针对缸体表面特征以沟槽为主、方向性显著的特点,提出了使用高阶高斯回归滤波预处理与Radon变换相结合对表面的沟槽特征进行提取的方法。高阶高斯回归滤波抑制了边界效应,使得表面数据能被全部用于分析,提高了数据的使用率,同时减轻了异常值对滤波结果的影响,防止了沟槽形状带来的极值对滤波中线提取的干扰。在Radon变换过程中,为了防止沟槽密集处由于特征方向性减弱造成的特征提取困难,将沟槽特征整体的提取简化为对沟槽中心线的提取。考虑到沟槽底部极小值点分布与中心线之间的强相关性,使用深沟槽底部极小值点拟合确定中心线的位置。浅沟槽与轻微划痕也会留下极小值点,对深沟槽极小值点的提取造成干扰,因此引入深度阈值将两者区分。对样本分析后,得到沟槽的主要角度为19.5°、91.1°、165.6°。表面沟槽整体缺陷率为35.95%,大于单条...

将古典赫兹理论与现代Majumdar-Bhushan模型相结合,建立了两圆柱分形接触模型。考虑结合部虚拟材料厚度,以及引入圆柱接触面积比,对两圆柱线高副矩形接触面进行了受力分析。数值仿真表明圆柱接触面积比不大于1;外接触时圆柱接触面积比小于内接触时;增加总载荷或减小结合部虚拟材料厚度都将增大圆柱接触面积比;外接触时实际接触面积小于内接触时;实际接触面积随着分形粗糙度、材料硬度或结合部虚拟材料厚度的增加而减小;随着分形粗糙度的增加,产生特定实际接触面积所需要的总载荷增加,微凸体变形量增大;对于给定总载荷,当分形维数从1.4增加到1.5时,实际接触面积相应增大,但当分形维数从1.5增加到1.9时,实际接触面积转而减小;内接触时的赫兹应力小于外接触时的赫兹应力。该研究结果可为进一步研究圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算提...

为研究表面粗糙度（Ｒ）对疲劳强度（△σ）的影响，从Ｆｒｏｓｔ规律△σｍａ＝Ｃ和稳态疲劳门坎关系△Ｋ（ｔｈ）＝２△σ（ａ）（１／２）出发，导出了临界粗糙度的凹槽深度Ｒ０＝Ｃ／△σ０ｍ和长、短裂纹交界点的深度ａ２（ｍ－２）＝（△Ｋ（ｔｈ）／２）（２ｍ）／Ｃ２，当Ｒ小于Ｒ０时，△σ稳定在一极大值△σ０。；当Ｒ在Ｒ０和ａ２之间时，△σ＝（Ｃ／Ｒ）（１／ｍ）；当Ｒ≥ａ２时，△σ＝△Ｋ（ｔｈ）／（２（Ｒ）（１／２））．利用固有裂纹长度ａ０＝（△Ｋ（ｔｈ）／２△σ０）２，可以得到定量关系：ａ０ｍ＝Ｒ０２ａ２（ｍ－２）．计算结果表明其关系与实验结果吻合很好．

为了分析单螺杆制冷压缩机单滑阀能量调节机构的工作特性,基于压缩机的工作过程确定了滑阀在不同负荷下的特征角度,得到了不同负荷下任意转角位置处的有效旁通面积和有效排气孔口面积。分析了旁通口初始位置与排气口初始位置对有效旁通面积、有效排气口面积、气量调节范围和内容积比调节的影响。结果表明旁通口初始位置越靠近排气端,滑阀在相同的轴向位移下所能调节的气量范围越大,当旁通口初始位置向排气端移动的距离从0增加到15mm时,气量调节范围增大了20%;排气孔口初始位置影响排气开始时间及内容积比,当排气口初始位置向排气侧移动的距离从0增加到15mm时,排气开始角延迟了10°,内容积比增大至2.25倍。通过对单滑阀调节机构几何特性的分析,为今后滑阀调节过程的研究以及滑阀的优化设计提供了基础。

针对潮流能直驱式反渗透海水淡化系统中,海水液压泵与水轮机转速不配比问题,提出了一种低转速、高容积效率的动外壳式多作用径向柱塞泵方案。该泵由动外壳、缸体、配流阀、柱塞组件、液体弹簧、管道轴和调压装置等组成。工作时,潮流能水轮机直接驱动外壳,多排错位轴对称的柱塞组件在液体弹簧的作用下紧贴外壳内壁,沿内壁多作用曲线相对缸体孔做往复运动,通过配流阀完成吸压海水。该泵利用单转多次作用方式,增加柱塞运动频率与速度,补偿低转速下因高压差产生的泄漏;利用动外壳式代替动缸体式或动斜盘式,将泵直接置于水轮机内,简化了系统结构;采用分组轴对称布置柱塞,消除了径向不平衡力;采用液体弹簧复位,使得复位迅速,安全可靠。仿真结果表明:该泵排量为202.9 mL/r,额定转速为50 r/min,额定压力为8 MPa;在额定工况下,当柱塞副单边间隙...

针对柱塞泵在变转速工况下运行时,存在因时变信号特征提取不易和噪声抑制困难导致的故障诊断准确度低的问题,提出一种以参数化解调为基础的柱塞泵空化故障诊断方法。首先,采用粒子群算法对泵出口时变压力信号重点分量的相位参数进行估计,再根据估计得的参数将信号解调至平稳化并滤波,接着对滤波后的信号进行反解调来获取单一信号分量;然后迭代执行参数化解调的上述步骤以提取所有重点分量并实现信号重构;最后对重构信号进行切片来构建数据集,再将数据集输入一维卷积-长短期记忆神经网络(1DCNN-LSTM)中提取局域特征并学习长期时序信息,从而实现准确地识别柱塞泵空化等级。流体仿真实验验证了参数化解调在信号分量提取上的有效性。使用实测信号进行空化故障诊断实验,结果表明:相比未经参数化解调的诊断方法,该方法的空化等级识别准...

针对现有的柱塞泵滑靴副油膜3点厚度推导法的不足,提出了更高精度的双面平均6点推导法,并对相关联的压力场分布、功率损失及泄漏量理论进行了完善,进一步地,基于恒温振动工况对滑靴副流体润滑特性研究进行了试验系统设计。通过该试验系统,可以准确测量轴向柱塞泵在恒温和变温、振动与非振动工况下不同转速、输入压力及结构形式时测点的油膜厚度、压力、温度及泄漏量,进而得出滑靴副功率损失、温度分布、压力分布、泄漏量的变化规律;验证在振动情况下现有关于滑靴副流体润滑特性理论的适用性。该试验系统能实时精确地测量滑靴副油膜的厚度,测量误差小于1μm;温控试验时,能保证试验系统所需目标温度误差小于0.1℃;采用了电液控制的三向振动系统,调频范围为0~200 Hz,基本能满足所有工况下振动频率的测试需求。此试验系统为恒温振动...

针对传统固定瓦轴承无法根据实际工况调节轴承参数的问题,提出了一种椭圆度可调滑动轴承结构。该轴承结构基于机械传动原理,将主动控制应用于流体轴承,可以在不同转速下,根据转子实际的振动情况调节轴承椭圆度,通过改变油膜厚度来抑制转子的振动,使转子加速过程中的振动幅值始终保持在安全范围内。通过有限元法建立了转子轴承系统模型,用于计算转子加速过程的动力学响应,并通过改变该椭圆度可调滑动轴承的油膜间隙,分析了椭圆度对转子加速过程振动响应的影响。研究发现经过临界转速区域时,转子属性表现为柔性转子系统,这时通过减小椭圆度、增大油膜间隙能有效抑制转子的振动;远离临界转速区域时,转子属性表现为刚性转子系统,这时通过增大椭圆度来减小油膜间隙也能有效地抑制转子的振动。

为了提高少失效或零失效数据条件下的航空发动机轴承运行可靠性评估精度和可信性,提出了一种基于比例协变量模型(PCM)和Logistic回归模型(LRM)混合的可靠性评估方法。首先对轴承运行过程中的监测数据进行信号分析,提取状态特征指标,结合失效阈值确定设备状态,利用LRM先求解轴承的初始可靠性,进一步求解出轴承的初始故障率和基本协变量函数;然后与PCM相结合,通过响应协变量和基本协变量函数对系统故障率函数进行不断更新,动态揭示状态监测数据与可靠性的映射关系;最后利用更新后的故障率函数对航空发动机轴承进行运行可靠性评估。试验结果表明该方法不需要人为确定基本协变量函数,避免了主观选择差异带入的估计偏差,所确定的寿命误差在5%以内,为少失效或无失效条件下的运行可靠性评估提供了一种新的手段。

针对单纯考虑径向载荷难以综合评估滚子分布方式对球面滚子轴承服役性能影响的问题,以球面滚子轴承的滚子分布方式为研究对象,建立了能够表征滚子分布方式、自调心工况、转子挠曲以及外部载荷影响的数学模型。同时,编写程序对不同滚子分布方式,轴向、径向载荷以及自调心作用联合工况下的球面滚子轴承服役性能进行研究,从时域和频域两个方面解释了滚子分布对内圈振动的影响规律,归纳调心工况下特征频率的表达式,指出不同分布方式的滚子在联合工况影响下的载荷分布情况。另外,设计了能够在实验室单一环境下实现调心工况的自调心轴承座,选取两种不同滚子分布形式的22215型球面滚子轴承进行试验,并对理论仿真结果进行验证。结果表明交错式滚子分布方式适用于径向载荷较大且调心作用明显的场合;平行式滚子分布方式适用于轴向冲击较...