回转机械故障诊断中的三维全息谱技术

介绍了基于多传感器信息融合理论的三维全息谱的构成原理及其矩阵表示,对三维全息谱及其差谱的物理含义做了清晰的解释,提出了一种基于三维全息差谱的故障诊断方法.试验研究表明,三维全息差谱的初相点相位和配重方位,以及初相点矢径大小和配重大小均呈线性关系.因此,三维全息差谱可以在几个支承面同时反映转子所受激振力大小和方位的变化.诊断实例表明,以三维全息差谱、三维全息谱分解为基础的三维全息谱诊断技术能全面利用转子各测量面的振动信息,在不增加额外诊断设备的情况下,确诊回转机械常见的振动故障,且在现场动平衡领域有着广阔的应用前景.     

基于多重分形的齿轮故障特征提取方法

为提取齿轮的故障特征,提出利用多重分形谱参数来表征齿轮振动信号特征的方法.运用多重分形理论对实测的齿轮振动信号进行分析,计算了振动信号的多重分形谱参数,并对齿轮振动信号多重分形谱参数的变化规律进行了研究.结果表明:齿轮工作状态不同,振动信号的多重分形谱参数△a、△f及fmax发生明显变化.当齿轮出现断齿故障时,△a、△f和fmax均显著增大.多重分形谱参数可定量刻画振动信号的特征,成功识别齿轮断齿故障.     

转子径向摩擦故障诊断技术的研究

结合二维全息谱技术进一步分析了径向摩擦故障对转子振动的影响,给出了新的诊断转子径向摩擦故障的典型诊断信息,解决了正确区分径向摩擦故障和其它转子故障的问题,使转子径向摩擦故障极易识别.实验结果和理论分析能很好的吻合,实际应用效果良好.     

柔性弯曲转子的特征识别与诊断

依据转子动力学理论分析子柔性转子弯曲响应的特征,在此基础上讨论了它与不平衡响应及机械与电气跳动量之间的关系,并利用转子在不同起车情况下的振动信息,有效地分离了弯曲响应和不平衡响应,求解出弯曲量与不平衡量的比值,提出了转子在恒定转速下,基于二维全息谱技术的的热弯曲故障识别方法,研究结果表明,当弯曲量相位稳定而其幅值变化时,转子响应的二维全息谱初相点的切线是相互平行的,由此可以有效地实现转子热弯曲故障的识别与诊断。     

汽轮机振动信号测量中的误差分析

通过计算，分析了在振动信号测量中幅值和相位的误差与采样方式的关系。得到只有采用整周期采样技术，才能获得足够的相位精度的结论，对提高汽轮机振动测量的精度有一定的借鉴价值。     

二维全息谱分析在电厂通风机转子故障诊断中的应用

针对电厂风机的结构和运行故障特点,采用以多传感器信息融合为基础的二维全息谱图对风机转子的振动故障进行分析.以Labview为开发平台,编制了二维全息谱绘制软件,并给出了一个应用实例.     

汽轮机振动信号测量的误差分析

通过计算,分析了在振动信号测量中幅值和相位的误差与采样方式的关系。得到只有采用整周期采样技术,才能获得足够的相位精度的结论,对提高汽轮机振动测量的精度有一定的借鉴价值。     

一种在线测量竖直平行平面位置关系的检测机构

由于机床具有质量大且不易移动的特点,因此对其竖直定位面位置误差进行现场测量一直是个难题.为此,设计了可以现场测量竖直平行面位置关系的检测机构.该检测机构可以利用自身与平行平面形状轮廓间的几何关系,将已知基准平面形状轮廓分离,从而计算出被测平面的形状轮廓.依据计算出的形状轮廓与已知被测平面形状轮廓间的差异,可以确定两平行平面的位置关系.同时介绍了检测机构原理,给出了检测方案,开发了位置关系描述算法,并进行了测量试验.试验结果表明:该检测机构能够准确获得两竖直平行平面的位置关系.     

形状误差测量中测量点直接测量结果的分布

形状误差测量结果的不确定度,受到参与形状误差评定计算的直接测量数据的影响。文章从形状误差测量的特点出发,根据最大熵法与概率统计的理论,导出测量中的读数值与直接测量结果的概率分布函数,得出读数值的不确定度分布应作为均匀分布处理,直接测量结果的分布作为正态分布处理。     

齿轮信号特征识别的谱相关密度分析

针对齿轮初期故障以调频形式表现且包络解调仅能够解调幅的现状,以一般调制信号为模型,引入解析思想,对各类型调制信号进行二阶循环平稳分析,理论推导了各自的分析结果,给出了调制信号谱相关密度分析的统一构架,证明了解析形式的谱相关密度同时提取调幅、调频特征的能力.仿真分析和齿轮故障实例验证了该分析方法对于调制特征的提取能力,表明该方法能够准确反映齿轮振动信号调制特征的变化,适用于齿轮初期故障的监测和识别.     

机动飞行时发动机转子振动特性的工程研究

机动飞行条件下的航空发动机转子振动特性研究是近年来的研究热点,但在实际工程中该课题的研究尚不多见。本文从航空发动机转子一般模型出发,提出了机动飞行条件下发动机转子振动特性的一般性观点,并利用某型发动机的试飞数据进行了验证和分析。结果表明,实际飞行分析结果与提出的观点相吻合。     

基于线结构光点云三维重建的弯管形工件测量方法

弯管形工件在化工、冶金生产中应用广泛,对其截面参数要求精确度极高,但该类工件由于内外形状不规则,人工测量效率低、细节捕捉度差、出错率高,难以满足工业在线实时检测的要求,因此提出使用线结构光扫描获取弯管外形三维点云数据的方法对弯管截面进行实时测量.使用已标定好的线结构光三维测量平台扫描约以4.3 cm/s移动的弯管模型并获取其点云数据,对点云数据进行最近点迭代法配准、高斯滤波去噪、改进的角度偏差法简化,然后采用Delaunay三角网生长算法对点云进行三维重构,并对重构模型的宽度、半径、内径进行拟合测量.实验测量过程耗时约20 s,测误差小于0.05 mm,结果表明该方法具有较高的精确度与准确性,可大幅度提升工件检测效率,有良好的工业应用前景.     

爆破振动传感器固定方式对测振结果的影响

爆破振动传感器的安装定位对于准确测量爆破振动信号十分重要,目前常见的几种爆破振动传感器固定方式都很难精确监测到对应爆破的震动或结构动力响应的值。针对实际爆破测振工作中几种常见的固定方式,在实验室内以及现场爆破环境下进行实验测试对比,发现振动信号本身的频率以及被测结构的固有频率会对测量结果造成影响。低频振动信号的测量结果值影响不大,而高频信号会对测振结果造成较大误差。传感器固定方式对各个分量的测量值影响不一,尤其是水平分量的影响差异较为明显。石膏固定传感器时,黏结层厚度越小,测到的数据越准确;但考虑传感器固定的可靠性,为使其不脱落,厚度应不低于2 mm。     

基于影像及小波变换的桥梁损伤识别

桥梁损伤定位和定量分析是桥梁健康监测的难点,为提高桥梁结构损伤位置识别的精度及准确性,利用位移模态对结构局部损伤的敏感特性,提出基于影像和小波变换的桥梁损伤识别新方法,通过工业相机获取悬臂梁振动形态,利用模版匹配方法提取结构动态位移响应及模态参数,对位移模态进行小波变换,建立小波系数平方差的损伤指标识别结构损伤位置。通过室内悬臂竖梁振动实验,对全域测点的振动衰减信号快速傅里叶变换成功获取了结构的模态振型,与数值模拟结果比较表明试验获得一阶固有频率最大误差为2.202%,二阶固有频率最大误差为3.182%,表明所提方法用于结构位移测量的可行性以及测量精度的可靠性;在此基础上利用小波系数平方差的明显突峰特性可准确识别结构单损伤、多损伤的存在,并能准确定位损伤位置。研究表明,所提方法可以准确识别不同位置、不同程度的单损伤和多损伤,具有远距离、非接触、高精度、高效快捷、可多点监测提升振型空间分辨率等优点,为桥梁结构全域损伤识别提供了一种新方法。     

袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动预测模型

为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动网格技术进行了三维ReynoldsAveraged Navier-Stokes (RANS)方程的数值求解,从而获得了袋型阻尼密封的瞬时流体激振力.通过快速傅里叶变换,在频域内计算了10个频率的8个转子动力特性系数,并与实验值进行了比较.结果表明:数值计算得到的袋型阻尼密封转子动力特性系数与实验值吻合良好,从而验证了基于多频单向涡动模型的数值方法能够可靠预测袋型阻尼密封转子动力特性.     

水泥回转窑的二次风温测量

对水泥回转窑二次风温的测量误差来源进行了分析，指出了现行二次风温定义的测量点不便进行实测，造成实际选择的测量点不满足定义要求是测量误差的主要来源，并提出了新的理论二次风温的定义和测量方法。     

直升机旋翼结冰后三维桨叶气动特性数值分析

针对直升机旋翼桨叶结冰问题,研究了结冰前后三维旋翼桨叶气动特性.基于多参考系模型建立了旋翼桨叶三维结冰数值模拟方法,对其中空气流场计算、水滴撞击特性计算、结冰生成计算和几何模型重构等步骤进行了介绍.以C-T旋翼为模型,计算分析了结冰对旋翼桨叶气动特性的影响.计算结果表明,结冰后旋翼桨叶升力降低、阻力增加,悬停性能下降明显.结冰破坏了桨叶各个截面原有的气动外形,导致涡的产生,使得截面气动特性恶化.     

测速齿盘偏心对扭振测试误差影响的研究

通过分析齿盘偏心引起的伪扭振信号特征，提出用测速齿盘静态偏心计算伪扭振信号的方法，根据计算结果对相应的谐次分量进行修正，从而给出了消除误差的信号合成处理方法．利用提出的计算方法对某型履带车辆扭振测试结果进行了计算和分析，并利用提出的信号合成处理方法对实测的结果进行了修正，提高了扭振的测试准确度．     

利用钻柱振动频谱判别钻柱复杂情况的方法

为实现钻井过程中井下钻柱运动状态以及井下复杂情况的实时监测,依据振动测试原理,结合实际钻井工况中钻柱振动特征,研制钻柱振动信号测量及处理系统。现场试验结果表明:钻柱出现黏卡、跳钻等现象后,利用快速傅里叶变换和小波变换处理方法可有效提取和识别钻柱在井下的振动特征;研制的钻柱振动采集系统可以应用于现场钻柱振动信号的采集、处理,其结果可以判断钻柱的井下工作状态。     

利用高斯平滑法提取GPS观测序列中的结构振动监测信号

利用GPS进行结构振动监测时,GPS观测信号噪声非常大。文章分析了GPS信号误差来源,根据相邻两天GPS观测值多路径误差强相关性,提出了利用高斯平滑法从带有噪声的GPS位移序列中提取真正的振动信号。实测数据分析表明,该方法能有效地抑制GPS多路径效应与测量噪声,成功提取结构振动信息。