摘要:基于车辆轨道耦合动力学理论,建立了地铁车辆整体道床轨道垂向耦合模型,以实际测量得到的地铁线路钢轨焊接接头不平顺作为轮轨界面不平顺激扰输入,分析了接头不平顺引起的轮轨动力响应特征,以及行车速度、不平顺波长、不平顺波深、轨下胶垫刚度以及轨道结构形式等对焊接接头不平顺激扰下轮轨动力响应的影响。分析结果表明，不平顺波长的减小以及不平顺波深的增大会恶化焊接区轮轨动力响应,轨道结构弹性的提高有助于改善车辆轨道耦合系统动力学性能。

摘要:基于结构动力学正问题Wilson-θ算法的基本理论,推导了时域逆问题动载荷识别的改进算法,给出了算法的基本步骤和递推过程,同时将动载荷识别模型引入到模态空间,利用模态叠加实现多自由度系统的动载荷识别。仿真分析表明，该方法具有较高的识别精度和一定的抗噪声干扰能力,为动载荷时域识别方法提供了一种新的思路。

摘要:为了消除旋转机械振动信号中不同类型的噪声,提出了一种基于虚拟信号(virtual signal,简称VS)的多级独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)的消噪方法。通过引入与测量噪声匹配的虚拟噪声通道,将单通道观测信号扩展为多通道观测信号,用独立分量分析方法消除与数据采集系统相关的测量噪声。将振源信号的组合(有用信号)视为一个虚拟源,对消除了测量噪声的两通道观测信号再次用独立分量分析方法实现有用信号和背景噪声的分离,从而达到消除背景噪声的目的。试验表明,该方法可以得到很好的消噪结果,有效提高信号的信噪比。

摘要:通过理论分析和试验验证了旋翼挥舞约束铰刚度对机体1Ω振动水平的影响。以某小型无人直升机跷跷板式旋翼系统为研究对象,建立旋翼轴受力分析模型,分析了挥舞约束铰刚度对机体1Ω振动水平的影响。选择3种不同硬度的橡胶作为挥舞铰约束材料,分别进行了旋翼试验台振动测试试验,通过测量旋翼试验台振动量间接判断约束铰材料对机体振动水平的影响。分析和试验结果表明,增加跷跷板式旋翼挥舞约束铰刚度有利于降低机体1Ω振动水平。

摘要:为了准确、快速检测出钢轨中的损伤及其损伤位置和程度,提出了基于应变模态变化率的钢轨损伤检测方法。以五跨钢轨为例,通过数值仿真分析和实验室足尺模型测试表明:基于频率的变化可判断钢轨发生损伤,但无法确定损伤的位置及程度;基于应变模态的变化和基于应变模态变化率的变化可判断钢轨发生损伤、确定损伤的位置和程度;损伤程度对于损伤识别的影响较大,损伤程度越大,损伤单元的应变模态变化率就越大,钢轨的前两阶应变模态变化率可以确定损伤的发生、位置及损伤程度。

摘要:对橡胶隔震结构的在线损伤识别进行了实验研究。建立橡胶隔震结构实验模型,对其进行振动台实验。采用一套刚度元件装置(SED)在线实现结构的层间刚度突变,模拟结构损伤。对结构施加不同地震波基础激励,测量结构各层的加速度响应和基础加速度信号,提出自适应序贯非线性最小二乘(adaptive sequential nonlinear least square estimation, 简称ASNLSE)方法,基于测得的加速度信号对橡胶隔震结构的参数 及其变化和隔震结构各层位移进行在线识别,判断结构损伤的位置和程度。实验结果表明，ASNLSE方法能够准确识别橡胶隔震结构的参数,并追踪结构参数的变化,且识别的位移与实测位移曲线吻合良好,验证了该方法在基础隔震结构损伤识别中的有效性和准确性,具有实际应用价值。

摘要:为解决工程结构中外激励和响应信息有限观测情况下的结构损伤诊断问题,提出依次使用扩展卡尔曼估计算法和最小二乘算法,分别识别结构参数和未知外激励,推导出相应的递推解析解。所提方法与经典卡尔曼滤波算法相比,可用于荷载未知情况。通过追踪结构内单元的刚度变化,对结构损伤进行诊断。分别通过一个小型平面桁架、一个简支梁的损伤诊断数值算例和一个8层剪切钢框架的损伤识别试验, 验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,结合基于复解析小波变换的信号分量的包络幅值提取原理,提出了一种基于峭度和平滑指数的最优小波解调技术。首先,采用连续小波变换谱的能量熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分析小波的参数优化选择中；其次,对常规小波峭度计算法进行改进,结合平滑指数对最优小波变化尺度进行迭代搜索；最后,针对解调谱线繁杂密集无法分辨的问题,采用频谱细化的方法提高了复解析小波解调谱的频谱精度。应用试验结果表明,该复解析最优小波解调方法较传统的解调方法,可以更加准确有效地提出齿轮箱复杂信号中的微弱故障特征。

摘要:在电动试验台隔振试验研究的基础上,对橡胶钢丝绳复合隔振器进行了参数识别和动态建模。通过试验测得频响曲线的Hilbert变换,检测了复合隔振器的非线性度。建立复合隔 振器的非线性动力学模型,应用分离识别法将非线性动力学方程组转化为关于未知参数的线 性方程组,应用最小二乘法对隔振器的刚度和阻尼参数进行了识别。通过数值方法和谐波平衡法分析了识别系统的动态特性,计算与试验结果有较好的一致性。

摘要:探寻一种通过对动态磨削力进行时频能量分布分析来提取磨削砂轮状态特征的方法。由磁悬浮轴承机械电气参数求得动态磨削力，通过对磨削力进行谐波小波包分解,得到无频谱混叠的磨削力的时频分布图,分析了通过时频分布图提取砂轮状态特征的可行性。通过求不同磨削状态下的时频分布矩阵的能量方差,定义了短时峰频带,求取能量最大的32个峰频带的能量组成了砂轮磨削状态的特征向量。对特征向量的离散度分析和磨削状态分类实验证明了该方法的有效性。

摘要:针对电动车车身结构振动和车内噪声的振源——永磁同步电机6i倍次(i∈N)转矩波动, 研究了一种永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法。结合分布式驱动，根据永磁同步电机磁场梯形分布的特点,对永磁磁极在均匀气隙中的径向磁密进行傅里叶展开。通过Blondel-Park变换,将abc坐标下的磁链、电压变换成dq0坐标下的磁链和电压,提出一种分布式驱动用永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法,为分布式驱动用永磁同步电机的6i倍次振动提供了理论解释。计算结果与有限元计算结果比较,转矩波形基本吻合,证明此方法是正确、可靠的。

摘要:针对邮政分拣机供包台轴承故障识别精度较低问题,展开一种基于小波包结合支持向量数据描述的振动故障辨识研究。运用小波变换对检测的振动信号进行降噪, 再利用统计分析、共振解调和小波包技术从预处理后的信号中提取故障特征频率和小波包 能量等时、频域特征作为输入向量。通过核参数优化选取和正常类样本集训练学习,建立描 述 轴承正常工作状态的最小特征超球体作为预测模型并带入轴承试验台中。试验结果表明,该方法的正确识别率可以达到98％以上。

摘要:考虑拉杆转子特殊的结构形式以及各个接触面的接触效应对转子刚度的影响,将拉杆和接触面等效为一个具有非线性刚度项的抗弯弹簧,建立了拉杆转子的运动方程。利用谐波平衡法,同时引入预测校正算法和同伦算法来求解转子的运动方程,通过算例验证了该方法的有效性。对不同结构参数影响下的双稳态振动特性进行了研究,结果表明,由于结构上的不连续,各个接触界面的接触效应给整个转子结构引入非线性因素是盘式拉杆转子“双稳态” 特征的主要原因,非线性刚度、偏心量、阻尼以及偏心矢量夹角都会影响转子的双稳 态特性,可以通过调整结构参数的大小避免“双稳态”区的出现。

摘要:针对多传感器信息在故障诊断中可能存在伪证据,造成证据间剧烈冲突使经典证据理论合成规则失效的问题,利用Dempster Shafer合成规则中一致证据的聚焦性,提出一种新的伪证据识别方法,构造出新证据取代原来的伪证据进行证据合成,削弱了伪证据的不良影响 。在构建的基于多传感器信息融合的故障诊断识别框架中,运用改进的证据合成方法对发动机的故障进行诊断,将此诊断结论与其他证据理论的诊断结论进行了比较。结果表明,该方法可有效提高机械故障诊断的准确率,验证了此方法的可靠性和优越性 。

摘要:为快速精确地计算和诊断转动部件的脱落位置和质量，提出了转动部件脱落故障的识别方法。根据运行中机组的转动部件脱落故障前后的振动监测数据,利用谐分量法以及力平移原理,基于单平面质量脱落定位分析,推导出转动部件脱落故障轴向位置和质量的计算公式,并能有效辨识靠背轮失重和移位故障。将此方法用于工程实际中,精确计算和分析出嘉兴3号机组低压转子第3级围带脱落故障，计算和诊断出宁海1号机组靠背轮失重故障。实际工程应用证明该方法对突发振动故障诊断有很好的效果。

摘要:针对桥梁结构试验模态振型的质量归一化,探讨了基于附加质量的试验模态振型质量归一化法,给出它的4种方法。以通扬运河大桥和张家港河大桥的有限元模型为对象,对4种方法计算质量归一化因子的精度,以及质量块的数量和质量、传感器数量、模态振型误差、质量块质量的误差对精度的影响进行了仿真研究。仿真结果说明了基于附加质量的试验模态振型质量归一化法的可行性和可靠性,在实际工程应用中可实现桥梁各阶试验模态振型较高精度的质量归一化。

摘要:针对热连扎生产线的大型、复杂生产装备,构建了一个基于支持向量回归的无量纲参数智能故障预测系统。通过对已有的热连轧生产线在线监测信息进行无量纲统计分析, 提出了利用支持向量回归技术对多个特征量进行并行预测,并对各类特征及其各预测步骤的剩余使用寿命预测结果进行趋势分析,通过置信区间估计确定最终预测结果,为管理者制定维修决策提供可靠依据。

摘要:为了提高微器件的设计效率,提出一种微器件的结构新型设计评价方法。首先，根据理论分析获得微机械陀螺结构设计原则,以典型两质量块微机械陀螺为研究对象,利用有限元工具与模态分析相结合,获得该系统固有频率和相应的 振型矩阵；然后，利用模态叠加法求各阶模态对于驱动振动和检测振动的贡献度,并采用能量法分析各阶模态对系统的影响；最后,针对两类音叉式微机械陀螺具体实例模型,分别获得系 统各阶模态能量在频域上的分布情况,证明所提出的微结构设计评价方法的正确性。

摘要:针对实地测试中出现的功率谱异常现象,通过逐项排查,在有限元分析的基础上，发现导致异常现象的根源在于传感器端发生了共振。在有限元数值模拟的基础上提出了一种新的设计方案,并进行了现场对比试验。试验结果表明，功率谱异常现象是结构共振所致,所提出的解决方案保障了振动信号的精密测试。

摘要:研究了脑血管力学参数的改变与血压变化之间的关系,为临床脑中风的诊断和预报提 供帮助。将心脑血管作为一个整体,分别对脑循环和体循环建立等效电路模型,并联后作为主动脉输入阻抗。利用心室最小功原理,建立了心脏与脑血管耦合的动力学模型，数值模拟 出主动脉根部的阻抗、压力波形以及流速波形,并进一步模拟了常见的心脑血管疾病。研究结果表明，心脏与脑血管之间相互影响，脑血管的阻力以及弹性等力学参数发生变化时,人体的血压也对应着变化，高血压患者是脑中风的高危人群。

摘要:基于传统有效独立法(effective independence algorithm,简称EI法),以测点的频响函数为驱动点留数加权有效独立分布向量,提出改进的有效独立法用于传感器优化布置。该方法弥补了传统有效独立法会得到振动能量较低测点的缺点,可针对位移、速度和加速度不同类型的 传 感器采用相应的频响函数分别进行优化布置。应用该方法对一座矮塔斜拉桥三向加速度传感器进行优化布置,并采用模态保证准则和抗噪声能力准则对布置方案进行评价，结果表明,改 进有效独立法能得到精确、经济的传感器布置。

摘要:为提高时间序列预测模型精度,根据各本征模态函数(intrinsic mode function,简称IMF)序 列的变化特点,针对EMD RBF神经网络隐含神经元数目及其中心数据选取问题,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EM D)的信号自适应处理能力和径向基函数(radical basis function,简称RBF)神经网络的 非线性逼近能力,提出了一种基于EMD与RBF神经网络的混合预测方法。该方法将具有类似时频特性的本征模态函数分别建立RBF神经网络预测模型,采用基于统计分析的k均值聚类方法自适应确定RBF模型参数,最后将各IMF-RBF神经网络预测结果进行重构得到最终预测结果。仿真结果表明,该方法充分考虑到各IMF本身的特性,增强了时序的可预测性,预测性能比传统反向传播(back propagation,简称BP)神经网络和小波BP神经网络更优越。将该方法应用在某装备温控系统性能监测中,其温度参数最大预测误差远小于传感器误差,说明将该方法在该装备故障预测中是可行的。

摘要:对既成管系存在的振动进行了减振研究。考虑到既成管线增加额外支撑的困难,设计了可拆分的环形调谐质量阻尼器结构, 建立管系实验装置并进行模拟计算。分析了在有、无调谐质量阻尼器时实验管系振动在时域和频域的情况,并进行了实验验证。结果表明，设计的调谐质量阻尼器可大幅减缓管系的稳态振动和快速衰减管系的瞬态振动,是一种有效、实用的管系减振手段。

摘要:为解决飞行试验管路振动测试信号无法直接进行后继处理得到管路振动的加速度、位移等振动特征参数的问题,研究了一种基于连续复数小波变换的降噪方法。该方法利用连续复数小波变化提取振动测试信号中管路共振频率范围内的时频成分,降低谐波和白噪声等主 要干扰的幅度以达到降噪效果,能更有效地获取飞行过程中管路的振动状况。首先,分析了基于连续复数小波变换的信号降噪原理;然后,通过对设计的仿真信号以及某型飞机试飞时的管路振动实测信号的降噪处理,验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:提出了一种基于经验模态分解(EMD)和局部切空间排列算法(LTSA)相结合的滚动轴承早期故障诊断方法。首先，利用经验模态分解算法分解滚动轴承不同模式下的振动信号,得到各阶本征模态分量和残余分量,提取各分量中的幅域参数和频域参数组成原始特征参数集;然后，建立基于类别可分性测度的邻域参数k选取方法,运用局部切空间排列算法实现敏感特征提取；最后，应用该方法对滚动轴承不同状态下的振动数据进行特征提取和模式识别,对比分析改进后的局部切空间排列算法与主成分分析、核主元分析以及传统局部切空间排列算法的故障模式识别能力。分析结果表明，该方法提取的滚动轴承故障特征敏感性较好,提高了故障模式识别能力,实现了滚动轴承的早期故障诊断。

摘要:针对齿轮故障信号时频分布识别问题,提出采用二维非负矩阵分解技术提取时频分布矩 阵特征参数的方法。采用S变换技术将齿轮故障信号变换至时频域,为克服传统的一维非负矩阵分解对矩阵向量化带来的维数过高和结构信息损失问题,提出采用二维非负矩阵分解技术直接对信号时频分布矩阵提取特征参数。对齿轮5种状态下信号时频分布矩阵的特征提取和分类结果表明,二维非负矩阵分解技术无论在计算效率还是分类精度上都明显优于一维非负矩阵分解技术。

摘要:基于结构加速度时间序列提出了一种新的损伤识别方法。首先,获取结构在无损伤状态下的加速度数据并进行分段,以各段数据的AR(auto regressive)模型系数向量作为结构的参考状态样本,将未知状态的加速度AR模型系数向量分别加入参考状态样本中,构成多个原始数据矩阵;其次,对多个原始数据矩阵分别进行主成分分析得到前两阶主成分,并建立相应的椭圆控制图,以前两阶主成分在控制椭圆中的分布情况来判别结构是否存在损伤;最后,以一钢框架结构试验为例识别结构的两种损伤模式。结果显示,该方法能够准确、直观地识别结构是否存在损伤,相对于马氏距离判别法具有更强的稳定性。

摘要:为了探究简支梁在均匀分布激励作用下的振动响应,采用简支梁有效导纳以及等效集中质量系统有效导纳作为评价准则。根据功率流理论,推导了在均布力和多点离散力作用下简支梁的有效导纳表达式,运用集中质量法离散简支梁为多自由度刚度质量系统,建立了多自由度集中质量系统有效导纳模型。对在均布力和离散力作用下简支梁的有效导纳以及集中质量系统的有效导纳分别进行仿真分析。计算结果对比表明:当高阶模态可以忽略时,最简单的集中质量模型即单振子模型的谐响应导纳可以用来表征简支梁在均布力作用下的有效导 纳模型。

摘要:针对某型轿车在试制阶段加速行驶通过噪声超标问题,通过对标试验方法对该轿车分析定置车外发动机噪声、排气噪声以及汽车在通过噪声测试区域发动机进、出线转速等因素,确定发动机进、出线转速偏高是影响通过噪声超标的主要原因,并提出了通过合理匹配变速箱速比的方法来降低车外加速噪声 。试验结果表明,匹配新的变速箱速比后加速行驶车外噪声值较原车降低了19dB(A),达到了国家法规要求。

摘要:对采用两级减振措施的某履带急救车进行各种路况和车速条件下的行驶振动试验,研究两级减振效率及卧姿乘员的振动舒适性。试验结果表明,该履带车辆两级减振器均起到较好的隔振效果。一级减振效率在60％到80％之间,二级减振中卧姿乘员头部的减振效率在46％到80％之间,臀部的减振效率在37％到80％之间。乘卧舒适性较好,评价等级处于“舒 适”和“基本舒适”之间。