提出了抑制水平振动的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)模型,建立了单自由度结构——MR-TLCD的耦合运动方程。从系统动力方程出发,根据离复位控制策略,确定了MR-TLCD与单自由度结构相互作用过程中的合理阻尼大小。数值计算中,利用谐波叠加法模拟风荷载作用于该系统,并通过调节MR-TLCD的电压进行实时控制。仿真结果说明了在离复位控制策略下,MR-TLCD用于结构风振控制的合理性和有效性,是理想的半主动控制装置。

增设风障及气动翼板等气动措施可有效改善大跨桥梁的颤振稳定性、涡振性能或者行车风环境,但同时也可能会影响其静风稳定性能。以某主跨2×1500m三塔两跨斜拉桥结构体系为研究对象,采用风洞试验与数值计算相结合的方法,对失稳过程结构位移响应和与之同步的拉索索力进行跟踪,从失稳过程结构刚度演变特性方面研究了在主梁附属设施上增设风障及气动翼板等气动措施对结构静风稳定性影响及内在机理。试验研究发现,+3°和0°初始攻角下,原始断面和翼板断面静风失稳先于颤振失稳发生。风障断面的静风稳定性能最好,原始断面次之,翼板断面最差。为了揭示增设上述气动措施对结构静风稳定性能变异的影响及内在机理,提取与结构位移同步的拉索索力进行分析,结合失稳过程结构刚度与结构响应之间的同步演变特性,分析研究表明:整个失稳过程中,风障...

为减小水电机组振动和提高整个系统运行的稳定性,提出利用磁流变液阻尼器(MRD)开展对大型水电机组的主动振动控制研究。在相关磁流变液阻尼器实验研究和理论研究的基础上,利用模糊控制处理复杂系统的优越性,建立了机组轴系统的MRD模糊振动控制模型。并通过将自适应机构与模糊逻辑控制器相结合,提出了一种基于系统振幅的变量化因子的自适应模糊控制策略,利用MATLAB模拟验证了其有效性。结果证明:该控制策略有效抑制了水电机组轴系统的非线性振动,降低了不同运行工况下的系统振幅。与恒定电流下的MRD被动控制相比,自适应模糊控制的MRD阻尼器的能量耗散能力更高,对系统振幅的控制效果更为显著。

斜齿轮的啮合刚度与轮齿误差的求解是三维空间问题,其修形后的啮合刚度计算方法不同于直齿轮,而传统解析方法在计算斜齿轮啮合刚度时没有考虑斜齿轮啮合线和啮合位置的三维空间位置,无法准确得到修形后的斜齿轮系统啮合刚度激励与误差激励。建立综合考虑齿廓修形和齿向修形的刚度与误差非线性耦合激励模型,研究不同齿廓修形参数与齿向修形参数对斜齿轮啮合刚度以及系统动力学特性的影响规律;以系统振动加速度幅值最小为优化目标,确定斜齿轮系统的最佳修形值,利用数值方法得到斜齿轮系统的振动加速度幅频响应曲线,研究结果发现选取的最佳修形参数可有效降低斜齿轮齿数交替区啮合刚度的波动,大幅度降低共振点附近的振动加速度幅值;最后通过建立的齿轮传动系统实验平台进行系统动力学特性实验研究,验证了理论模型及分析结果的...

针对滚动轴承中存在数据样本量大、非平稳信号波动复杂等问题,提出基于流形学习和M-KH-SVR(Multivariable-Krill Herd-Support Vector Regression)的滚动轴承衰退预测方法。该方法首先提取了滚动轴承的时域和频域特征,组成初始特征向量;然后利用相关度量系数(Multiple Correlation Coefficient,MCC)对初始特征进行筛选,得到相关程度较高的特征向量集,并通过局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)方法进行特征降维,进而组成新的故障特征集;最后将磷虾群算法引入到多变量支持向量回归机中,并对其参数c和σ进行优化,利用磷虾群局部寻优和全局寻优的能力,提高了参数选择效率。通过对多变量特征进行实验对比分析,结果表明该方法与传统单一参数及多特征参数方法相比,具有良好的泛化性,大幅度提高了运算效率和预测精度,对滚动轴承的衰退阶段划分更加精确。

为揭示复合行星轮系固有特性及裂纹对其振动响应的影响,以工程机械复合两级行星轮系为研究对象,采用集中参数法建立平移-扭转耦合动力学模型,并计入阻尼、支撑、时变啮合刚度、啮合相位等影响因素。根据各构件间相对位移分析,推导系统运动微分方程。将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁结构,根据能量法,分别计算啮合齿轮副赫兹刚度,弯曲刚度,剪切刚度和轴向压缩刚度。推导裂纹轮齿时变啮合刚度计算公式,分析裂纹扩展对时变啮合刚度的影响。进一步对各啮合副的相对啮合相位关系进行推导。采用数值分析方法,求解系统运动微分方程,得到正常及裂纹情况下的系统固有特性,研究时变啮合刚度及裂纹对系统固有频率的影响。综合运用时间历程、阶次谱、相轨迹及Poincaré映射图,分析裂纹扩展对系统非线性振动响应的影响。

结构元素是数学形态学滤波器的重要组成部分,直接影响滤波的精度。针对目前广泛使用的直线和三角结构元素的缺陷,提出一种基于汉明窗的结构元素,对形态滤波方法进行提升,用于高速列车万向轴不平衡故障检测。首先从结构元素的基本构成形式以及频率响应的角度,在理论上对直线和三角结构元素存在的不足进行了分析。再通过对多种常用的窗函数进行比较,论证汉明窗的优势所在,据此构建汉明结构元素,并将其应用于形态滤波中。在万向轴不平衡试验台进行了试验,结果表明基于汉明结构元素的形态滤波方法能有效地识别出万向轴不平衡引起的基频和倍频故障特征,与传统的三角结构元素相比,此方法更能彰显故障特征.

为降低齿轮箱振动信号频谱分析与故障识别的难度,提出了基于频谱核密度估计与密度函数相似性比较的齿轮箱故障诊断方法。首先针对齿轮箱的每一种故障状态采集多组振动信号,利用核密度估计方法对每组振动信号的频谱求取密度函数#然后选取一部分密度函数进行算术平均化,得到对应故障状态下的标准密度函数;最后根据测试振动信号频谱密度函数与各种故障状态标准密度函数之间的余弦相似度值与相关系数值,对齿轮箱的故障状态进行识别。试验结果表明与振动信号的频谱相似性比较方法相比,所提方法对于齿轮箱故障状态的判别具有更高的准确率,同时对应于齿轮箱的不同故障状态,相关系数比余弦相似度显示出更大的差异性,具有更好的适用性。

针对滚动轴承早期故障特征提取困难的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和改进的自适应共振技术的滚动轴承故障特征提取方法。针对轴承故障信号所在频带难以选择的问题,提出了基于改进的自适应共振技术(Improved Adaptive Resonance Technology,IART)的IMF选取方法。首先,确定模态数,提出了峭度最大值的模态数确定方法;然后,对原始振动信号进行VMD分解,获得既定数目的本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF);其次,利用IART选取包含丰富故障信息的IMF分量;最后,(如有需要)对选取的IMF分量进行基于IART的带通滤波,并进行包络解调分析提取故障特征频率。将该方法应用到轴承仿真数据和实际数据中,能够实现轴承故障特征的精确诊断,证明了该方法的有效性。

提出了一种基于模糊神经网络的液压泵故障诊断方法介绍了该方法的基本原理及实现算法.以某型号齿轮泵为研究对象利用其状态数据作为样本数据建立了基于模糊神经网络的齿轮泵的故障诊断模型.并利用该模型对齿轮泵运行状态进行了辨识结果表明该方法能够充分利用检测到的各种故障征兆信息从而使齿轮泵故障诊断更加准确有效.此方法也可用于其它同类设备的故障诊断.