摘要:以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统膨胀机子系统为研究对象,建立了斜齿轮啮合副动力学模型和转子系统有限元模型,考虑了齿轮啮合刚度、方位角、啮合角、螺旋角以及主 动轴转动方向的影响,推导出齿轮啮合刚度矩阵。基于模态叠加法,对弯扭耦合转子系统膨胀机子系统进行了固有特性分析和瞬态方式的不平衡响应分析,得到齿轮啮合前、后系统加载处的不平衡响应变化曲线。研究表明,齿轮间的耦合使系统之间的振动强烈,系统可能会在某个 非固有频率处不平衡响应进行积累叠加,出现最大振动的现象,同时识别出共振峰的产生机理 。齿轮耦合对转子系统动力学特性产生了很大的影响,使系统振型表现为耦合振型,必须以耦合的方式分析系统的振动特性,为防止系统发生大的振动提供依据,对齿轮系统的设计和故障 分析具有指导意义。

摘要:针对大型制造装备故障诊断中存在的高冲突证据问题,提出了一种改进的信息融合故障诊断方法。该算法通过各条证据可信度获得平均信任度,利用各证据的相对距离构造一个反映冲突强度的动态权重参数。为了使各条证据更能客观地反映装备的故障特性,利用模式之间的相似度获取证据的mass函数。仿真实验结果表明,该算法可以有效减少证据间 的冲突,对大型制造设备故障诊断较高的识别率显示了该方法较好的实用价值。

摘要:提出基于自回归(Autoregressive，简称AR)预测滤波的谱峭度分析方法,将其应用于滚动轴承的早期故障诊断。通过结合AR预测滤波器提取轴承故障信号共振衰减成分的特性,利用谱峭度方法对AR预测滤波器滤波后的信号进行处理,实现了滚动轴承早期微弱故障的识别。通过滚动轴承的疲劳全寿命加速实验获取滚动轴承的自然故障信号,克服了传统轴承故障诊断人工加工故障的不足。通过试验数据的分析表明,基于AR预测滤波的谱峭度方法不仅能够消除干扰成分提取故障特征,还能增加谱峭度方法的稳定性。

摘要:针对转子振动信号周期性强的特点,应用集合经验模式分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)对转子振动信号降噪过程中固有模式函数(intrinsic mode functions,简称IMF)分量的选取问题,提出了基于相关系数的EEMD降噪方法。首先,对原始信号进行EEMD分解得到IMF分量,并计算各IMF分量自相关函数与原信号自相关函数的相关系数；然后,根据 相关系数选择相应的IMF分量重构信号最终达到对原信号降噪的目的；最后,对比了EEMD过程中不同加噪次数对降噪效率和效果的影响,给出了加噪次数的设置方法。仿真信号和转 子振动信号的降噪结果表明了该降噪方法的可行性和有效性。

摘要:为了分析某型运输机机身尾段增稳结构根部频繁出现裂纹的原因,基于有限元模态分析 理论的随机振动响应计算方法,通过逆向工程提出了利用飞行实测振动谱对增稳结 构进行虚拟激励,得到结构理论计算的随机振动响应值。根据实测振动数据计算结果与理论分析,发现该型飞机增稳结构根部裂纹形成的原因为飞行中部分时段增稳结构已经出现 共振或接近共振状态,在共振放大作用下增稳结构根部生成危害飞机飞行安全的裂纹。该分析结果为运输机类飞机增稳结构后续改进和优化设计提供理论参考和数据支持。

摘要:以目前跨度最大的双层公路斜拉桥—上海闵浦大桥为例,研究行波效应对大跨双层斜拉桥地震响应的影响。建立考虑双层桥面间不同腹杆的梁壳空间有限元模型,通过静力几何非线性分析获取全桥的初始平衡态,在此基础上进行特征值分析与几何非线性动力分析，分别获取全桥的动力特性与地震响应。分析了3组不同地震波在不同视波速下的大跨双层斜拉桥的地震响应，给出了视波速对主塔、辅助墩地震响应以及塔梁、墩梁纵桥向相对位移的影响规律。研究表明,行波效应对大跨双层斜拉桥地震响应的影响对地震波特性以及视波速具有一定的依赖性,因此选定合适的地震波与确定合理的视波速范围尤为重要。

摘要:建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,讨论集总参数模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法。利用集总参数模型计算分析曲轴系统的固有频率和在气缸压力的作用下曲轴前端的扭振。实验测试了一发动机曲轴系统的扭振,并与计算结果进行了对比分析。结果表明,曲轴系统的固有频率和曲轴前端扭振的计算结果与实测结 果较为一致,证明了建立的模型和模型参数确定方法的正确性。曲轴扭振的建模方法和模型参数的确定方法可用于曲轴前端扭转减振器的设计。

摘要:由于混沌振子从混沌状态转变到大尺度周期状态时其相图的对称性将发生较大变化，提出应用Hu氏不变矩对混沌振子相图的状态进行描述,通过不变矩策动力关系曲线确 定混沌振子相图处于大尺度周期状态的左临界阈值,根据混沌振子混沌状态和大尺度周期状态下不变矩的差异实现混沌振子相图的自动识别。对仿真和工程实测信号进行了分析，结果表明,不变矩值能够准确识别混沌振子相图的状态,并具有良好的抗噪能力。

摘要:为快速、准确地估算出核电站一回路松脱零部件的碰撞位置,提出了一种基于二维寻优的松动件定位方法。根据各个传感器与松动件碰撞位置关系,建立松动件定位分析模型,将 松动件定位问题转化为一个二维寻优问题;采用遗传算法进行寻优,实现松动件的位置估计。该方法避免了波速测量误差对定位精度的影响,提高了估算精度。分别用提出 方法与三角形定位法和扫描定位法处理松动件碰撞模拟实验数据,对比分析定位误差和 计算耗时表明，所提出的方法具有更高的定位精度和计算效率。

摘要:提出将模态频率和有效模态质量构造的残差作为遗传算法的目标函数进行结构动力学有限元模型修正的方法。有效模态质量不但可以为结构动力学响应分析提供一种判断模态贡献程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了有效模态质量的概 念和基于遗传算法的结构动力学模型修正理论,在此基础上采用仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。仿真结果显示，模型修正后参数最大误差为-0.062％,不管是在修正频段内还是修正频段外,频率和有效模态质量的均方误差都小于0.025％。研究表明,使用有效模 态质量和遗传算法的结构动力学有限元模型修正是有效可行的。 

摘要:基于传统的分布动载荷时域识别理论,提出了一种基于固有振型的复杂结构分布动载荷时域识别技术。传统的分布动载荷识别是基于正交多项式理论,在对非正规结构件应用时, 需要进行模型坐标映射。基于固有振型的复杂结构分布动载荷识别可以避开模型坐标映射。最后经过有限元仿真实验,验证了此方法的正确性。

摘要:针对放顶煤中煤岩界面难以识别的问题,采用检测液压支架尾梁振动信号的方式进行了研究,提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)和神经网络的识别方法。首先,对振动信号进行经验模态分解,得到多个固有模态分量(intrinsic mode f unctions,简称IMF);然后,对各IMF进一步分析以提取特征参数;最后,选择若干个包含主要信息的参数组成特征向量作为神经网络的输入来识别落煤和落岩两种情况,实现煤岩界面的自动识别。实验结果表明,分别以各IMF的能量、峭度和波峰因子组成的特征向量均可用于识别煤岩界面,且当以能量组成特征向量时比其他两种方式具有更高的识别率。

摘要:为应用声发射技术对结构的损伤状态进行监测与识别,基于小波包分析提出了一种在线损伤监测方法。采用D-S证据理论对声发射信号的小波包能量谱进行多源信息融合得到改进的小波包能量谱,计算Mahalanobis 距离构建结构损伤状态判别指标,采用t检验的概率方法考察不同损伤状态下判别指标的变化情况。旋转轴承结构的声发射信号分析结果表明,D-S证据理论能够对声发射信号的小波包能量谱识别样本抽取有效信息，结构损伤状态判别指标具有良好的结构损伤识别能力,能够准确地实现对结构不同损伤状态的识别。

摘要:提出弱非平稳转速下转子动平衡方法,通过对动不平衡振动信号的时间频率联合分析处理获取各次动平衡试验振动信号的转速无关化幅值、相位和振幅转速无关化信号初相点等 转速无关化振动信息。根据转速无关化振动信息给出了分别采用影响系数法、振型平衡法和全息谱平衡法计算不平衡量重径积和相位的方法。弱非平稳转速下转子动平衡方法免去了现有动平衡方法理论上对平衡转速必须处于恒定转速的严格要求,允许动平衡试验中平衡转速可以有一定的波动范围,消除现有动平衡方法中转速波动对动平衡精度的影响,实现超精密转子动平衡技术。

摘要:为避免磨削加工中出现颤振,提出一种基于经验模式分解(empiracal mode decomposition，简称EMD)复杂度与鉴别信息的颤振预测方法。采用经验模式分解对磨削加工中滤波后的振动信号进行分解,获得振动信号的本征特征函数；采用L-Z复杂度指标对本征特征函数进行复杂度分析,获 得磨削颤振特征值；采用鉴别信息对复杂度变化进行量化,通过鉴别信息对磨削加工颤振进行预测。在外圆磨床实验平台对该方法的有效性进行了验证,分别采用变工件转速、变砂轮转速和变磨削厚度３种加工方式逼近颤振状态。分析结果表明，当磨削加工趋于颤振时对应的鉴别信息值增大。实验结果通过鉴别信息的大小可以对磨削加工中的颤振进行预测。

摘要:对某轻型客车后驱动桥进行传动系台架试验并分析其振动噪声异常的原因,通过逆向工程方法建立后桥的三维数字化模型和有限元模型并做有限元模态分析,通过模态试验对有限元模型进行了验证。针对双曲面齿轮对冲击过大、桥壳整体弯曲共振和桥壳后盖局部共振等问题提出改进措施并通过台架试验加以验证。试验结果表明,振动噪声降低明显,改进措施切实有效。

摘要:在循环平稳理论的基础上讨论了柴油机振源循环平稳特性的分析方法，分析了柴油机激励源信号具有循环平稳特性的原因并用仿真信号进行了验证。从柴油机的特性出发设计测量气阀 撞击激励源和活塞缸套撞击激励源的实验,通过实测得到气阀应变和活塞应变，结合理论分析与实验结果计算得到激励源的循环平稳特性。结果表明,柴油机激励源信号的循环频率 为转频的半倍频。

摘要:针对机房设备混合信号难以提取有用信息，提出了多参数的振声诊断方法。应用最小互信息梯度下降的盲分离算法,通过展开边缘熵和修正四阶累积量估计值的方法改善算法性能,在故障源数量未知且可能大于传感器数量的情况下,根据信息源之间的独立性测度关系依次提取最显著的特征值。仿真结果证明，改进算法估计误差减小且算法可靠。在诊断实例中,首先，分离机房内的混合噪声信号以确定主要故障来源；然后,采集故障源的振 动信号进行非线性盲分离,提取热泵机组压缩机不对中、齿轮啮合不良和碰磨的故障特征；最后，根据分离的振源信号特征识别故障类型,建立基于盲源分离算法的大空间设备群的振 声诊断方法。

摘要:由于在工程现场采集到的振动信号一般为多个激励源所引起的振动响应的叠加,有效源信号往往被淹没在其他信号的干扰之中。对信号相似性评价标准进行研究,在此基础上提出局域波时频相干算法,将其应用于往复式压缩机缸体的故障诊断中。首先,双通道同步采集往复式压缩机气阀及缸体信号;其次,应用循环互相关方法消除气阀信号与缸体信号中气阀成分之间的时延;最后,应用局域波时频相干方法去除缸体信号中的气阀干扰成分。工程应用表明，该方法可以将气阀干扰信号从复合信号中剔除,实现往复式压缩机缸体及其内部 部件的准确监测与诊断。

摘要:基于模糊理论提出了考虑测量数据不确定性的结构物理参数识别方法。首先,对不确定性参数的有限个离散测量数据进行初步筛选,利用数据拟合方法建立隶属度函数;其次, 通过截集法对不确定性参数进行区间分析,得到不确定性参数的区间估计;最后，利用矩阵特征值反问题方法识别结构的刚度矩阵。算例分析表明,该方法在考虑测试数据不确定 性的基础上能较好地识别结构刚度,并给出结构刚度区间,使得分析结果更符合实际工程情况。

摘要:振动法测量拉索张力需要准确描述索力与自振频率的关系，为反映超长斜拉索的真实构形及垂度效应,满足超大跨斜拉桥对测试精度的要求,考虑超长斜拉索垂度、倾角、自重及切向张力沿拉索变化的影响,在静力分析推导出斜拉索静态构形的悬链线方程基础上建立超长斜拉索振动的离散模型,应用多体系统传递矩阵法计算拉索固有频率,通过求解特征方程建立索力与振动频率的关系,提高了超长斜拉索张力的振动测量精度,完善了索力振动测量方法。通过对实际工程的测试结果分析表明,该方法具有准确、实用和易编程的特点,完全能满足工程应用要求。

摘要:针对滚动轴承振动信号的不规则性和复杂性可以反映轴承故障的发生和发展,提出一种基于小波包变换与样本熵的轴承故障诊断方法。样本熵可以较少地依赖时间序列的长度，将轴承振动信号进行3层小波包分解,利用分解得到的各个频带的样本熵值作为特征向量,利用支持向量机对轴承故障进行分类。对轴承内圈故障、滚动体故障和外圈故障3种故障及不同损伤程度的实测数据进行实验,结果表明该方法取得较高的识别率,具有一定的工程应用价值。

摘要:为消除声测管弯斜对桩基检测结果准确性的影响,根据一维小波分析原理,在深入分析声波透射法测管弯斜时检测信号特点的基础上,运用一维小波分析原理通过计算机模拟得到了弯斜识别效果最优的小波函数。建立了声测管弯斜修正模型,利用修正模型对实际工程中某桥梁桩基声测管发生弯斜的检测数据予以修正,修正后的数据不仅能够消除声测管弯斜对检测数据的影响,且保留了检测信号中有用的高频信息,取得了较好的修正效果 。

摘要:提出了一种解决经验模式分解 法(empirical mode decompositino, 简称EMD)端点效应的方法——端点筛选法。端点筛选法把以往一次性延拓或预测得到极值点、拟合包络线的过程替换为选点、拟合包络线、判别端点效应、再选点、再判断等多次循环筛选过程 ，并在此基础上提出了基于改进经验模式分解 的损伤特征量提取方法。将基于改进EMD的损伤特征量提取方法应用于机翼盒段模型,提出了能反映复合材料机翼盒段损伤状况的损伤特征量——瞬时频率的相对变化量。随着损伤程度的逐渐增加,瞬时频率的相对变化量标准差越来越大。

摘要:提出了一种基于分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,简称FRFT)的单分量阶比双谱分析方法,消除阶比双谱分析多分量信号时产生的交叉项,提取变速器齿轮微弱故障特征。根据变速器输入轴转速信号及传动比确定FRFT最佳阶次,对变速器升速过程振动信号进行最佳阶次FRFT,在该分数阶域 分离目标阶比分量,对分离出的单分量信号分别进行阶比双谱分析,并累加各分量阶比双谱结果得到基于FRFT的单分量阶比双谱。试验结果表明,变速器变速过程振动信号为多阶比分量信号,直接对其进行阶比双谱分析会产生明显的交叉项,使阶比双谱阶次和幅值失真。基于FRFT的单分量阶比双谱方法能有效屏蔽其他分量和噪声干扰、消除交叉项,真实、准确反映被分析信号的阶比双谱,有效提取变速器齿轮微弱故障特征。

摘要:提出了一种基于振动可视化技术的机械系统故障诊断方法。通过振动可视化技术补充和完善常规监测手段所得到的振动信息,同步反映设备关键测点在时间和频率上的变化, 以此作为系统故障诊断的依据。首先，以功能简单的运动部件为对象研究可视化技术应用的可行性;其次，以多通道振动信号分析结果作为输入量,将其应用于机械系统故障诊断。应用结 果表明 ,基于振动可视化技术的机械系统级故障诊断方法能够有效地简化复杂机械系统故障源的确 定过程,同时完成故障模式的准确匹配。

摘要:为了减少阻尼材料动态参数测量中试件的个数,降低测试中人力、物力的消耗,提出了一种测量阻尼材料宽频带动态性能参数的波数方法。该测量方法主要基于McDaniel方法,先获得自由阻尼结构的复波数,再通过复刚度公式反推阻尼层材料的弹性模 量及损耗因子。测量结果与共振梁法测量值进行对比,验证了波数方法的正确性,表明该方法可用于阻尼材料动态性能参数的测试,进而达到用少量试件测量阻尼材料宽频带动态性能参数的目的。同时开展了测量结果的误差分析,仿真结果表明，波数方法对弹性模量较大的阻尼材料测试效果精度较高,试件阻尼层与基底层厚度比取5以上时可获得理想的测量结果。

摘要:以“5.12”汶川地震震中某地下厂房上部结构为研究对象,进行基于环境激励的厂房结构损伤诊断与安全评价研究。根据现场实测的结构动位移时程,分别用随机子空间方法和系统特征实现方法对厂房结构的模特参数进行时域辨识,依据结构特定部位损伤会引起结构模态参数变化的原则,提出运用距离的概念对结构所属的健康状况进行量化评价的方法。研究结果表明,厂房上部结构基本完整, 与现场取芯结果一致。研究成果对于类似大型水工结构的安全检测与评价具有一定的参考价 值。

摘要:为了减小斜拉索的振动,延长其使用寿命,提出一种新的斜拉索套管外形。 首先，采用空气动力学方法初步设计了一种斜拉索套管外形——仿水滴形；然后，通过对该外形与仿鱼雷外形的计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)模拟仿真结果 进行分析比较可知,新外形能减小拉索尾部形成漩涡生成的概率,降低斜拉索产生的大幅振动,有效提高斜拉索的稳定性；最后，运用Matlab遗传算法对初始的仿水滴气动外形进行进一步的参数优化,得到优化后的仿水滴外形。优化结果表明，优化后新外形的临界最大压力值、速度值和阻力系数都有一定的减小，可以较好地降低斜拉索的振动。

摘要:为避免轧机运行中出现不稳定振动,提出轧机故障诊断与设计缺陷分析的综合方法。首先,在现场运行状态下采集控制系统参数与轧机结构振动等数据；然后，采用支持向量回归技术进行控制系统辨识,根据得到的辨识模型诊断控制系统的稳定性,提出了环节动力学分析的概念与方法,建立控制系统与机械结构的混合数学模型,实现不同损伤状态下的仿真与运行稳定性预测；最后,通过结构动力学修改或再设计,消除由于结构损伤或设计不当导致的轧机自激振动。