【摘 要】
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针对变工况条件下轴承训练数据集和测试数据集存在分布差异,导致智能诊断模型泛化能力不足,且需针对不同任务分别建模问题,提出一种基于多尺度混合域特征提取(multi?scale mixed domain feature extraction,简称MMDFE)和领域自适应(domain adaptation,简称DA)的滚动轴承智能故障诊断方法.首先,引入变分模态分解提取多尺度混合域特征,构建完备的特征空间;其次,通过随机森林算法实现特征的降维和优选,消除冗余信息;然后,应用优选后的特征结合流形嵌入式分布对齐方
【机 构】
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西安交通大学机械工程学院 西安,710049;西安交通大学机械工程学院 西安,710049;新疆大学机械工程学院 乌鲁木齐,830047
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针对变工况条件下轴承训练数据集和测试数据集存在分布差异,导致智能诊断模型泛化能力不足,且需针对不同任务分别建模问题,提出一种基于多尺度混合域特征提取(multi?scale mixed domain feature extraction,简称MMDFE)和领域自适应(domain adaptation,简称DA)的滚动轴承智能故障诊断方法.首先,引入变分模态分解提取多尺度混合域特征,构建完备的特征空间;其次,通过随机森林算法实现特征的降维和优选,消除冗余信息;然后,应用优选后的特征结合流形嵌入式分布对齐方法实现不同领域数据的分布对齐及跨域诊断;最后,采用不同工况下的数据集进行验证,并与传统的智能诊断方法和迁移学习方法进行对比,结果表明,所提方法可以准确有效实现跨域诊断.
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为了研究雷诺数对安装涡流发生器翼型气动性能的影响,以NACA4418翼型为研究对象,通过风洞测压试验的方法,研究了安装涡流发生器翼型在从低到高不同雷诺数下气动性能变化规律和翼型表面绕流场特性,对比分析了涡流发生器参数对翼型气动性能的影响.结果表明:随着雷诺数的增大,涡流发生器增升减阻作用逐渐增强,抑制边界层分离的攻角范围逐渐增大,安装涡流发生器翼型的边界层分离位置逐渐后移;不同雷诺数时,不同高度的涡流发生器最佳安装位置均为翼型吸力面20％弦长位置,此时增升减阻效果最佳,但5 mm高涡流发生器的增升减阻效果
针对涡桨飞机飞行中发动机振动剧烈的问题,以降低发动机振动向飞机机体的传递为目的,基于橡胶隔振原理设计了一种全尺寸大功率涡桨发动机隔振系统.以刚性边界支撑条件下力的传递率为隔振性能评价准则,设计了涡桨发动机隔振性能试验系统,通过试验方法研究了不同激励对隔振系统隔振性能的影响.试验研究结果表明:发动机在70 Hz处不同峰值载荷的一阶激励,隔振效率达到95％以上;发动机在15～2000 Hz内不同均方根值的随机激励下,隔振效率达到75％以上;由相位差法测试得到系统的损耗因子大于2.2.可见,该隔振系统具有优良的
基于粗糙界面的分形接触模型,引入曲面接触系数来表征齿轮在啮合过程中曲率和基体变形对啮合界面微凸体分布函数的影响,提出了一种考虑齿轮啮合界面粗糙形貌的齿轮时变啮合刚度修正算法,获得了表面形貌参数、材料特性参数和输入转矩对齿轮时变啮合刚度特性的影响规律.结果表明,齿轮时变啮合刚度随着表面粗糙度的增大而减小,随着材料强度和输入转矩递增.
提出一种利用常规单振动台考虑行波效应的试验方法.为了验证该试验方法的可行性,首先,将模型箱简化为通过弹簧、阻尼器连接的主动块和从动块,理论推导两质量块模型和三质量块模型的弹簧、阻尼参数的计算公式,并通过数值案例验证公式的准确性;其次,设计并实施两质量块和三质量块模型的小型单向振动台试验.试验结果表明,在简谐荷载激励下从动块加速度响应主频和时滞与目标值非常接近,表明通过弹簧阻尼器来实现行波效应的方法具有一定的可行性.该研究结果可为考虑行波效应的非一致振动试验提供参考.
为了解决电磁混合主动悬架在发生故障时导致的系统失稳现象,设计了一种多模式切换容错控制策略.分别建立了1/4车辆二自由度悬架模型、直线电机数学模型及电磁阀减振器多项式模型.采用未知输入观测器对悬架状态进行估计,以悬架系统簧载质量加速度为正常状态切换条件,以簧载质量加速度残差和稳定模块为故障状态切换条件,设计了一种多模式切换容错控制策略.仿真分析了多模式切换容错控制策略下悬架的动态性能,并开展台架试验.试验结果表明:在多模式切换容错控制下,簧载质量加速度均方根值相比故障状态降低31.35％;多模式切换容错控制
尖劈是风洞生成边界层风场的主要装置,对下游风场的剖面特征有明显的控制作用,但由于作用机制不明确,在风场调试中大多是依据经验布置尖劈,调试效率低.笔者通过风洞试验,得到了3种常用形状(梯形、三角形及曲边三角形)尖劈下游的风速剖面和湍流度剖面特征,并测试了尖劈数量、高度的影响.结果表明:尖劈形状与生成边界层风场的范围高度、指数率直接相关,尖劈的平均宽度越宽,影响高度越高,指数率越大;增加尖劈数量可提高下游风场的指数率,但对风场范围影响很小;抬高尖劈的高度可增加下游边界层风场的高度,配合使用挡板及粗糙元,可以快
针对粘接界面质量难以检测与评价的问题,提出了一种空气耦合超声导波检测方法.基于超声导波在双层介质中传播特性和界面弹簧模型理论,推导出了不同粘接界面条件下的频散方程.通过对频散方程的数值求解,获得了刚性粘接、滑移粘接和完全脱粘3种粘接界面质量的频散曲线.频散曲线分析表明:在A0模态的一定频率范围内,界面趋于刚性粘接时导波的传播相速度大于滑移粘接的相速度,完全脱粘时相速度频散曲线出现双重对称与反对称模式,这与上下单层频散曲线重合.采用3种不同粘接界面质量进行了超声导波实验,由实验获得的导波相速度与数值计算结果
易变形结构在钻削过程中因受力而产生形变,不能根据刀具的钻削距离判断刀具所处状态.钻削过程中刀具切入易变形结构不同的位置会产生不同幅度的振动,通过对加速度传感器采集到的振动信号进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform,简称FFT),将钻削过程分为5个状态.通过计算系统基频整数次谐波分量幅值的变异系数,选取部分谐波分量的幅值作为特征量进行阶段监测.选用线性转换和对数转换相结合的方式实现输入数据的归一化,输入到支持向量机与多层前馈(back propagation,简称BP)神经网络进行
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针对实时监测得到的振动信号,从图像角度出发,提出了一种新的特征提取方法.首先,将实时监测得到的连续信号划分为独立的循环片段,将各个片段内的一维振动信号重构成二维灰度图像,在此基础上对灰度图像进行特征提取;其次,通过计算相邻周期图像间的相似性建立能描述机械运行动态特性的量化指标;然后,采用拉依达准则对机械设备运行状态进行实时监测与异常决策;最后,基于转速变化检测、(外部)负载变化检测以及早期轴承故障检测这3种典型的工程应用,对提出方法进行了验证.实验结果表明,对以上3种典型的工程应用场景均可实现100％的准