基于自适应窗口与压缩幅值的瞬时转频估计

针对变转速工况下轴承信号的时频分布能量发散、噪声和谐波干扰强导致其转频难以获取的问题,提出一种基于自适应窗口和压缩幅值的瞬时转频估计方法。首先,通过自适应窗口在频率轴方向搜索出脊线窗口避免噪声和谐波的干扰;其次,在脊线窗口内用压缩幅值方法集中发散的脊线能量;然后,用惩罚函数法提取脊线,实现转频的精确估计;最后,根据采用轴承实验台收集的数据验证了所提出方法的有效性和鲁棒性。结果表明,相比于传统方法,采用所提方法估计瞬时转动频率使误差降低约8%。

基于RMS子线区间拟合法的轴承剩余寿命预测

轴承剩余使用寿命(Residual life,RL)预测模型的预测精度在很大程度上取决于衰退特征的趋势一致性。由于轴承个体差异性,导致同类型不同轴承的相同特征衰退趋势表现不同,从而导致训练集轴承建立的RL预测模型与测试集轴承不匹配。针对上述问题,本文提出一种基于振动信号均方根(RMS)趋势一致性的子线区间拟合法轴承寿命预测方法。依据μ±3σ原则提出一种奇异值替换方法,有效增强RMS衰退曲线的趋势一致性,并基于RMS衰退曲线高度的趋势一致性提出子线区间拟合法,利用XJTU-SY数据集对提出方法进行测试与验证,并与常见的寿命预测方法反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)与长短期记忆神经网络(Long Short-term Memory Network,LSTM)预测结果进行对比,可有效提升轴承RL预测精度。

基于状态划分和集成学习的轴承剩余使用寿命预测模型

针对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测退化起始时间(DST)难以确定,以及单一寿命预测模型精度比较低的问题,提出了一种基于状态划分和集成学习模型的滚动轴承RUL预测方法。首先,提取了轴承振动信号的特征,利用滑动窗口不断更新3σ准则预警范围,结合连续触发机制自适应确定DST;然后,采用具有自适应噪声的完全集成经验模态分解(CEEMDAN)对退化阶段信号序列进行了自适应分解;最后,构建了集成学习模型,考虑分量的不同特性进行了多步滚动预测,融合预测结果得到了轴承RUL,采用滚动轴承XJTU-SY公开数据集进行了试验验证。研究结果表明:与基于长短时记忆神经网络(LSTM)、反向传播神经网络(BPNN)的预测方法相比,该方法预测结果的平均绝对误差分别降低了11.7%以及5.6%,相对均方根误差分别降低了12.2%以及10.7%,验证了该方法在轴承RUL预测中的有效性和优越性。

带背腔薄膜型声学超材料低频隔声特性分析

为弥补传统材料难以有效控制低频噪声的不足,提出一种由弹性薄膜、穿孔质量环和背腔组成的薄膜型声学超材料,建立单元声固耦合有限元模型,分析其在10 Hz~700 Hz频段内的薄膜振动特性,探讨薄膜预应力、穿孔半径、背腔高度、附加质量和薄膜厚度对隔声性能的影响规律,并研究基于协同耦合隔声机理的多单元组合隔声效果。结果表明:薄膜与背腔和穿孔结构耦合能丰富薄膜在低频处的振动形式,较传统Helmholtz共振腔和薄膜型声学超材料具有更宽的隔声频带;在考虑频段范围内存在6个声衰减峰,背腔高度、薄膜厚度和预应力的改变可使第三和第四峰值产生明显频率偏移,多单元协同耦合可实现一定频率范围内的连续宽带隔声,分析结果可为低频噪声的轻质和宽带控制提供理论参考。

基于移动多尺度重构的交互式能量熵齿轮故障诊断

为精确提取振动信号中表征齿轮故障类型与程度的敏感特征,提出一种基于移动多尺度重构的交互式能量熵(Moving Multi-scale Reconstruction Based Interactive Energy Entropy,MMR-IEE)齿轮故障诊断方法。通过移动均值重构获得齿轮振动信号在不同尺度下重构信号,利用相邻数据点构成滑动窗口使振动信号的信息提取更加充分;计算不同尺度通道下的原始信号与重构信号能量分布,采用交互式叠加法获得的特征向量表征因故障而导致的振动信号能量突变。在此基础上,结合k最邻近(k-Nearest Neighbor,kNN)模式分类器,提出一种新的齿轮故障诊断方法,并将提出的方法应用于齿轮实验数据分析。结果表明,MMR-IEE方法有强故障特征提取能力,不同转速与不同工况下,齿轮故障诊断准确率达到99%。

基于ACGAN-BELT的输送带表面损伤检测方法

针对现有输送带检测方法无法适应小样本条件和复杂工业环境导致精度差的问题,提出一种更可靠的输送带表面损伤检测方法ACGAN-BELT。基于ACGAN网络实现输送带表面损伤样本的多类别增广,构建基于YOLOX的检测网络对输送带损伤信息进行细粒度特征感知。实验表明,ACGAN-BELT方法在原始工况和复杂工况2种工况下具备更好的可靠性和泛化性。

我国高职毕业生培养质量评价模型构建研究——基于扎根理论的视角

提升高职毕业生培养质量对于推动实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略意义重大。通过运用扎根理论研究方法,构建了包含行为效能、服务贡献等6个主范畴和责任意识、自学能力、就业质量等24个子范畴的高职毕业生培养质量评价模型。研究发现,高职毕业生培养质量与学生个人素养、个人能力、行为效能、个人感受、服务贡献、培养结果等密切相关。其中,个人素养和能力是影响高职毕业生培养质量的根本因素,同时高职毕业生培养质量评价结果对学校人才培养工作具有较强的反馈作用。高职院校提升毕业生培养质量需要加强质量监控,完善评价体系;施加教师影响,强化知识运用;注重内外兼修,提升综合素质。

基于多分支卷积神经网络的轴承变工况故障诊断

针对采用单信号为输入的滚动轴承智能故障诊断方法存在诊断精度低、噪声鲁棒性差和难以适用于变工况等问题,提出一种多分支卷积神经网络(MBCNN)用于轴承故障诊断。该方法基于多尺度均值化对轴承振动信号进行重构,利用MBCNN的多个并行的分支从重构子信号中提取丰富互补的故障特征,采用残差学习和全局平均池化层改善模型的训练性能,建立基于微调的迁移学习策略以实现变工况故障诊断,并进行实验验证和对比分析。结果表明:所提出方法在变噪声实验中识别准确率为97.1%~100%,在不同迁移路径上诊断准确率高于98.8%,证明该方法具有良好的抗噪声能力和跨域故障诊断效果。

基于图像自适应增强YOLOv5的输送带纵向撕裂检测

针对多源干扰环境下输送带纵向撕裂图像质量低和损伤特征信息丢失严重问题,提出一种图像自适应视觉检测方法IAE-YOLOv5。首先,设计IAE模块增强输送带损伤特征信息,改善不稳定光照、雾气等环境干扰导致的图像失真。然后,引入小型网络CNN-PL学习IAE模块各滤波器超参数。最后,通过检测损失联合训练CNN-PL与YOLOv5检测网络,预测合适的滤波器超参数,提升IAE模块处理效果,实现图像自适应增强和检测。实验结果表明:相较于原始YOLOv5,IAE-YOLOv5在自制原始数据集和增强数据集上mAP分别提高1.53%和6.9%。

舰船设备冲击试验机研究进展

简单回顾了各国海军舰船设备冲击试验研究的发展历史,并介绍了考核舰船设备抗冲击破坏能力的主要试验手段,如舰艇水下爆炸试验、虚拟冲击试验以及冲击试验机模拟冲击试验。详细分析了世界各主要国家的冲击试验机发展现状,得出冲击试验机在三个方面的发展趋势:1)模拟实际冲击过程,如模拟水下爆炸过程中的第一次冲击波和气泡脉动效应的双波冲击试验机;2)能够试验重型设备,向超大规模试验方向发展;3)精确波形控制,利用现代技术增强试验过程的可重复性。

新型弧面摩擦阻尼器力学性能研究

为克服传统摩擦阻尼器自适应能力差及耗能能力低的缺点,提出了一种新型弧面摩擦阻尼器,该阻尼器的结构特征在于其摩擦板和滑块的滑移面均为弧形,两滑块之间装有压缩橡胶,阻尼器通过摩擦板与滑块之间的移动产生摩擦力实现耗能。建立了阻尼器的机理模型,并采用数值模型验证了机理模型的合理性,分析了加载频率和橡胶弹簧初始压缩量对阻尼器滞回阻尼特性的影响规律。研究结果表明:该新型阻尼器具有马鞍形滞回曲线,其摩擦力具有位移随变性;该阻尼器的耗能能力比传统摩擦阻尼器强,耗能能力最多提高了23.84%;其力学性能与加载频率相关性较小,而橡胶弹簧预紧力越大,阻尼器的滞回耗能能力越强。

舰船设备水下爆炸冲击模拟器机理与仿真

提出一种新型的舰船设备水下爆炸冲击环境模拟器——双波冲击试验机,它能够产生正负加速度脉冲对舰船设备进行冲击试验.分析了冲击机正负波产生的机理,建立了其非线性动力学模型,并采用龙格-库塔数值计算方法对机理模型进行数值求解.数值仿真结果表明,该试验机能够模拟BV043/85规范要求的正负加速度脉冲和冲击响应谱,并为实际建造重型冲击试验机系统提供理论依据和设计参考.

新型双波冲击试验机的机理分析与动态特性研究

为模拟现场水下爆炸冲击环境,对舰载设备进行抗冲击能力考核,以满足最新抗冲击标准的要求,同时提高传统冲击试验机的最大试验载荷,文章提出一种新型的冲击试验设备—双波冲击试验机,它能够产生正负加速度脉冲对设备进行冲击试验。文章对冲击机的能量转化和能量耗散的实现机理进行了详细地介绍与分析,并建立了非线性动力学模型。仿真结果表明,该试验机能够模拟BV043/85规范要求的正负加速度脉冲和冲击响应谱,并为实际建造重型冲击试验机系统提供理论依据和设计参考。

基于多尺度均值排列熵和参数优化支持向量机的轴承故障诊断

针对滚动轴承故障诊断中特征提取困难和模式识别准确率低等问题,提出了一种基于多尺度均值排列熵(MMPE)和灰狼优化支持向量机(GWO-SVM)结合的故障诊断方法。利用MMPE全面表征滚动轴承故障特征信息,选取适当维数特征构成样本数据集,采用GWO-SVM分类器进行故障模式识别。对所提基于MMPE和GWO-SVM故障诊断方法进行理论分析和研究,并利用滚动轴承试验数据进行相应对比试验分析,结果表明:MMPE能够有效提取滚动轴承故障特征信息;GWO-SVM识别准确率和识别速度优于滚动轴承故障诊断其它常用参数优化支持向量机;所提方法能够有效识别滚动轴承故障位置和故障程度,在滚动轴承数据集上取得了98.0%的故障识别准确率,高于基于MPE和GWO-SVM方法的97.0%准确率,并且在噪声背景下取得了93.5%的识别准确率,优于后者83.0%准确率,证明了所提MMPE具有更好的噪声鲁棒性。

起重机臂架在起升冲击载荷作用下动态特性研究

根据电机启动特性,文中运用有限元分析中的子空间迭代法和杜汉梅耳积分对四连杆起重机臂架结构在吊重起升冲击载荷作用下动力学特性进行研究,通过对臂架系统振动模态和吊重突然加速起升引起的冲击动态响应计算,分析臂架系统在各种工况下结构的动力学特性,给出臂架结构设计动载系数φ2的解析表达式和数值解,为该类起重机结构优化设计和动载系数的选取提供理论依据。

黏滞阻尼器在集装箱起重机上的减震研究

基于能量耗散的原理提出了一种集装箱起重机抗震方法,该方法是在门腿与横梁之间安装黏滞阻尼器以吸收和耗散输入到结构的地震波能量,提高集装箱起重机的抗震性能。通过建立集装箱起重机减震结构的等效单自由度力学模型,推导了减震结构的等效阻尼和等效刚度,并与有限元模型计算结果对比验证了等效模型的有效性和可信度,提出了基于位移和耗能比的阻尼器阻尼系数和撑杆刚度系数优化方法,得到了不同烈度地震作用下的优化阻尼系数和刚度系数,计算了集装箱起重机减震结构在不同地震载荷作用下的位移响应特性。结果表明所提出的集装箱起重机抗震方法能够有效的耗散地震能量,减小结构位移响应,其减震率达到了46.18%,该方法是行之有效的。

一种新型冲击波形调节器的设计与仿真

基于液压节流耗能原理,提出一种新型冲击波形调节器的结构,其设计思想是采用小孔节流产生的阻尼来吸收消耗高速运动负载的动能,并对其紧急制动使负载获得设定的冲击波形。对冲击波形调节器的工作原理进行了介绍与分析,通过对设计参数的仿真研究,证明调节器的设计在原理上是可行的,可方便地通过调节阀芯的运动速度来改变制动过程中冲击波形的脉宽和幅值,从而满足不同的冲击试验要求。

新型重载舰船设备冲击试验台机理分析与仿真

为了提高舰船及其设备的抗冲击能力,满足最新抗冲击标准的要求,同时提高传统冲击试验机的最大测试能力,提出了一套全液压驱动的新型重载舰船设备抗冲击试验系统模型,以解决系统高能量存储及瞬间释放和避免二次撞击的关键问题,构建了系统非线性动力学模型,并利用数值计算方法考察了在不同冲击速度测试条件下冲击机系统所能达到的预期性能,结果表明:该系统可以产生与最新抗冲击标准BV043/85和MIL-S-901D相吻合的冲击加速度波形,同时可根据不断提高的抗冲击标准以及测试能力要求进行相应的扩展。

基于磁流变技术的回转机构制动冲击控制

针对起重机回转机构制动时惯性冲击易导致设备损坏的问题,提出了一种通过电流改变扭转刚度和阻尼系数的磁流变弹性体联轴器,实现对冲击振动频率和幅值的控制.根据起重机回转制动时的特点,建立了含齿侧间隙、齿轮啮合刚度与磁流变非线性刚度和阻尼的系统动力学方程,推导出系统几个关键性参数与电流间的函数关系.运用数学软件对方程进行数值求解,对联轴器扭矩特性、阻尼特性、齿轮啮合力及制动效果进行了分析.结果表明,磁流变联轴器具有很强的扭矩传递能力,在不影响制动效果的情况下可以显著地降低冲击振荡频率,对冲击载荷峰值也有一定的抑制效果.

筒式磁流变液联轴器的机理模型及特征解

以筒式磁流变液联轴器为研究对象,建立了考虑最大传递扭矩、转矩可调倍数、相位转差、稳定时间和设计外形尺寸等性能特征的磁流变液联轴器的非线性系统动力学模型,给出了联轴器性能指标的理论显性特征解,并基于此组特征解对MRF-132DG磁流变液联轴器的参数设计和性能评估进行实例分析.结果表明,所提出的机理模型和特征解具有更明确的物理意义,避免了数学模型繁琐的数值求解和实验性能参数拟合曲线分析过程,为类似结构磁流变液联轴器的设计和特性分析提供了更直接的指导和借鉴.