基于最小二乘法线性拟合抑制EMD端点效应

经验模态分解的端点效应的研究对提高机械故障诊断准确率具有重要意义。利用最小二乘法对信号两端各延拓一个极大值点和一个极小值点,通过判断延拓极大值是否在原信号极大值点的波动范围内,延拓极小值是否在原信号极小值点的波动范围内,比较延拓极值点与端点值的大小,最终获取最佳的信号延拓极值点。通过信号仿真分析和滚动轴承故障研究,计算相似系数和分解误差,将该方法与平行延拓法、极值平移法和镜像延拓法相比较,验证该方法能有效地抑制EMD端点效应。

具有不对中故障的转子-滑动轴承系统动力学特性研究

在深入分析多跨度双转子模型建立方法及联轴器模型的基础上,综合考虑离心、碰摩等故障,建立双跨度转子-联轴器平行偏角综合不对中模型。采用变步长四阶-五阶Runge-Kutta法求解不对中故障双跨转子-滑动轴承系统的非线性动力学模型,通过Poincare截面图、轴心轨迹图、波形图和频谱图,直观地显示了系统在某些参数域中的运动状态,通过分岔图和三维谱图分析,揭示了转子系统周期、倍周期、拟周期等分岔行为以及同频振动、幅值跳动、拟周期运动、混沌等非线性动力学现象。研究结果表明,该类系统在运行过程中转子的运动范围增大且运动更加混乱,甚至严重的综合不对中故障导致转子系统进入混沌运动的状态;不对中故障对转子系统的整体振动影响较明显,不对中故障较严重时,整个系统振动形式更加复杂,并且仿真分析结果与实验结果能够较好的吻合。研究结果为转子-滑动轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了理论参考。

内蒙煤矸石在改良膨胀土早期强度上的应用

内蒙古是产煤大省,2013年产煤量将近9.94亿t,因此随之产生了大量的煤矸石,为了提高煤矸石的利用率,及改善石灰改良膨胀土的缺点,通过液塑限试验、击实试验、直剪试验,研究了同时加入煤矸石和石灰的膨胀土对应指标的变化,并对其机理进行了分析。结果表明,在掺入石灰量一定的情况下,石灰煤矸石改良膨胀土的液限、塑限、塑性指数、最佳含水率、内摩擦角、粘聚力都好于石灰改良膨胀土,加入煤矸石后明显提高了石灰土的抗剪强度。

线性外推法和相似极值法耦合抑制EMD端点效应

在应用经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)进行机械故障诊断过程中,存在上下包络线拟合时产生端点效应的现象。在线性外推法和相似极值法的基础上,考虑信号内部的极值变化稳定性的情况,对EMD端点延拓进行了改进。通过计算信号内部的方差,确定信号内部稳定性的强弱。在信号内部变化平稳但稳定性较弱的情况下,采用相似极值延拓法,最大程度地保护信号内部的平稳性;在信号内部波动性较强的情况下,考虑到信号内部发生异常,采用线性外推法对信号两端进行预测延拓。模拟信号仿真和滚动轴承滚动体故障的实例分析。结果表明,该方法能有效地抑制EMD方法的端点效应。

基于摩擦学和结构动力学的内燃机曲轴结构可靠性研究

为研究内燃机曲轴的应力大小对曲轴的可靠性设计的影响,以某直列6缸内燃机曲轴-轴承耦合系统为研究对象,采用有限元技术建立曲轴和轴承有限元模型,基于结构动力学、摩擦学、模态缩减理论构建曲轴-轴承系统动力学模型,综合考虑曲轴、轴承工作过程中的结构弹性变形,建立内燃机曲轴-轴承弹性流体动力润滑分析模型,对比分析不同负荷特征、轴承间隙下曲轴的应力、扭转角。研究结果表明:随着负荷的减小,扭转峰值减小,但扭转峰值出现时刻滞后;曲轴的第2、3、4曲柄销位置的各个转角扭转对应力贡献度大于弯曲的贡献度,第6曲柄销在爆发压力时刻弯曲引起的最大应力大于扭转引起的应力,但扭转引起的应力波动次数大于弯曲引起的应力波动;当轴承间隙减小时,对应某些转角下扭转角增加,扭转引起的应力增加。

最近相似距离延拓法耦合平行延拓法抑制EMD端点效应

在经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)中,综合考虑信号内部的规律性,在深入研究最近相似距离延拓法和平行延拓法的基础上,对EMD端点延拓方法进行了改进,通过计算信号内部波段与端点波段的相似距离,确定信号内部规律性的强弱。在信号内部规律性较强的情况下,采用最近相似距离延拓法,使信号两端最大程度地反应信号内在信息;在信号内部规律较弱的情况下,考虑到端点信号发生异常的情况,采用平行延拓法在信号端点进行预测延拓。为验证该方法,本研究通过仿真分析和滚动轴承故障进行研究,研究结果表明,改进后的EMD分解得到的IMF分量与原模拟信号分量的匹配距离分别为3.378 7、7.240 4、7.390 7,波形相似系数分别为0.999 9、0.997 7、0.903 4,边际谱频率在f_1=5 Hz的误差为6.2%,与直接延拓法、平行延拓法相比更准确,能有效地抑制EMD端点效应。该方法能提高信号分解精度,实现对故障特征的有效提取,为机械故障诊断提供参考依据。