计入传动轴柔性的齿轮故障系统建模及VMD-Lempel-Ziv损伤评估

为有效评估齿轮传动系统损伤程度及检测其生命周期异样,综合考虑传动轴柔性及轴承支撑刚度对传动系统响应的影响,建立了计入传动轴柔性的二级齿轮传动系统损伤动力学模型。建模时,结合有限元法引入了不同损伤程度下的齿轮时变啮合刚度,采用Newmark积分法求解了不同状态下的轴承振动响应,并采用Lempel-Ziv复杂度以评价齿轮运行状态。在试验方面,针对采集信号信噪比不理想等问题,提出了一种变分模态分解(VMD)与Lempel-Ziv复杂度结合的齿轮损伤程度评价算法。仿真及试验结果表明:齿轮故障致使振动信号时频域产生转频调制,且随着损伤程度的增加,调制现象越明显,周期性冲击愈显著;Lempel-Ziv复杂度在齿轮整个生命周期呈现先增后减的趋势,在早期故障时,Lempel-Ziv复杂度最为敏感;采用VMD-Lempel-Ziv算法可在噪声环境中对系统进行有效的劣化分析。研究结果验证了采用Lempel-Ziv复杂度指标衡量齿轮损伤程度的可行性与有效性,可为齿轮箱状态检测提供理论依据。

多级齿轮传动裂纹故障频率分析与特征提取

为分析含裂纹的多级齿轮传动系统故障特征,判析其故障成分,首先,通过有限元法建立了裂纹故障下的直齿圆柱齿轮三维接触模型,计算了齿轮啮合时变刚度;其次,综合考虑了轴承支撑刚度以及传动轴柔性,建立了含齿轮裂纹的二级齿轮传动系统有限元动力学模型,依此求解了不同裂纹位置的振动响应;最后,针对试验信号信噪比不理想、能量分布不均匀等问题采用变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)结合快速峭度图(fast spectral kurtosis,简称FSK)对故障成分进行提取,分析了裂纹位置与故障频率的相关性。结果表明:由于裂纹的存在,系统振动响应在时域历程中出现周期性冲击,且频域中表现为在该级齿轮副啮合频率及其倍频附近出现边频调制,其边频谱线间隔为故障齿所在轴的转频;VMD-FSK法在噪声环境下可有效提取其故障特征且鲁棒性较好。分析结果可为齿轮故障判别及定位提供理论依据。

自适应VMD-FSK对低速重载下的转轴裂纹诊断

为了能更好的提取出低速重载下转轴裂纹的微弱故障特征,在充分考虑到微弱故障信号的周期性后,对变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的影响参数使用粒子群算法进行优化。信号经自适应VMD算法分解后,得到若干本征模函数(Intrinsic Mode Function,IMF),由相关系数法获得最优分量,结合快速谱峭度法(Fast Spectral Kurtosis,FSK)对最优分量进行带通滤波,对滤波信号包络谱中的故障特征进行分析。仿真与实验结果表明,包络谱中转频及其2、3倍频突出,与低速重载下转轴裂纹故障机理分析一致。

和田玉超声波数值模拟分析及回波信号特征分析

和田玉的无损检测对其价值有着重大的意义,可为后续的加工、雕刻和收藏提供有力的依据.针对目前和田玉的力学性能以及声学特性,根据各向同性介质的线弹性本构方程,建立了压电超声无损检测和田玉的有限元仿真模型,对回波信号特征进行了时域分析、频域分析和EMD分解,并计算出EMD分解后各IMF分量的能量熵.通过对仿真模型的波场快照和时域分析,验证了仿真模型的正确性;通过对仿真信号以及试验信号的时域分析以及EMD分解,结果显示仿真信号的特征变化规律与试验信号的变化规律保持一致.

三层式滚筒洗煤机结构设计

该文针对洗煤机多故障,工作寿命较短的问题,设计了三层式滚筒洗煤机,来解决在分离煤水混合物时,滤网在真空泵工作时的强吸力作用下轻易变形的难题,以提高洗煤率。将洗煤机设计为上下贯通的圆筒形结构,滤网更换简便、成本低,通过控制阀实现洗煤过程的全自动化。实验测试表明,该文设计的洗煤机有效地提高了工作效率。