动力学总势能不变值原理在质点系建模中的应用

根据虚位移概念和达朗贝尔 拉格朗日原理分析了虚位移过程中作用在质点系上的所有主动力和惯性力都不改变 ,可视为有势力 ,导出了质点系动力学总势能不变值原理 .该原理是达朗贝尔 拉格朗日原理的延伸和发展 ,它具有以下特点 :将矢量动力学和分析动力学有机结合 ;不需区分有势力和非有势力 ;有简洁、统一的表达形式 ;可简便建立复杂质点系的动力学方程等 .此外 ,通过算例证明了该原理的正确性和有效性     

弹性系统动力学总势能不变值原理

提出了弹性系统动力学总势能不变值原理,它是建立列车－桥梁系统、列车－轨道系统空间振动方程的关键理论,不管动力学系统如何复杂,其振动方程都可由此原理及作以前提出的“对号入座”法则简便建立,与哈米顿原理比较,此原理不需要在ｔ１至ｔ２的时间区段积分,算例证明了此原理的正确性和有效性。     

含局部故障的滚动轴承动力学建模及振动分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了健康圆柱滚子轴承的二维显式有限元模型,并从轴承运动学的角度验证了本文所建有限元模型的有效性.在健康圆柱滚子轴承模型中引入利用圆周矩形模拟的内、外滚道局部剥落故障,建立含局部剥落故障的圆柱滚子轴承有限元模型,分析了故障区边缘单元的等效应力和滚子滚过内外圈局部缺陷的过程.将仿真结果与实验测试结果对比分析,证明了本文所建立的含局部剥落故障的圆柱滚子轴承有限元模型的正确性.在此基础上,研究了局部故障区域平滑程度对滚动轴承振动特性的影响,故障区域越平滑,振动响应越小.研究结果可为滚动轴承故障诊断提供一定参考.     

弹性系统动力学总势能不变值原理

提出了弹性系统动力学总势能不变值原理 ,它是建立列车 -桥梁系统、列车 -轨道系统空间振动方程的关键理论 .不管动力学系统如何复杂 ,其振动方程都可由此原理及作者以前提出的“对号入座”法则简便建立 .与哈米顿原理比较 ,此原理不需要在 t1至 t2 的时间区段积分 .算例证明了此原理的正确性和有效性     

考虑滚动轴承故障处塑性变形的有限元建模与动力学特性分析

针对传统动力学模型难以考虑滚动轴承故障处的塑性变形对轴承动力学特性的影响这一问题,提出了考虑滚动轴承故障处塑性变形的有限元模型并进行了动力学特性分析。首先,采用线弹性材料本构模型,在ANSYS LS-DYNA环境下建立了考虑滚动体和外圈滚道不产生塑性变形的弹/弹模型;其次,考虑滚动体过故障时产生塑性变形,采用塑性随动强化本构模型,建立了滚动体和外圈故障处都产生塑性变形的塑/塑模型;最后,考虑故障处最容易产生塑性变形,采用线弹性材料本构模型和塑性随动强化本构模型相结合,建立了滚动体产生弹性变形而故障处产生塑性变形的弹/塑模型。以上模型在轴承元件接触部位都对网格进行了均匀细化,在减少穿透量的同时提高了模型的计算精度。仿真结果表明,与以往不考虑故障处塑性变形的弹/弹模型相比,考虑故障处塑性变形的塑/塑模型和弹/塑模型的峰峰值、均方根值以及加速度信号幅值约减小了1/2,且与测试所得结果波形及幅值更具有一致性;与弹/塑模型相比,塑/塑模型滚动体与内外圈接触力大小、滚动体应变值无明显变化,得出滚动体几乎不产生塑性变形,因此在建模时可以建立仅考虑故障处产生塑性变形的弹/塑模型。     

滚动轴承故障的显式动力学仿真与分析

对机车滚动轴承的故障分类及成因进行了分析和介绍.在实现了基于显式动力学的滚动轴承运动过程的有限元仿真基础上,建立了滚动体故障和麻点故障的轴承故障状态模型,并在仿真软件ANSYS/LS-DYNA下,实现了仿真.同时,对比了有、无故障轴承的不同特性.结果表明,仿真与分析是进一步研究轴承故障机理与特征提取的有效方法之一.     

轴承故障模拟台的理论建模分析

对滚动轴承故障模拟台进行了理论建模分析，给出了动力学模型，推导出了运动微分方程，并计算出了系统的固有频率。经实验验证，理论建模合理，分析结果基本正确，为今后滚动轴承的故障诊断奠定了基础。     

滚动球轴承损伤故障动力学建模与仿真

基于动力学模型的故障机理研究可深入了解故障出现后滚动轴承的振动响应特征,并可为故障诊断提供依据。构建了滚动球轴承的故障动力学模型,该模型中每个轴承元件(滚球、内圈及外圈)具有6个自由度,且考虑了元件之间的相对滑动和润滑牵引特性以及基座的动力学特性。在对局部损伤进行建模时,完整考虑了损伤出现后由于材料缺失而引入的额外间隙,以及损伤对赫兹接触刚度及接触载荷作用方向的影响,同时在时域和频域对特定故障模式(外圈和内圈分别具有局部表面损伤)下轴承的振动响应问题进行了分析。仿真结果表明,由于动力学模型考虑了滚球和滚道之间的滑动和润滑牵引,因此计算得到的故障特征频率比基于纯滚动和简单运动学假设以及拟静力学的计算值更为精确和合理。利用已有文献的实验结果验证了本模型的正确性。     

采用知识流理论的高速滚动轴承打滑失效试验台集成设计

为了降低高速滚动轴承打滑失效试验台设计中知识获取的复杂度,结合知识流理论对试验台集成设计过程进行了知识梳理与基于流程分解的知识解耦,在对功能质量约束需求进行分析的基础上研制了打滑失效试验台。提出了一种支持产品全生命周期设计的一体化知识集成框架,并基于这一框架对打滑失效试验台从需求分析直至交付的全生命周期设计过程中的设计知识及其与设计过程的集成模式进行了研究。建立了高速滚动轴承打滑失效试验台集成设计的知识流模型,对试验台集成设计服务及其知识流动情况进行了分析;研究了分布式资源环境下设计知识服务的发布与发现机制,对建立的资源单元进行了基于网络的知识服务注册与发布,以利于分布式资源环境下用户的搜索与发现。研究结果表明,从知识流视角出发对试验台集成设计进行研究是可行的,有助于提高设计效率与质量。     

工业电机中的滚动轴承故障的分析

在工业电机运行过程中经常会出现轴承发热、噪声等故障,甚至会出现整个轴承全部烧毁而导致停机。轴承的故障占整个电机故障的比率非常高。作为承载和转动的零部件,轴承成为很多故障的表现点,非常容易受到损伤。因此,对工业电机中常见的典型轴承故障进行了详细的剖析,并指出引起轴承故障原因及相应的改善措施。但轴承故障的原因是由众多因素造成,需要具备足够的轴承应用知识以及长期的经验积累。     

滚动轴承早期故障振动信号的分离与诊断

利用希尔伯特变换技术，将含故障的轴承振动信号转化为窄带振动包络信号，然后用包络信号的功率谱和活尔什列谱对轴承故障进行诊断，对５套３０７轴承的诊断结果表明，这种方法诊断结果准确可靠，方法简便实用，速度快，特别适用于滚动轴承故障的在线监测与诊断。     

滚动轴承故障诊断方法研究

介绍了滚动轴承故障诊断的传统方法和现代方法,如冲击脉冲法、共振调解法、小波分析法等,预测了滚动轴承故障诊断的发展趋势。     

新型轧机油膜轴承实验台的研制

轧机油膜轴承已经广泛应用于工业生产中,但作为专门进行油膜轴承实验研究的设备尚不多见.本文简要介绍了新型油膜轴承的研制情况,为油膜轴承的发展提供有力的技术支持.     

基于小波包熵的轴承状态监测和早期故障诊断技术

滚动轴承是旋转机械中最常用的轴承之一。但其早期故障诊断仍是亟待解决的问题。研究旨在通过基于小波包熵的状态监测技术提早发现轴承的早期故障,进而利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)精确诊断轴承的故障类型。利用加速轴承寿命试验台的轴承全寿命数据和故障轴承数据验证了方法的有效性和实用性。结果表明,相比传统监测指标,小波包熵有较好的早期预警能力;结合小波相对能量指标,LS-SVM能快速有效地诊断滚动轴承早期故障。     

滚动轴承可靠性计算与分析

本文较系统地论述了滚动轴承的可靠性计算方法。从滚动轴承寿命服从三参数威布尔分布出发,以滚动轴承寿命主要参数额定寿命L建立起评定轴承可靠性的主要计算指标表达式。根据滚动轴承寿命试验数据,对滚动轴承的可靠性和可靠性系数α_1的取值及参数β进行了分析探讨。     

轴承-转子系统中滚动球轴承的动力学相似设计

针对轴承-转子系统缩尺模型中轴承的动力学相似设计问题,基于量纲分析法和相似π定理,建立了轴承-转子系统中滚动球轴承模型的动力相似准则,获得了滚动球轴承模型与原型各动力参数的相似关系.在此基础上根据滚动球轴承刚度计算公式得出刚度与基本参数之间的相似关系,并进行了滚动球轴承接触变形和最小油膜厚度的数值验证.最后通过设计实例说明了所建立的相似关系在实际轴承-转子模型设计中的有效性和实用性.     

滚动轴承故障诊断的案例推理方法

针对滚动轴承的故障诊断问题,提出了一种采用案例推理(CBR)的诊断方法.为了解决检索相似案例时案例属性多、人工确定关键属性及其权重困难的问题,提出了一种Filter/Wrapper复合型特征选择算法,用邻域粗糙集算法粗选属性,用遗传算法进一步精选属性和优化权重,并有效地解决了邻域粗糙集算法中需要人工确定邻域大小的问题.以滚动轴承运行时的振动信号为基本信息,建立了滚动轴承案例库,从案例库中检索与问题案例相似的历史案例,并根据这些历史案例来判定问题案例的故障类别.试验结果表明,故障诊断的正确率达到100%,故障位置诊断的正确率达到93.3%,且算法具有较好的稳定性.     

基于LMD和FCM的滚动轴承故障诊断方法

滚动轴承振动信号具有非线性、非平稳性,轴承故障发展具有渐变模糊性。因此,提出了一种基于局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)和模糊C均值聚类(Fuzzy C-means Clustering,FCM)相结合的轴承故障诊断方法。应用此方法对轴承外圈故障、内圈故障以及滚动体故障进行诊断,结果表明该方法可以有效地对轴承故障类型进行识别。