基于声发射信号模式的齿轮特征识别研究

鉴于声发射信号对齿轮早期裂纹具有独特的敏感性,对早期齿轮声发射信号的特征识别具有重要意义。介绍小波变换理论及其原理,建立齿轮疲劳试验平台,利用小波阈值降噪对不同工况下齿轮声发射信号进行预处理,获取高能量频段的信号并提取时域、频域特征参数,将其作为BP神经网络的输入,以识别不同工况下的声发射信号。实验结果表明:与去噪后的全频段信号相比,基于高能量频段信号所提取的特征参数具有更高的识别率,为早期齿轮故障信号分析和检测提供借鉴。

通风盘式制动器热抖动优化分析

盘式制动器制动力矩的热抖动对制动效能会产生不利影响,因此,针对如何减小制动器热抖动的研究具有重要意义。考虑了材料随温度变化的特性及热辐射的影响,并建立通风盘式制动器的热机完全耦合模型;模拟紧急制动工况下制动器的制动过程,并对制动盘温度、热应力及变形进行分析;通过设计3水平5因素单指标的正交试验对制动盘主要结构参数进行灵敏度分析,以确定制动力矩波动最小水平下的结构最优参数组合。仿真结果表明,基于正交试验下的灵敏度分析可以有效改善制动力矩的热抖动现象。

基于子模型扭杆花键疲劳优化分析

针对履带车辆扭杆弹簧花键区早期失效的问题,提出了一种基于子模型算法的扭杆花键耐久性分析方法。采用有限元法建立履带车辆刚柔耦合模型,基于逆傅里叶变换法构建路面不平度时域模型,以获取扭杆在不同工况下的载荷历程;针对扭杆花键自身结构特点,采用子模型算法进行极限载荷下花键接触分析,确定扭杆花键危险点为退刀槽和齿根圆弧过渡区,并利用S-N曲线法对扭杆进行疲劳寿命估测;从花键几何参数和齿形两个方面对其进行扭杆花键寿命优化分析。仿真结果表明,当齿根圆角半径为0. 85 mm,齿数改为53时,花键最大应力降低约5%,寿命提高35. 77%。

基于改进小波阈值-SVM的齿轮故障信号识别

针对在齿轮疲劳试验中需要多次停机拍照的问题,提出基于改进的小波域阈值降噪方法,对采集的齿轮啮合的声发射信号分析,并提取特征矢量作为支持向量机的输入特征向量,识别出故障信号,根据齿轮旋转周期,确定缺陷轮齿。与开箱拍照的记录进行对比,计算得出的问题轮齿和照片记录吻合。该方法减少了因停机拍照造成的齿轮工作数据采集不准确的问题,同时也减少了工作人员的工作量,在后续的实验中该方法得到了有效的应用。

基于TMR的履带车辆传动轴的裂纹检测系统

针对履带式车辆传动轴在演习和服役过程中经常出现的断裂问题,建立了自动扫描与数据显示储存为一体的三维工作台,配合高精度TMR(tunnel magnetoresistive sensor)探头,实现了传动轴的自动扫描工作;使用改进后的小波阈值方法对漏磁信号进行降噪处理;分析了降噪后的实验数据对传动轴的裂纹缺陷位置定位。在此基础上开发了一套基于TMR的漏磁检测系统,实现了对传动轴裂纹的精准定位。将实验中定位的裂纹位置进行标记处理,并切片观察,发现定位准确,证明该系统能够有效地识别出服役后传动轴的裂纹位置。

Wells透平失速特性及微圆柱流动控制研究

振荡水柱装置作为海浪能转换的重要手段,其转换能力受Wells透平失速特性的限制。本文以带有NACA 0015叶型的单排Wells透平为研究对象,讨论了叶片前缘展向微圆柱参数在稳定入流下对透平性能的影响,揭示了微圆柱对透平失速特性和损失的作用机制。结果表明,微圆柱的尾迹增强了转子吸力面侧边界层内湍流强度和动量混合,有效地抑制了尾缘轮毂附近的初始分离。同时,叶顶间隙泄漏涡强度减小,削弱了叶顶泄漏流与吸力面侧流动的相互作用。随着圆柱半径增大,其尾迹涡涡量增大,能够进一步抑制流动分离,但圆柱尾迹耗散损失增大,导致透平效率进一步降低。当圆柱距前缘为10%C (叶片弦长),圆柱半径为1%C时,峰值扭矩系数提高26.57%,对应流量系数增大19.15%。

叶片安装角对离心压气机扩压器气动性能及失速机理影响研究

为了研究离心压气机扩压器异常叶片对于失速现象的诱发效果,以带有叶扩压器的高速离心压气机为研究对象,通过整体或局部改变扩压器叶片安装角,开展非定常数值模拟研究并与实验结果对比验证,研究叶片安装角改变对离心压气机性能、动态特性以及失速机理的影响规律。研究表明:整体负方向旋转叶片安装角会促使扩压器更加不稳定,旋转角度从-5°到5°,最高效率点对应的质量流量逐渐增大。其中安装角偏转+5°扩压器叶片前缘靠近轮缘壁面发生流动分离,诱使无叶区间产生回流;而偏转-5°扩压器轮毂附近的流动分离主要发生在尾缘,造成扩压器叶片吸力面附近产生大范围回流。单个叶片安装角发生较大偏转(大于10°)时,扩压器比叶轮更早进入失速状态,且失速的机制可能会随着安装角偏移的增大发生改变。

离心压气机突尖失速预测与模态识别方法

本文以带有蜗壳的离心压气机为研究对象,首先采用压缩动态模态分解方法对叶轮失速扰动结构进行提取和分析;其次,基于线性稳定性理论,建立叶轮入口z–θ圆柱面的二维稳定性分析方法,对失速诱发的流动失稳扰动传播进行研究。结果表明,由叶片前缘溢流引起的失速扰动可以分解为四种形式:基本流场扰动、叶频和转频引起的扰动、压气机在失速先兆稳定运行产生的周期性扰动以及在扰动初始位置原地振荡的扰动结构,且其振荡频率约为转频的40%。而叶片前缘形成的失速扰动传播分为两部分:一是向叶轮上游的逆向传播;二是在向叶轮上游传播的过程中,受主流的影响同时传向叶片前缘的二次传播。而扰动的两部分传播会在叶轮上游以形成一个不稳定的三角区域。