基础上,由线性最小二乘方法对留数进行估计。此外,该方法被扩 展到频响函数的整体拟合。通过将该方法应用于模态耦合严重的频响函数模态参数估计,并与原有正交多项式算法及商业化软件ME’scopeVES进行对比,〖JP2〗表明该算法在避免虚假 模态或发生模态遗漏现象的同时，拟合结果准确、稳定，抗干扰能力强。

摘要:为了克服经验模态分解中出现的模态混叠现象,提出了一种基于改进的掩膜信号法的经验模态分解方法。该方法通过设置掩膜信号,并依据能量法优化掩膜信号的选择,结合经验 模态分解达到了消除模态混叠现象的目的，并利用仿真信号以及齿轮箱振动信号进行了验证 。试验结果表明，该方法可有效分离混叠模态,提取有用信号。

摘要:由于模态局部化和模态跃迁使结构损伤前后的振型产生较大差别,二者间的相关性发生较大程度的弱化,基于这一事实,利用结构的振型相关系数,构造出一种对网壳结构局 部损伤具有高敏感性的损伤特征向量。该向量构造简单,仅使用少数振型和少量的测试自由度。通过一个网壳结构的算例分析,对所提出的损伤特征向量的性质进行了检验。结果表明,该向量不仅具有较好的空间可分辨性、损伤敏感性和噪声鲁棒性,并且对结构 有限元模型误差具有一定的适应性。

摘要:基于特征值反问题的思想，研究了杆和梁模型结构探伤的方法，包括确定损伤的位置和损伤 程度。基于几何参数，建立了有限元或有限差分离散模型,可以由系统的一个特征对重构，这种重构可以推导出振动系统结构探伤的一类特征值反问题方法，并提出了由一个特征对进 行结构探伤的方法。给出了固定固定杆、固定自由杆和悬臂梁系统的由一个特征对进行结构探伤的方法，并给出了数值算法和算例，证明了该方法的有效性

摘要:为了解决IEC6140011标准中基于窄带谱和心理学噪声的风力发电机组噪声音调判定方 法在实际应用中出现的频率模糊现象,提出了一种基于阶比分析的改进音调判定方法,将非平稳信号的分析方法,特别是旋转机械振动特征分析方法引入噪声音调的判定过程当中。通过对现场实测信号的对比分析,发现改进的音调判定方法有效地解决了原方法中出现的频率模糊现象,具有一定的工程应用价值。

摘要:由于汽车悬架振动试验台垂向主 振动的有效性决定了试验台的激振效果,为此通过试验分析了垂向主振动的有效性。在试验台的垂向、横向和纵向3个方向布置振动加速度传感器,检测得到在匀速激振时的平台振动信号 ,并对测 得的振动信号进行功率谱密度分析。结果表明，平台垂向振动具有良好的单频性,平台前、后梁的垂向振动具有良好的一致性,平台垂向振动较之横向振动和纵向振动具有主导性。

摘要:依据齿轮的磨损与振动均消耗系统能量的特征,提出了采用能量损耗来建立齿轮副磨损 与振动的相关性模型和计算方法。齿轮副的磨损耗能采用光谱分析法元素的质量分数去表征 ,振动耗能采用时域信号振动速度的均方根值表示。通过对这两个不同量纲机械测量参数 的对数化处理,并结合试验数据分析表明,齿轮的磨损与振动高度相关,该研究为齿轮箱故 障诊断技术采用能量损耗变化去判别故障模式提供了另一途径。

摘要:针对柴油机缸盖振动信号的非平稳性以及多种气门故障的线性不可分问题,提出了一种组合核主元分析和支持向量机的多 层核学习机方法。该方法使用核主元分析技术从原始特征中提取非线性主元,将其输入到由 “一对多”算法构建的支持向量机多分类器中,实现了多种气门故障的定量诊断。试验结果 表明,在小样本条件下,该方法能准确识别气门机构的6种状态,且识别精度及测试速度均优于单独使用多类支持向量机方法。

摘要:提出了一种基于希尔伯特黄变换(HilbertHuang transformation，简称HHT)边际谱的柴 油机故障诊断方法。在3110柴油机上进行了气门间隙变化和 断油等故障的模拟试验,测取了柴油机在断油工况和气门间隙异常工况下的气缸盖 振动信号,并采用抽区间采样分析法对缸盖振动信号进行了时域特性分析。通过对故障敏感 段信号的HHT边际谱分析,得出了在各工况下信号 随时间和频率变化的精确表达,并以边际谱的最大峰值作为特征向量,采用马氏距离(Mahala no bis距离)进行分类,判断柴油机的工作状态和故障类型。试验分析表明,该方法即使在小样本 的情况下也能有效地识别柴油机气门间隙变化和断油故障。