摘要:通过对隧道环境内可利用能源进行测试研究,设计了一种适用于隧道环境的压电悬臂梁 发电装置。针对地下隧道环境的振动频谱特征,选择高性价比的压电材料,通过有限元方 法进行仿真研究,设计合适尺寸与材料的压电悬臂梁。设计采集系统外围电路 ,实现低能耗收集利用压电装置转化得到的振动能量。

摘要:为了解决机械设备复合故障难以正确识别的问题,提出一种基于多小波包和邻域粗糙 集的机械故障诊断模型。首先,采用多小波包对原始振动信号进行分解,分别提取原始信号和 各分解频带信号的时域特征组成原始特征;然后,采用邻域粗糙集方法筛选出敏感特征作为多 分类支持向量机的输入,实现机械设备不同状态的自动识别。模型应用结果表明相比于传统 小波包,多小波包分解够提取到更丰富的故障信息和获得较高的识别精度;邻域粗糙集能够从 大量的原始特征中选择出敏感特征,减小分类算法的复杂性,进一步提高分类准确率。该模型 在复合故障的诊断方面具有显著优势。

摘要:针对轧机自激振动信号的特点,首先,综合运用时域、频域以及时频域的信号处理技术从不同角度分析轧机振动信号的特征,通过提取多个特征指标以保证反应轧机自激振动状态的完备性和有效性;其次,运用基于最大相关、最小冗余的无监督特征选择的策略,删除不相 关的特征和冗余的特征,实现特征指标集的优化;最后,使用基于自组织神经网络(self orga nizing map,简称SOM)的多特征融合方法,构建出准确反应轧机自激振动趋势的特征指标,提 出6σ准则与实际工况要求 相结合的报警门限设定方法。通过对轧机自激振动的工程实际数据的验证表明,所构造的特征指标能提前发现轧机自激振动趋势并报警,使操作人员能够提前采取降速措施避免振动 发生,可有效降低轧制薄板的废品率,减少了企业的经济损失。

摘要:由于在超声换能器的结构设计中,前、后盖板长度的取值直接关系到换能器的性能,而对前盖板长度求解得到一个复杂的隐函数,一般对此函数的求解采用图解法,求解精度相对较低。应用牛顿迭代法对前盖板的隐函数进行求解,相比图解法得到了较精确的前盖板长度,从而计算出振速比取最大值时的延展系数。运用Matlab软件编程,计算得到最佳结果,设计出换能器的具体尺寸。

摘要:通过叶片模态实验获得叶片失谐参数建立了动力学模型。在标准粒子群算法中引入遗传算法的交叉算子和变异算子以及遗传选择,保留了粒子群算法收敛较快的特性,增加种群的多样性,改善了粒子群的全局寻优能力,并得到比其他优化算法精度更高的排序结果。研究表明,选择适当的叶片排布顺序可以有效降低叶盘系统受迫振动幅值、减轻系统振动局部化程度,采用提出的离散粒子群算法(discrete particle swarm optimization,简称DPSO)进行叶片排布可以使叶盘系统振动幅度较小或者在可接受范围内。

摘要:提出了一种基于时、频域信号的多重分形故障诊断方法,给出了时、频域多重分形的具 体方法以及其数值算法。根据多重分形的定义及分形几何学相关原理,通过数学方法及信号 处理的相关理论,对该算法中网格划分种数J以及参数q的选取对计算结果的影响进行了研 究,并以此优化了J的取值范围和q的截止条件。通过LabVIEW仿真实验,对时、频域多重分 形方法 进行验证。发现该方法可以对不同信号进行有效识别,且与信号的能量大小及分布等因素相 关。依据此规律,进一步进行轴承故障诊断实验。实验表明,时、频域多重分形方法不但可以 准确完成故障有无的判断及故障类型的诊断,且在故障发生的早期就能够有效诊断出来,是一 种切实可行的方法。

摘要:针对智能高速机床对高频响、微振动检测的需要,提出并研制了一种基于双桥梁结构的高频 响微加速度传感器。利用Ansys静态与模态仿真,分析了双桥梁结构的应力状态和固有频率, 一阶固有频率为118 kHz,达到了预定的设计要求。结合MEMS湿法刻蚀工艺与硅玻璃键和 技术得到传感器样品。静态实验结果表明,双桥梁结构加速度传感器在3V的稳压电源下主轴 灵敏度达到了0264 mV／g,非线性度为067％,迟滞为269％。 动态标定系统测试表明, 传感器动态响应频率达到1246 kHz,满足智能机床主轴在转速达到60 kr／min时的高频响 测量要求。

摘要:通过获取结构表面的正交曲率信息实现板状结构的拟合重构,将板状结构表面分解为曲 面片阵列,基于二次方程建立曲面片模型。分析曲面片的边界条件,建立曲面片的非线性方程 组。通过逆Broyden秩1法求解非线性方程组,获得曲面片的参数及曲面片方程。通过递推的 方法将曲面片进行拼接,实现空间曲面的重构。基于二次方程构建样板曲面,采用数值方法获 取非线性方程组的解，并进行仿真实验。仿真实验和数据分析表明,利用已知的正交曲率信 息 ,基于曲面片拼接的曲面重构算法可以有效实现板状结构形变的重构,是一种可行的空间曲面 拟合算法。

摘要:以矩形简支薄板为研究对象,设计了一种基于神经网络的结构振动主动控制系统,通过 对薄板表面施加激振力,来控制其振动噪声的辐射特性,采用有辨识器和无辨识器两种反馈控 制算法实施频域控制。控制系统中的控制器和辨识器的拓扑结构均采用神经网络,分别称为 神经网络控制器(neural network nontroller, 简称NNC)和神经网络辨识器(neural networ k identifier, 简称NNI)。仿真结果表明,两种控制策略均可实现多频点控制,前者精度高 ,后者易实现。构建了简支薄板振动主动控制实验系统,针对易实现的无辨识器控制算法进行 实验验证。实验控制效果良好,验证了该算法的正确性和可行性。

摘要:研究了金属热防护系统(metallic thermal protection system,简称MTPS)在典型RLV再入热载荷作用下的动力学特性。首先,针对MTPS在热载荷作用下的动态响应问题,结合数 值算例验证了有限元分析方法的可行性和正确性;其次,基于MTPS的有限元传热分析模型,计 算了热环境下结构的瞬态温度响应;最后,使用有限元的分析方法对笔者建立的MTPS简化模型 在热应力场和结构场耦合下的结构动力学特性进行了研究分析,给出了典型再入热环境下结 构的固有振动频率随加热时间的变化曲线。计算结果发现,材料弹性模量等参数的变化比热 应力场对MTPS结构固有频率的影响更大,热应力场对结构固有频率的影响最高达到10.3 ％的比例。

摘要:通过对滚动轴承振动的分析,阐述了在径向定载条件下圆柱滚子轴承接触振动与径向刚 度变化之间的本质相关性,指出轴承的径向刚度随滚子的位置变化而发生改变。以圆柱滚子 轴承NU306ECP为例,运用ANSYS软件建立单个滚子接触模型,并加载求解其在接触许用应力范 围内随载荷增大时的径向形变量。运用Matlab软件编程进行多项式拟合,获得载荷与形变量 之间的函数关系,将此函数关系用于分析轴承在径向载荷条件下滚子处于奇压和偶压状态下 的径向位移。结果表明,随着径向载荷的增大,轴承径向位移变动量发生波动。

摘要:针对滚筒洗衣机脱水阶段发生的机身移位问题,以某型滚筒洗衣机为对象,建立了洗衣 机的多体动力学模型。按样机测试标准,对滚筒悬挂系统进行脱水工况下的频域分析和时域 分析。根据分析的结果,建立了考虑底脚地板接触的整机模型,从摩擦运动和底脚跳动两方面 研究了机身移位问题。针对底脚的作用特点,设计弹性底脚改善接触情况,通过仿真确定了较 优的设计方案,有效解决了机身移位的问题。

摘要:针对铁路机车所使用的滚动轴承的典型故障,基于HHT方法及LabVIEW软件,开发了一套 机车滚动轴承故障诊断平台,采用NI的多通道数据采集设备PXIe完成了对机车滚动轴承振动 信息的采集、故障特征信息的提取和分析,有效地识别出机车滚动轴承的工作状态和故障类 型。由实验结果可知,经HHT分析外圈故障数据得到的故障频率与理论计算值相符,是一种滚 动轴承故障诊断的有效方法。

摘要:针对民机起落架三维收放机构,通过建立机构运动的解析几何模型,依靠第2类Lagrange方程和Matlab语言,对收放效率进行了较为精细的计算,并对影响效率的因素进行分析。分析结果表明,起落架收放效率对于与收放作动筒直接相关的几何参数敏感,对其他参数不敏感,分析结果有助于起落架优化参数的选取。

摘要:将SOLIDWRKS三维建模软件和ADAMS动力学仿真软件相结合, 利用SOLIDWORDS建立精确 的渐开线齿形,构造“狂呼”游艺机的特殊齿轮驱动结构三维模型。使用多体动力学的接触 碰撞算法,利用ADAMS软件实现齿轮啮合的动力学仿真。通过该种建模设计和动力学仿真方法 , 研究“狂呼”游艺机齿轮传动系统振动的原因。

摘要:建立了基于多学科仿真软件平台AMESim的电动伺服系统仿真模型,分析了利用该 模型进 行电动伺服系统刚度测试仿真的可能性以及实现途径,在此基础上进行了仿真,并得出负载扰 动力矩幅值、频率与系统刚度的定性关系。

摘要:基于板壳理论、压电理论和粘弹性理论,对由基板层、粘弹阻尼层和压电约束层组成的 3层复合主动约束层阻尼板结构的动力学建模进行了研究。在对主动约束层阻尼(active con strained layer damping, 简称ACLD)板结构进行有限元划分的基础上,建立7自由度平面矩 形ACLD板单元,利用拉格朗日方法建立结构动力学方程。建模过程中利用GHM方法描述粘弹性 材料(viscoelastic material,简称VEM)的本构关系,与有限元法结合并极大简化粘弹结构的 力学建模问题。对经典算例的计算与仿真表明,提出的建模方法是准确的,ACLD结构能够有效 增加粘弹阻尼层的剪切变形,增大振动能量耗散,控制结构振动。

摘要:云智慧测试技术是将虚拟仪器技术和嵌入式及云计算技术相结合的新一代测试技术,主 要由3个部分组成,包括位于测试现场的前端智慧采集硬件,位于云中心的后端云计算测试服 务软件,以及位于操作人员手中的移动上网终端设备。这3个部分可以分布在全球可连入互 联网的任何地点,因此成为完全的基于互联网的测量方式。前端采集硬件使用的嵌入式技术 ，后端云计算测试服务软件使用的云计算技术，以上是实现虚拟仪器技术向云智慧测试技术 发展的重要手段。

摘要:针对典 型的发动机附件机匣振动超限情况,分析PULSE振动分析仪采集的振动信号,确定了固有 频率共振是引起发动机附件机匣振动超限的主要原因。应用锤击法进行的试验证明,固有频 率共振是由振动传感器、振动支架安装到发动机附件机匣上以后产生的,4轴对应的齿轮啮合 频率振动激发了系统固有频率共振,使其振动超限。工程上采取两种方法降低附件机匣振动, 一是在振动支架上安装辅助重物改变系统固有频率,避免产生固有频率共振;二是调整发动机 附件机匣安装状态，降低基础振动水平。

摘要:对具有一定程度损伤的管道,常规的结构有限元分析或实验模态分析得到的位移模态和固有频率难以有效反映管道的损伤状况。为了提高诊断的有效性及可靠性,采用结构损伤前、后的单元应变模态差作为管道损伤定位的识别指标。利用有限元分析软件Ansys对同一单元不同程度损伤、同程度多损伤的管道进行数值模拟分析,提取不同状况下的应变模态分别与正常状况下的应变模态进行差值分析。结果表明,应变模态差的方法能够较好地对管道的单损伤和多损伤位置进行识别。